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Title in Portuguese: Potencial bioativo de extratos da microalga Arthrospira platensis
Title: Bioactive potential of extracts from microalga Arthrospira platensis
Author: Maia, Hudson Damasceno
Advisor(s): Sampaio, Silvana Saker
Keywords: Spirulina. Atividade antioxidante. Atividade anticâncer.
Spirulina. Antioxidant activity. Anticancer activity.
Issue Date: 2018
Citation: MAIA, H.D. 2018
Abstract in Portuguese: As pesquisas sobre novas fontes de produtos naturais encontraram nas microalgas fontes alternativas de metabólitos com propriedades biológicas e bioquímicas notáveis devido a diversidade de suas moléculas e estruturas químicas complexas. O presente trabalho teve como objetivo estudar o potencial biológico dos extratos da cianobactéria Arthrospira platensis, comumente conhecida como Spirulina. Para isso, quatro extratos foram preparados com solventes de polaridade crescente (hexano – Hx, acetato de etila – AcOEt, metanol – MeOH e metanol:água 1:1 – MeOH:H2O 1:1) e avaliados especificamente quanto ao conteúdo de compostos fenólicos totais (CFT), ao teor de flavonoides (TF), quanto às atividades antioxidante in vitro, medidas pela capacidade de sequestro do radical DPPH, capacidade de quelação de íons ferrosos (FIC), poder de redução de íons férricos (FRAP) e atividade inibitória do branqueamento do β-caroteno (BCB). A concentração inibitória mínima (CIM), determinada pela técnica padrão de microdiluição, foi testada frente às bactérias Escherichia coli, Staphylococcus aureus e Salmonella ser. Braenderup. A atividade antifúngica, determinada pela técnica da difusão em disco, foi testada frente ao fungo filamentoso Aspergillus niger e à levedura Candida albicans. A atividade antibiofilme, determinada pela técnica da aderência em microplacas de poliestireno, foi testada frente à cepa Pseudomonas aeruginosa. A atividade anticâncer foi determinada pela investigação do efeito dos extratos de A. platensis sobre a viabilidade celular das linhagens MCF-7 (adenocarcinoma de mama) e LNCaP clone FGC (carcinoma de próstata metastático). Os valores de CFT (mg EAG g-1 dos extratos Hx, AcOEt, MeOH e MeOH:H2O 1:1) foram, respectivamente, 73,34; 99,0; 30,49 e 26,21. Os valores de TF (mg EQ g-1 dos extratos Hx, AcOEt e MeOH) foram 318,15; 474,65 e 73,05, respectivamente. As atividades antioxidantes in vitro, medidas pelo DPPH, FIC e BCB foram mais elevadas no extrato AcOEt, enquanto que o FRAP foi maior no extrato MeOH:H2O (1:1). Nenhum extrato apresentou atividade antimicrobiana (CIM) contra as bactérias E. coli, S. aureus e Salmonella ser. Braenderup, porém foi observada uma atividade bacteriostática do extrato Hx frente à cepa S. aureus na concentração de 1.000 μg mL-1. Não foi observada inibição da formação de biofilme de P. aeruginosa por nenhum dos extratos testados. Não foi possível evidenciar atividade antifúngica contra C. albicans, porém foi observada uma ação fungistática contra A. niger causada pelo extrato AcEOt na concentração de 500 μg mL-1. A viabilidade celular da linhagem LNCaP foi de 71,11%, 35,08% e 61,48% para os extratos Hx, AcOEt e MeOH, respectivamente, enquanto que para as células da linhagem MCF-7, ela foi de 67,29%, 86,56% e 60,98% para os extratos Hx, AcOEt e MeOH, respectivamente. Os extratos 7 brutos da microalga A. platensis apresentaram elevados teores de compostos fenólicos e flavonoides, podendo ser considerados uma fonte natural desses antioxidantes. Os extratos brutos não apresentaram forte atividade antimicrobiana. Os extratos da A. platensis são uma fonte promissora para a produção de fármacos para o controle do crescimento das linhagens das células cancerígenas MCF7 e LNCaP. São necessários novos estudos para a identificação dos compostos bioativos presentes nos extratos de A. platensis, especialmente no extrato AcOEt.
Abstract: Research on new sources of natural products found in microalgae alternative sources of metabolites with remarkable biological and biochemical properties due to the diversity of their molecules and complex chemical structures. The present work had as objective to study the biological potential of the extracts of the cyanobacteria Arthrospira platensis, commonly known as Spirulina. For this, four extracts were prepared with increasing polarity solvents (hexane – Hx, ethyl acetate – AcOEt, methanol – MeOH, and methanol:water 1:1 – MeOH:H2O 1:1) and evaluated specifically for the content of total phenolic compounds (TPC), the flavonoid (flavonols and flavones of luteolin subgroup) quantification (FC), and the in vitro antioxidant activities, measured by the DPPH radical scavenging activity, ferrous ion-chelating ability (FIC), ferric reducing antioxidant power (FRAP) and β-carotene bleaching (BCB) inhibitory activity. The minimum inhibitory concentration (MIC), performed by standard microdilution technique, was tested against the bacteria Escherichia coli, Staphylococcus aureus and Salmonella ser. Braenderup. The antifungal activity, performed by the disc diffusion technique, was tested against the filamentous fungus Aspergillus niger and the yeast Candida albicans. The antibiofilm activity, determined by the adhesion technique in polystyrene microplates, was performed against the strain Pseudomonas aeruginosa. The anticancer activity was investigated by the effect of extracts of A. platensis on the cell viability of MCF-7 (breast adenocarcinoma) and LNCaP clone FGC (metastatic prostate carcinoma). The CFT values (mg EAG g-1 extracts Hx, AcOEt, MeOH and MeOH: H2O 1:1) were 73.34, 99.00, 30.49 and 26.21, respectively. The FC values (mg EQ g-1 extract Hx, AcOEt and MeOH) were 318.15, 474.65 and 73.05, respectively. In vitro antioxidant activities measured by DPPH, FIC and BCB were higher in the AcOEt extract, whereas FRAP was higher in the MeOH:H2O (1:1) extract. No extract showed antimicrobial activity in MIC against E. coli, S. aureus and Salmonella ser. Braenderup, but a bacteriostatic activity of the Hx extract was observed against the S. aureus strain at the concentration of 1000 μg mL-1. No inhibition of P. aeruginosa biofilm formation was observed for any of the extracts tested. It was not possible to observe antifungal activity against C. albicans, but it was observed a fungistatic activity against A. niger caused by the AcEOt extract at the concentration of 500 μg mL-1. The cell viability of the LNCaP line was 71.11%, 35.08% and 61.48% for the extracts Hx, AcOEt and MeOH, respectively, whereas for MCF-7 cells, it was 67.29%, 86.56% and 60.98% for extracts Hx, AcOEt and MeOH, respectively. The crude extracts of the A. platensis microalga presented high levels of phenolic and flavonoids compounds, being considered a natural source of these antioxidants. The crude extracts did not 9 show strong antimicrobial activity. The extracts of A. platensis are a promising source for the production of drugs for the control of the growth of MCF7 and LNCaP cancer cell lines. Further studies are needed to identify the bioactive compounds present in extracts of A. platensis, especially in the AcOEt extract.
Description: MAIA, Hudson Damasceno. Potencial bioativo de extratos da microalga Arthrospira platensis. 85 f. 2018. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Pesca)- Universidade Federal do Ceará, 2018.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/35742
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