Projeto Temático

Descoberta e desenvolvimento de potenciais agentes quimioterapêuticos a partir de invertebrados marinhos e de microrganismos associados

Coordenador: Roberto Gomes de Souza Berlinck

Instituto de Química de São Carlos

Universidade de São Paulo

CP 780, CEP 13560-970

São Carlos, SP – Brasil

fone: +55-16-33739954

fax: +55-16-33739952

Email: rgsberlinck@iqsc.usp.br

Pesquisadoras Principais: Dra. Lara Durães Sette, Dra. Fabiana Fantinatti-Garboggini e Dra. Valeria Maia de Oliveira

Centro Pluridisciplinar de Pesquisas Químicas, Biológicas e Agrícolas

Universidade Estadual de Campinas

Divisão de Recursos Microbianos

Pesquisadores principais: Prof. Glaucius Oliva e Prof. Otavio Thiemann

Laboratório de Cristalografia de Proteínas e Biologia Estrutural

Instituto de Física de São Carlos

Universidade de São Paulo

Pesquisador principal: Prof. Célio Lopes Silva

Departamento de Bioquimica e Imunologia

Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto

Universidade de Sao Paulo

Pesquisadora principal: Dra. Alexandra Ivo de Medeiros

Departamento de Ciências Fisiológicas

Centro de Ciências Biólógicas e da Saúde

Universidade Federal de São Carlos

Pesquisadores colaboradores: Profa. Claudia O. Pessoa e Prof. Manoel O. Moraes

Laboratório de Oncologia Experimental

Universidade Federal do Ceará

Pesquisadora colaboradora: Profa. Mirna Helena Regali Seleghim

Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva

Universidade Federal de São Carlos

Pesquisadores colaboradores: Prof. Eduardo Hajdu

Departamento de Invertebrados, Museu Nacional

Universidade Federal do Rio de Janeiro

Pesquisadora colaboradora: Profa. Rosana M. Rocha

Setor de Ciências Biológicas

Universidade Federal do Paraná

Pesquisadora colaboradora: Profa. Solange Peixinho e Silva

Instituto de Biologia

Universidade Federal da Bahia

Sumário

Produtos naturais marinhos isolados a partir de invertebrados e microrganismos marinhos têm sido objeto de investigações contínuas ao longo dos últimos 50 anos, principalmente devido à sua complexidade estrutural e potentes atividades biológicas. Em particular, esponjas marinhas, ascídias, octocorais e briozoários, além de fungos e bactérias marinhos, têm demonstrado ser fontes prolíficas de metabólitos secundários bioativos estruturalmente únicos. Embora o Brasil tenha uma costa de 8.000 km, o conhecimento sobre produtos naturais de organismos marinhos da costa do Brasil ainda é limitado.

A proposta deste projeto é o isolamento de produtos naturais a partir de extratos brutos biologicamente ativos obtidos a partir de invertebrados e microrganismos marinhos coletados em diferentes regiões da costa brasileira. Extratos de invertebrados marinhos testados em bioensaios de atividades citotóxica e antituberculose, e de atividade antimicrobiana contra linhagens de microrganismos patogênicos humanos sensíveis e resistentes à antibióticos e de atividade inibitória de enzimas participantes do ciclo de vida de protozoários patogênicos, serão submetidos a processo de desreplicação por LC-PDA-MS antes de serem submetidos a fracionamento cromatográfico objetivando o isolamento de compostos ativos. Paralelamente, fungos e bactérias marinhas isolados de invertebrados marinhos (esponjas e ascídias) serão crescidos em condições artificiais otimizadas, visando a produção de metabólitos secundários. Os meios de crescimento dos microrganismos marinhos serão extraídos por adsorção em resina polimérica e por partição líquido-líquido. Extratos dos microrganismos marinhos serão submetidos aos mesmos bioensaios mencionados anteriormente. Todos os extratos (> 500) serão avaliados em novos bioensaios relacionados à inibição ou estimulação de mediadores químicos participantes em processos imunomodulatórios. Extratos com atividade biológica serão submetidos a processo de desreplicação por LC-PDA-MS, objetivando analisar o seu perfil químico e obter informações sobre a presença de metabólitos conhecidos e novos, e com isso obter dados para a priorização do estudo de extratos brutos com substâncias inéditas. Após desreplicação, extratos de microrganismos marinhos também serão submetidos a fracionamento objetivando o isolamento de metabólitos bioativos. Compostos puros isolados serão identificados através da análise de seus dados espectroscópicos e avaliados nos bioensaios nos quais os extratos brutos foram originalmente ativos, objetivando, inclusive, a realização de estudos acerca de seu mecanismo de ação.

Summary

Marine natural products isolated from both marine invertebrates and microorganisms have received increased attention during the last 50 years due to their structural complexity and biological activities. In particular marine sponges, ascidians, octocorals, bryozoans, as well as marine fungi and bacteria, have shown to be prolific sources of potently active and structurally unique secondary metabolites. Although Brazil has a 8.000 km long coastline, the knowledge of marine natural products from Brazilian marine organisms is still limited.

The proposal of this project is the chemical investigation of biologically active crude extracts obtained from marine invertebrates and marine microorganisms collected in different regions of the Brazilian coastline. Extracts of marine invertebrates active already tested in assays of cytotoxic and antituberculosis activities, as well as of antimicrobial activity against both antibiotic-sensitive and antibiotic-resistant human pathogenic microbes and of inhibition of specific enzymes implied in the life cycle of pathogenic protozoa, will be subjected to dereplication by LC-PDA-MS before a chromatographic fractionation toward the isolation of biologically active compounds. In parallell, marine fungi and bacteria isolated from marine invertebrates (sponge and ascidians) will be grown in optimized artificial media in order to produce secondary metabolites. The marine microbe growth media will be extracted by adsorption on polymeric resin and by liquid-liquid extraction. Extracts from marine microbes will be subjected to the same above mentioned bioassays. Additionally, a new set of bioassays related to the inhibition or stimulation of chemical mediators implied in immunomodulation processes will be applied to the whole crude extract collection (> 500), in order to search for active extracts. Active extracts will be subjected to a dereplication by LC-PDA-MS analysis, in order to get information about crude extracts chemical profiles and prioritize the isolation of novel bioactive compounds. After dereplication, marine microbial extracts will also be subjected to fractionation aiming the isolation of pure active metabolites. Pure chemical entitites obtained from marine invertebrates and microorganisms will be spectroscopically identified and evaluated in the bioassays in which the original crude extract was active, aiming to obtain information on their mechanism of action.