ARTÍCULO ORIGINAL

Avaliação da atividade antimicrobiana e moduladora do extrato hexânico de Costus cf. Arabicus L.

Evaluación de la actividad antimicrobiana y modulación del extracto de hexano de Costus cf. Arabicus L.

Evaluation of the antimicrobial and modulating activity of hexane extract from Costus cf. Arabicus L.

PhD. Celestina Elba Sobral de Souza,^I MSc. Nadghia Figueiredo Leite,^I MSc. Dara Isabel Vieira de Brito,^I MSc. Liscássia Beatriz Batista Alencar,^I BSc. Anne Karyzia Lima Santos de Lavor,^I MSc. Edinardo Fagner Ferreira Matias,^I,III PhD. Rosimeire Sabino Albuquerque,^I BSc. João Victor de Alencar Ferreira,^I BSc. Francisco Assis Bezerra da Cunha,^I PhD. Saulo Relison Tintino,^{I BSc.} José Galberto Martins Costa,^II,III PhD. Henrique Douglas Melo Coutinho,^I

^I Laboratório de Microbiologia e Biologia Molecular, Universidade Regional do Cariri, Crato (CE), Brasil.
^II Laboratório de Pesquisas em Produtos Naturais, Universidade Regional do Cariri, Crato(CE), Brasil.
^III Faculdade Leão Sampaio, Juazeiro do Norte (CE), Brasil.

RESUMO

Introdução: a Pseudomonas aeruginosaé conhecida por causar infecção aguda pela produção de toxinas. Alguns espécimes deStaphylococcus são frequentemente reconhecidos como agentes etiológicos de infecções oportunistas em muitos animais e homens. Escherichia colié uma das principais causas de doenças infecciosas humanas. O gênero Candida produz diversos fatores de virulência, as infecções são provavelmente iniciadas por modificações de defesas do hospedeiro.
Objetivo: avaliar o efeito antimicrobiano do extrato hexânico de Costus cf. e modulação da atividade antibiótica de Costus cf. Arabicus L.
Métodos: o material botânico de Costus cf. Arabicus L., foi coletado no município de Crato, Ceará, Brasil. Para a preparação dos extratos foram coletados folhas e caules frescos, submersos em hexano separadamente por 72 h, sendo apósesse período, filtrado e concentrado em condensador rotativo a vácuo. Foram realizados testes de atividade antimicrobiana (CIM) e modulação da atividade antimicrobiana com cepas padrões e multirresistentes de bactérias e fungos.
Resultados: o extrato demonstrou atividade antibacteriana e antifúngica quando combinados com alguns antimicrobianos contra algumas linhagens testadas.
Conclusões: portanto, é sugerido que o extrato de Costus cf. pode ser utilizado como uma fonte de productos naturais na terapêutica antimicrobiana e no combate a multirresistência bacteriana e fúngica.

Palavras-chaves: Costus cf. arabicus L., atividade antimicrobiana, modificação de resistência.

RESUMEN

Introducción: Pseudomonas aeruginosa se ​​sabe que causa la infección aguda por la producción de toxinas. Algunos ejemplares de Staphylococcus suelen ser reconocidos como agentes etiológicos de las infecciones oportunistas en muchos animales y seres humanos. Escherichia coli es una de las principales causas de las enfermedades infecciosas humanas. El género Candida produce varios factores de virulencia, las infecciones son probablemente iniciadas por los cambios en las defensas del huésped.
Objetivo: evaluar el efecto antimicrobiano del extracto de hexano de Costus cf. y la modulación de la actividad antibiótica de Costus cf. Arabicus L.
Métodos: el material botánico de Costus cf. arabicus L. se recogió en Crato, Ceará, Brasil. Para la preparación de extractos se recogieron las hojas y los tallos frescos por separado y se sumergieron en hexano durante 72 horas, después de eso, se filtró y se concentró en un condensador de vacío rotatorio. Se realizaron ensayos de actividad antimicrobiana (MIC), modulación con cepas multirresistentes y patrones de bacterias y hongos.
Resultados: el extracto mostró actividad antibacteriana y antifúngica cuando se combinan con algunos antibióticos contra algunas cepas ensayadas.
Conclusiones: por lo tanto, el extracto de Costus cf. se puede utilizar como una fuente de productos naturales en la terapia antimicrobiana y en la lucha contra la resistencia a múltiples fármacos de bacterias y hongos.

