Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/39172
Type: Dissertação
Title: Diversidade e bioprospecção de fungos presentes em lagos Antárticos
Authors: Vívian Nicolau Gonçalves
First Advisor: Carlos Augusto Rosa
First Co-advisor: Luiz Henrique Rosa
First Referee: Jovita Eugênia Gazzinelli Cruz Madeira
Abstract: No continente antártico, os lagos constituem os habitas mais favoráveis ao crescimento de microrganismos extremófilos, os quais podem ser importantes fontes de metabólitos bioativos. Diversos trabalhos têm sido realizados para avaliar a diversidade de fungos presentes em diferentes substratos na Antártica. Contudo poucos estudos têm sido realizados para avaliar a diversidade de fungos presentes nas águas de lagos e a capacidade desses microrganismos de produzir metabólitos secundários com atividade biológica. O objetivo deste trabalho foi coletar amostras de água de seis lagos da Baía do Almirantado, na Ilha Rei George (lagos Stenhouse, Macchu Picchu, Refúgio II, Wanda e Agat) e na Ilha Deception (lago Crater lake), na Antártica, para isolamento de fungos Zilamentosos. Alem disto, foi avaliada a capacidade destes microrganismos de produzir metabólitos secundários com atividade antifúngica, antitumoral e antiparasitária. Foram obtidos 128 fungos filamentosos, a partir de 90 amostras de água. Os isolados de fungos obtidos foram agrupados em 99 morfotipos distintos de acordo com as características macroscópicas das colônias, e um isolado de cada grupo foi selecionado para identificação molecular por meio de sequenciamento da região espaçadora transcrita interna (ITS) do gene do RNA ribossomal. Dentre os táxons obtidos, 17,5% são considerados espécies endêmicas e estão distribuídos entre os gêneros: Antarctomyces, Cadophora, Cladosporium, Cosmospora, Davidiella, Fontanospora, Geomyces, Gibberella, Helgardia, Microdochium, Penicillium, Phaeosphaeria, Phoma, Pseudeurotium, Thelebolus e Trichoderma. A espécie Geomyces pannorum foi a mais frequente (13,5%) e o maior número de isolados foi obtido do lago Stenhouse (26%), o qual apresentou a maior diversidade de acordo com os índices de Shannon e Simpson. Em relação à similaridade da comunidade de fungos estimada pelos coeficientes de Sorensen (QS) e Bray-Curtis, os lagos Macchu Picchu/Wanda e Refúgio II/Wanda, respectivamente, apresentaram maior semelhança entre as comunidades de fungos. Os diferentes valores de similaridade atribuídos aos lagos amostrados podem ser devido às diferentes características físico-químicas encontradas nos diferentes ecossistemas estudados. Duzentos e vinte extratos metanólicos foram obtidos a partir do crescimento de fungos filamentosos (58%) e das leveduras antárticas (42%) isoladas por Brandão, (2010). Os extratos foram testados quanto à capacidade de inibir linhagens oportunistas de Candida albicans (ATCC 18804, 2.1A e 15.3C) e o fungo patogênico Paracoccidiodes brasiliensis (Pb18), na concentração de 250μg/mL. Além disso, os extratos foram avaliados quanto à capacidade de inibir células de Leishmania amazonenis e linhagens de células tumorais humanas (TK-10 e MCF-7) na concentração de 20μg/mL. Em relação aos ensaios com as linhagens de C. albicans, 19 (8,64%) extratos de fungos filamentosos foram considerados promissores (atividade inibitória ≥70%). A maior parte dos extratos considerados promissores e medianamente promissores (atividade inibitória entre 50 e 69%) inibiram a linhagem de C. albicans 2.1A, resistente ao itraconazol. Em relação aos ensaios com o fungo P. brasiliensis 14 extratos (8,2%) foram considerados promissores. Do total de extratos testados nos ensaios realizados com todos os microrganismos e células alvos, 31 foram ativos, sendo a maioria obtida de fungos filamentosos. O maior número de extratos promissores foi obtido de fungos isolados do lago Stenhouse. Os táxons de leveduras que apresentaram atividade sobre P. brasiliensis foram Rhodotorula sp., Exophiala heteromorpha e Cryptococcus victoriae. Os fungos filamentosos que apresentaram atividade biológica em pelo menos um dos ensaios realizados estão distribuídos entre os gêneros Antarctomyces, Cadophora, Cladosporium, Geomyces, Microdochium, Mortierella, Penicillium, Pseudeurotium e Thelebolus. A espécie que apresentou o maior número de extratos com atividade inibitória sobre pelo menos um microrganismo ou célula alvo (19,4%) foi G. pannorum. Nenhum extrato foi capaz de inibir as células de L. amazonenis. Os táxons Leucosporidiella muscorum e Penicillium sp. apresentaram atividade sobre as linhagens de células tumorais. Os resultados obtidos neste trabalho revelam a importância da realização de estudos para o conhecimento da diversidade e bioprospecção da micota presente nos lagos antárticos. Também sugerem que estes ambientes constituem uma fonte promissora de fungos produtores de metabólitos bioativos possíveis protótipos para o desenvolvimento de drogas com atividade antifúngica e antitumoral.
