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https://hdl.handle.net/1822/70831
Título: | Deep-sea pharmacies: exploring deep-sea Actinobacteria for the production of novel natural products with pharmaceutical applications |
Autor(es): | Amorim, Cláudia Teresa Pinto |
Orientador(es): | Carvalho, Fátima Silva Azeredo, Joana |
Palavras-chave: | Actinobacteria Anticancer Antimicrobial Deep-sea Actinobactérias Anticancro Antimicrobiano Mar profundo |
Data: | 2021 |
Resumo(s): | Antibiotic resistance is a big threat to global health, as the treatment of a growing number of bacterial
infections is becoming a serious problem. In addition, cancer is responsible for the death of millions of
people every year and resistance to available therapies is of big concern.
It is well established that Actinobacteria are prolific producers of bioactive compounds with
pharmaceutical applications. Bioprospecting unexplored or underexplored environments, like the deepsea,
may be a key for the discovery of new bioactive molecules. This work aimed to study the biodiversity
of the cultivable Actinobacteria associated with deep-sea samples from Portugal, and investigate the
antimicrobial and cytotoxic potential of the isolated strains. Nine deep-sea samples, that included
sponges, corals and sediments, were collected at the Madeira archipelago at depths between 463 m and
865 m, using the submersible Lula1000. A heat pre-treatment and three selective culture media
supplemented with different antibiotics were used to promote the selection of Actinobacteria. Sixty-eight
actinobacterial strains were isolated from the analyzed samples, being affiliated with the genera
Brevibacterium, Tsukamurella, Microbacterium, Micrococcus, Leucobacter, Rhodococcus,
Brachybacterium and Streptomyces. Two of these actinobacterial isolates may represent new
Microbacterium species as their 16S rRNA gene similarity was below the cut-off value of 98.7%, used to
discriminate between species. The crude extracts of the isolated actinobacterial strains were screened for
antimicrobial and cytotoxic activities, using the disk diffusion method and MTT assay, respectively. Two
actinobacterial strains associated with the genera Brevibacterium and Brachybacterium were active
against one or more of the reference strains tested, namely Candida albicans, Bacillus subtilis and
Staphylococcus aureus, exhibiting MIC values in the range of 1000 μg mL-1. Cytotoxic assays revealed 23
strains capable of reducing the cellular viability of at least one of the cell lines tested (T47-D, HepG2 and
hCMEC/D3). This work contributed to increase the knowledge about the diversity of Actinobacteria
associated with deep-sea samples of Portuguese environments and of their bioactive potential. In the
future, dereplication of the bioactive extracts will be performed to look for the presence of new bioactive
compounds. A resistência aos antibióticos é uma ameaça grave à saúde global, uma vez que o tratamento de um número crescente de infeções bacterianas se tem tornado um problema sério. Adicionalmente, o cancro é responsável pela morte de milhões de pessoas todos os anos e a resistência às terapias existentes é preocupante. As Actinobactérias são produtoras prolíficas de compostos bioativos com aplicações farmacêuticas. A bioprospecção de ambientes não explorados ou sub-explorados, como é o caso do mar profundo, poderá ser a chave para a descoberta de novas moléculas bioativas. Este trabalho teve como foco o estudo da biodiversidade de Actinobactérias cultiváveis associadas a amostras de mar profundo de Portugal, e a investigação do potencial antimicrobiano e citotóxico das estirpes isoladas. Nove amostras de mar profundo, incluindo esponjas, corais e sedimentos, foram recolhidas no Arquipélago da Madeira a profundidades entre os 463 m e 865 m, utilizando o submersível Lula1000. De modo a promover a seleção de Actinobactérias, foi utilizado um pré-tratamento com calor e usados três meios de cultura seletivos suplementados com antibióticos. Foram isoladas 68 estirpes de Actinobactérias a partir das amostras analisadas, afiliadas com os géneros Brevibacterium, Tsukamurella, Microbacterium, Micrococcus, Leucobacter, Rhodococcus, Brachybacterium e Streptomyces. Dois destes isolados actinobacterianos poderão representar novas espécies de Microbacterium, uma vez que a similaridade dos respetivos genes 16S rRNA se encontra abaixo do valor de referência de 98.7%, utilizado para distinguir entre espécies. Os extratos brutos das estirpes de Actinobactérias isoladas foram avaliados quanto às suas atividades antimicrobiana e anticancerígena, utilizando o método de difusão em disco e o ensaio MTT, respetivamente. Duas estirpes de Actinobactérias, associadas aos géneros Brevibacterium e Brachybacterium, tiveram atividade contra uma ou mais estirpes de referência testadas, nomeadamente Candida albicans, Bacillus subtilis e Staphylococcus aureus, exibindo valores de MIC de 1000 μg mL-1. Os ensaios de citotoxicidade revelaram 23 estirpes capazes de reduzir a viabilidade celular de pelo menos uma das linhas celulares testadas (T47-D, HepG2 e hCMEC/D3). Este trabalho contribuiu para aumentar o conhecimento sobre a diversidade de Actinobactérias associadas a amostras de mar profundo em Portugal e o seu potencial bioativo. No futuro, será realizada a desreplicação dos extratos bioativos para procurar novos compostos bioativos. |
Tipo: | Dissertação de mestrado |
Descrição: | Dissertação de mestrado em Biotechnology |
URI: | https://hdl.handle.net/1822/70831 |
Acesso: | Acesso aberto |
Aparece nas coleções: | BUM - Dissertações de Mestrado |
Ficheiros deste registo:
Ficheiro | Descrição | Tamanho | Formato | |
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