Palabras clave : Costus cf. Arabicus L., actividad antimicrobiana, la modificación de la resistencia.

ABSTRACT

Introduction: Pseudomonas aeruginosa is known to cause acute infection due to the production of toxins. Some specimens of Staphylococcus are often recognized as the etiologic agents of opportunistic infections in many animals and humans. Escherichia coli is a leading cause of human infectious diseases. The genus Candida produces several virulence factors. Infections are probably initiated by changes in host defenses.
Objective: evaluate the antimicrobial effect of hexane extract of Costus cf. and themodulation of Costus cf. Arabicus. L. antibiotic activity.
Methods: botanical material from Costus cf. arabicus L. was collected at Crato, Ceará, Brazil. For the preparation of extracts fresh leaves and stems were collected, separately immersed in hexane for 72 hours, and thereafter filtered and concentrated in a rotary vacuum condenser. Tests of antimicrobial activity (MIC) and antimicrobial activity modulation were conducted with multiresistant strain patterns of bacteria and fungi.
Results: the extract showed antibacterial and antifungal activity against some of the strains tested when combined with some antibiotics.
Conclusions: therefore, it is suggested that the extract of Costus cf. be used as a source of natural products for antimicrobial therapy and to combat bacterial and fungal multidrug resistance.

Key words: Costus cf. Arabicus L., antimicrobial activity, modification of resistance.

INTRODUÇÃO

O espectro de doenças causadas por Pseudomonas compreende desde infecções superficiais da pele até septicemia fulminante. ¹ A P. aeruginosa pode causar infecção aguda pela produção de toxinas, e infecção crônica pela ação da camada espessa que consiste no seubiofilme, ou ainda em uma patologia que é resultado do somatório destes fatores de virulência.²

Bactérias do gênero Staphylococcus são distribuídas na natureza, assim como namicrobiota normal da pele e da mucosa dos animais e pássaros. Alguns espécimes de Staphylococcus são frequentemente reconhecidos como agentes etiológicos de infecções oportunistas em muito sanimais e homens.^3,4

S.aureus, S.epidermidis, S.saprophyticus e S.haemolyticus são as espécies mais importantes causadoras de infecções humanas e hospitalares. Além de causar diferentes intoxicações, S. aureus representa o agente etiológico mais comum de infecções purulentas (como, furúnculo, carbúnculo, abcesso, miocardite, endocardite, pneumonia, meningite, artrite bacteriana).⁵

Escherichia coli é uma das principais causas de doenças infecciosas humanas. São conhecidos por producir enterotoxinas cujas propriedades e seu papel na doença diarréica tem sido amplamente investigado. A atividade das citotoxinas e seu papel nainfecção humana jáfoi identificado, ^6-8 principalmente em infecções do trato urinário.⁹

O gênero Candida produz diversos fatores de virulência, as infecções são provavelmente iniciadas por modificações de defesas do hospedeiro. As infecções de pele e mucosas são principalmente devidas a mudanças na hidratação, no pH, alterações da microbiota da pele e mucosas. O espectro das candidíases é bastante extenso, indo desde manifestações banais, como a colonização de mucosas, até quadros sistêmicos, com a invasão de varios órgãos. As mucosas mais envolvidas, em quadros de candidíase, são as da boca, vagina e esôfago. As espécies mais comumente implicadas em quadros clínicos são as seguintes: C. albicans, C. tropicalis, C. parapsilosis, C. glabratae C. krusei.¹⁰

Com relação à bacterias patogênicas, um problema crescente e preocupante é o aumento da resistência bacteriana a os antibióticos.¹¹ Para pacientes, a resistência antimicrobiana aumenta a morbidade e mortalidade, enquanto que para as instituições de saúde significa aumento de custos.^{12, 13}