Abstract: In Antarctic continent, lakes are the most favorable habitats for the growth of extremophile microorganisms, which can be important sources of bioactive metabolites. Several studies have been performed to evaluate the diversity of fungi isolated from different substrates of Antarctica. However, few studies have been performed to assess the diversity of fungi present in the water lakes and the ability of these microorganisms to produce secondary metabolites with biological activity. The aim of this study was to collect water samples from six Antarctic lakes of Admiralty Bay, at King George Island (lakes Stenhouse, Macchu Picchu, Refuge II, Agat and Wanda) and Deception Island (Crater Lake) in Antarctica for the isolation of fungi. Besides that, it was evaluated the ability of these microorganisms to produce secondary metabolites with antifungal, antitumor and antiparasitic activities. A hundred and eight filamentous fungi were obtained from 90 water samples. The fungal isolates were grouped into 99 distinct morphotypes according to their macroscopic characteristics of their colonies, and one isolate of each group was then selected to molecular identification by sequencing the internal transcribed spacer (ITS) region of rRNA gene. Seveteen and a half percent of the taxa obtained in the lakes sampled are endemic species and belong to the genera: Antarctomyces, Cadophora, Cladosporium, Cosmospora, Davidiella, Fontanospora, Geomyces, Gibberella, Helgardia, Microdochium, Penicillium, Phaeosphaeria, Phoma, Pseudeurotium, Thelebolus and Trichoderma. The species Geomyces pannorum (13.5% of the total isolates) was predominant and the highest number of isolates was obtained from Lake Stenhouse (26%), which showed the highest diversity showed by the Shannon and Simpson indices. The similarity of the fungal community of the lakes Macchu Picchu/Wanda and Refúgio II/Wanda, estimated by the coefficient of Sorensen (QS) and Bray-Curtis were more similar than the others. The different similarity values assigned to the lakes sampled may be due to the different physical and chemical characteristics found in the different ecosystems studied. Two hundred and twenty methanolic extracts were obtained [58% of filamentous fungi and 42% of Antarctic yeasts isolated by Brandão (2010)]. The extracts were tested at the concentration of 250μg/mL for their capacity to inhibit the growth of opportunistc strains of Candida albicans (ATCC 18804, and 15.3C 2.1A) and the pathogenic fungus Paracoccidioides brasiliensis (Pb18). The extracts were also tested at the concentration of 20μg/mL for their capacity to inhibit cells of Leishmania amazonenis and cell lines of human tumor (TK-10 and MCF-7). In the bioassays against strains of C. albicans, 19 (8.64%) extracts of the fungi were considered promising (inhibitory activity ≥ 70%). Most of the extracts considered promising and moderately promising (inhibitory activity between 50 and 69%) inhibited the strain of C. albicans 2.1A, resistant to itraconazole. In the bioassays against the fungus P. brasiliensis, 14 extracts (8.2%) were considered promising. From all extracts tested on the bioassays with all microrganisms and target cells, 31 were considered active, being most obtained from filamentous fungi. The highest numbers of promising extracts were obtained from filamentous fungi of Stenhouse lake. The yeasts that showed activity against P. brasiliensis were Rhodotorula sp., Exophiala heteromorpha and Cryptococcus victoriae. The filamentous fungi that showed biological activity were distributed among the genera Antarctomyces, Cadophora, Cladosporium, Geomyces, Microdochium, Mortierella, Penicillium, Pseudeurotium and Thelebolus. G. pannorum was the species with largest number of extracts with biological activity (19.4%)against at least one microorganism or target cell. None of the extracts were able to inhibit the cells of L. amazonenis. The taxa Leucosporidiella muscorum and Penicillium sp. showed activity on tumor cell lines. The results of this research showed the importance of studies about diversity and bioprospecting of fungi in Antarctic lakes. It is been also suggested that environment represent a rich source for the isolation of strains producing bioactive metabolites that can have the potential to develop antifungal and antitumor drugs.
Subject: Microbiologia
Fungos
Regiões Antárticas
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Microbiologia
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/39172
Issue Date: 24-Feb-2011
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