O uso de extratos como agentes antimicrobianos, a presenta um baixo risco de aumento da resistência microbiana a sua ação, porque são misturas complexas, fazendo com que haja maiores dificuldades para adaptabilidade microbiana.¹⁴

A familia Costaceae, antiga Zingiberacea, é constituída por quatro gêneros: Costus, Dimerocostus, Monocostus e Tapeinocheilas, os quais são encontrados em áreas tropicais e subtropicais através do Novo e do Velho Mundo, em florestas pluviais e outros ambientes higrófilos.¹⁵

Costus é o gênero commaior número de espécies, possuindo cerca de 175 espécies. Com distribuição pantropical, sendo que a maioria de suas espécie socorren a Região Neotropical.^15-17 Registram o uso das raízes e rizomas como diurético, tônico, emenagogo e diaforético, enquanto o suco da haste fresco diluído em agua tem uso contra gonorréia, sífilis, nefrite, picadas de insetos, problemas da bexiga e diabetes.^18-23 Externamente, sua decocção é empregada para aliviar irritações vaginais, leucorréia e no tratamento de úlceras,²⁴ enquanto que na forma de cataplasma é empregada para amadurecer tumores. ²³Costus cf. arabicus L, é também conhecida como cana-do-brejo.

Este estudo foi realizado como objetivo de avaliar o efeito antimicrobiano do extrato hexânico e modulação da atividade antibiótica de Costus cf. Arabicus L.

MÉTODOS

Material fúngico e bacteriano

As cepas de fungos utilizados foram Candida albicans(ATCC 40006), Candida tropicalis(ATCC 40042) e Candida krusei(ATCC 2538), as cepas bacterianas padrões usadas foram S.aureus(ATCC 25923), E.coli(ATCC 10536), P.aeruginosa (ATCC 15442) e K. pneumonea(ATCC 4362) e muliressistentes de S.aureus(SA 358), E.coli(EC 27), P.aeruginosa (P 03). Todas as cepas foram mantida sem slants com Heart Infusion Agar (HIA, Difco Laboratories Ltda.). Antes do ensaio, as células foram cultivadas por 18h a 37°C em caldo infusão de cérebro e coração (BHI, Difco Laboratories Ltda.)

Material vegetal

O material botânico de Costus cf. Arabicus L., foi coletado no município de Crato, Ceará, Brasil. O material vegetal identificado é da familia Costaceae e foi depositada uma exsicata com nº 1267 no herbário Dárdano Andrade Lima- URCA da Universidade Regional do Cariri- URCA.

Preparação de extratos hexânicos das folhas e raízes de Costus cf. Arabicus L

Para preparação dos extratos foram coletados folhas e caules frescos que permaneceram submersos em hexano separadamente por 72 h, sendo apósesse período, filtrado e concentrado em condensador rotativo a vácuo (model Q-344B- Quimis, Brazil) e ultrathermal banho (model Q214M2- QuimisBrazil), obtendo-se rendimentos dos extratos brutos apresentado na tabela 1. A solução utilizada nos testes foi preparada sobuma concentração de 10 mg/mL, dissolvido sem DMSO(dimetilsulfóxido), em seguida diluída com água destilada para uma concentração de 1024 µg/mL.

Drogas

Os antimicrobianos utilizados foram Gentamicina, Amicacina, Neomicina, Nistatina, Anfotericina b, Mebendazol, Benzoilmetronidazol e 8 MOP, todos obtidos pela Sigma Chemical Co.(St. Louis, EUA).

Teste de atividade antimicrobiana (CIM) e modulação da atividade antimicrobiana

A CIM (concentração inibitória mínima) foi determinada em um ensaio de microdiluição ²⁵utilizando-se um inóculo de 100µL de cada linhagem, suspensas em caldo Brain Hear Infusion - BHI até uma concentração final de 10⁵ UFC/mLem placas de microtitulação com 96 poços. Em cada poçofoi adicionado 100µL de solução de cada extrato. As concentrações finais dos extratos variaram de 512 a 8 μg/mL (diluições seriais 1:2). As CIMsforam registradas como as menores concentrações para a inibição do crescimento. A concentração inibitória mínima dos antimicrobianos foi determinada em BHI pelostestes de microdiluição, utilizando suspensão de 10⁵UFC/mLeuma faixa de concentração da drogade2500 para2 µg/mL(dupla diluição seriada) para os antibacterianos e uma variação dos antifúngicos entre 1024-0,5 μg/mL.²⁵A CIM foi definida comoa menor concentração que não houve crescimento. Paraa avaliação dos extratos como moduladores da resistência aos antimicrobianos, o MIC dos antimicrobianos foi determinada na presençaou ausênciade EHCC e EHFC em concentrações sub-inibitórias (8mg / mL)e as placas foram incubadas por 24 h a 37 °C.

RESULTADOS

As tabelas 2 e 3 mostram a CIM dos extratos e o efeito potencializador em combinação com antimicrobianos. Os extratos hexânicos do caule e da folha obtiveram o mesmo resultado de ≥1024µg/mL para as atividades antibacterianas e antifúngicas. Na atividade moduladora com as bactérias, observaram-se resultados significativos com todos os antibióticos. Com a Staphylococcus aureus foi verificado uma modulação sinérgica para os dois tipos de extratos usados. Na modulação com a Escherichia coli obteve-se um bom resultado apenas para a amicacina com o extrato hexânico do caule. Já para a Pseudomonas aeruginosa não foi obtido nenhum resultado relevante. Na atividade moduladora com os antifúngicos, foi observado sinergismo na Candida albicans com a nistatina, para o extrato hexânico do caule de Costus cf. Foi observada uma potencialização dos extratos hexânicos do caule e da folha com o antifúngico nistatina para Candida krusei. Para a Candida tropicalis não foi obtido nenhuma atividade moduladora.

DISCUSSÃO

Nos últimos anos tem habido um grande interesse científico em investigações químicas e farmacológicas sobre as propriedades biológicas de plantas medicinais.^26-31 O uso de extratos como agentes antimicrobianos, apresenta um baixo risco de aumento da resistência microbiana a sua ação, porque são misturas complexas, fazendo com que haja maiores dificuldades para adaptabilidade microbiana e consequentemente, menor probabilidade de geração de linhagens resistentes.¹⁴ Além da atividade antibacteriana direta, os productos naturais têm sido estudados também como agentes moduladores da atividade antibiótica, aumentando a atividade de antibióticos contra bactérias resistentes a estas drogas.³¹

Vários componentes de extratos podem aumentar a permeabilidade da membrana célula, aumentando a penetração de antibióticos, principalmente compostos apolares como taninos, flavonóides e terpenos, todos com diversos relatos de atividade biológica.³²

Além de aumentar a permeabilidade celular aos antibióticos, os productos naturais podemainda interferir nos sistemas enzimáticos das bactérias que estão integrados a membrana celular, sejam eles os mecanismos de produção de energia (fosforilação oxidativa) ou sistemas de efluxo.^32,33 Estes efeitos podem ser obtidos pela combinação de antibióticos com extrato à concentração sub-inibitória aplicada diretamentea omeio de cultura.³⁴

Portanto, é sugerido que o extrato de Costus cf. pode ser utilizado como uma fonte de productos naturais na terapêutica antimicrobiana no combate a multirresistência bacteriana e fúngica.

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Recibido: 20 de abril de 2013.
Aprobado: 2 de diciembre de 2013.

PhD. Henrique D.M. Coutinho. Departamento de Química Biológica,Universidade Regional do Cariri- URCA, Crato(CE), Brasil. Rua Cel. Antonio Luis 1161, Pimenta, 63105000.Fone:+55(88)31021212; Fax:+55(88)31021291. Correo electrónico: hdmcoutinho@gmail.com