Inibição de linhagens do complexo Fusarium Graminearum por compostos naturais e sintéticos

Quando produtos alimentícios e especiarias são contaminados por micotoxinas é quase impossível detoxificar utilizando processos usuais da indústria de alimentos ou durante o preparo doméstico. Por isso, controlar o crescimento do fungo e a produção de toxinas é uma demanda para garantir a segurança alimentar. Os agrotóxicos são rotineiramente utilizados como estratégia para proteger as plantas de doenças provocadas pela contaminação fúngica. No entanto, eles estão associados a efeitos adversos ao sistema nervoso central e periférico, têm ação imunodepressora e são cancerígenos. Em virtude disso, o objetivo deste trabalho foi estudar a inibição do desenvolvimento, do potencial toxigênico e da expressão gênica de linhagens do Complexo Fusarium graminearum por compostos naturais comparativamente aos fungicidas azoxistrobina e trifloxistrobina. Do farelo de arroz, foram extraídos o γ-orizanol e os ácidos fenólicos (EFF). Das sementes de nim foram extraídos os ácidos fenólicos (EFN), totalizando três extratos naturais. A capacidade antioxidante dos extratos foi verificada pelo consumo do radical livre DPPH• , capacidade de captura do radical ABTS●+, redução do ferro e inibição da oxidação enzimática. Os mecanismos de inibição de três linhagens de F. graminearum foram avaliados através da determinação de compostos estruturais (glicosamina e ergosterol) e da atividade de enzimas do metabolismo primário (α- amilase e proteases). Foram determinadas as micotoxinas de Fusarium: deoxinivalenol (DON), 15 acetildeoxinivalenol (15AcDON), 3 acetildeoxinivalenol (3AcDON), nivalenol (NIV) e zearalenona (ZEA). A expressão dos genes Tri1 e Tri5 foi determinada a fim de verificar se ocorria modificação da expressão gênica nas linhagens do Complexo F. graminearum ocasionada pela presença dos antifúngicos. O EFF apresenta atividade antioxidante destacada em relação aos demais extratos naturais para inibir a iniciação do processo, a propagação do radical livre e a catálise enzimática. A presença dos compostos naturais mostrou efeito promissor como antifúngico para as linhagens, sendo que a concentração necessária para inibir 50% do crescimento radial das colônias (MIC50) foi 0,9 g/kg para γ-orizanol; 0,032 g/kg para EFF e 0,037 g/kg para EFN, portanto, os extratos fenólicos são mais eficazes para inibição de F. graminearum do que o γ-orizanol. Os extratos naturais afetaram as atividades das enzimas α-amilase e proteases. Também ocorreu a redução da formação de componentes estruturais (glicosamina e ergosterol). Os extratos naturais se destacaram pela capacidade de inibição de micotoxinas produzidas pela biomassa fúngica, com destaque para o EFN sobre a produção de DON, 15AcDON, 3AcDON e ZEA. Sendo assim, é possível dizer que há uma relação direta entre a atividade antioxidante na inibição do fungo e na manifestação do seu potencial toxigênico. Além disso, esse estudo contribuiu com a elucidação do mecanismo de ação dos antifúngicos naturais estudados. Ocorre modificação na expressão gênica quando a linhagem é submetida ao tratamento com antifúngico, havendo uma relação direta entre a expressão do gene Tri5 e a produção de DON.

Wild mushrooms and their mycelia as sources of bioactive compounds: antioxidant, anti-inflammatory and cytotoxic properties

Mushrooms are an important source of natural compounds with acknowledged bioactivity. Pleurotus eryngii (DC.) Quél., in particular, is widely recognized for its organoleptic quality and favorable health effects, being commercially produced in great extent. On the other hand, Suillus bellinii (Inzenga) Watling is an ectomycorrhizal symbiont, whose main properties were only reported in a scarce number of publications. Some current trends point toward using the mycelia and the culture media as potential sources of bioactive compounds, in addition to the fruiting bodies. Accordingly, P. eryngii and S. bellinii were studied for their composition in phenolic acids and sterols, antioxidant capacity (scavenging DPPH radicals, reducing power, β-carotene bleaching inhibition and TBARS formation inhibition), anti-inflammatory effect (by down-regulating LPS-stimulated NO in RAW264.7 cells) and anti-proliferative activity (using MCF-7, NCI-H460, HeLa, HepG2 and PLP2 cell lines). Overall, S. bellinii mycelia showed higher contents of ergosterol and phenolic compounds (which were also detected in higher quantity in its fruiting body) and stronger antioxidant activity than P. eryngii. On the other hand, P. eryngii mycelia showed anti-inflammatory (absent in S. bellinii mycelia) and a cytotoxicity similar (sometimes superior) to its fruiting bodies, in opposition to S. bellinii, whose mycelia presented a decreased anti-proliferative activity. Furthermore, the assayed species showed differences in the growth rate and yielded biomass of their mycelia, which should also be considered in further applications.

A prospective study on bioactive properties of wild mushrooms mycelium grown in vitro under different conditions

Wild mushrooms have been extensively studied for their value as sources of high quality nutrients and of powerful physiologically bioactive compounds [1,2]. The present study was designed to evaluate the in vitro development of two wild edible mushroom species: Pleurotus eryngii (DC.) Quél. and Suillus belinii (Inzenga) Watling, by testing different solid (Potato Dextrose Agar medium –PDA and Melin-Norkans medium- MMN) and liquid culture media (Potato dextrose broth- PDB and Melin-Norkans medium- MMN). Each strain of mushroom produces a special type of mycelium and this range of characteristics varies in form, color and growth rate. S. bellinii presents a pigmented and rhizomorphic mycelia, whereas, P. eryngii has depigmented and cottony mycelia. The mycelium isolated and grown in PDA showed a faster radial growth compared to the mycelium isolated and grown in both solid and liquid incomplete MMN medium. P. eryngii exhibited a rapid growth and a higher mycelia biomass in both medium compared to S. belinii. Moreover, the obtained mycelia will be characterized in terms of well-recognized bioactive compounds namely, phenolic acids and mycosterols (mainly ergosterol), by using high performance liquid chromatography coupled to diode array and ultraviolet detectors, respectively. These compounds will be correlated to mycelia bioactivity: i) antioxidant activity, evaluated through free radicals scavenging activity, reducing power and lipid peroxidation inhibition in vitro assays; ii) anti-inflammatory activity, assessed through nitric oxide production inhibition in murine macrophages (RAW 264.7 cell line); iii) cytotoxic activity, evaluated either in human tumor cell lines (MCF-7- breast adenocarcinoma, NCIH460- non-small cell lung cancer, HeLa- cervical carcinoma and HepG2- hepatocellular carcinoma) as also in a non-tumor porcine primary liver cells culture established in-house (PLP2). Overall, our expectation is that the bioactive formulations obtained by in vitro culture can be applied as nutraceuticals or incorporated in functional foods.

Optimization of ultrasound-assisted extraction to obtain mycosterols from Agaricus bisporus L. by response surface methodology and comparison with conventional Soxhlet extraction

Ergosterol, a molecule with high commercial value, is the most abundant mycosterol in Agaricus bisporus L. To replace common conventional extraction techniques (e.g. Soxhlet), the present study reports the optimal ultrasound-assisted extraction conditions for ergosterol. After preliminary tests, the results showed that solvents, time and ultrasound power altered the extraction efficiency. Using response surface methodology, models were developed to investigate the favourable experimental conditions that maximize the extraction efficiency. All statistical criteria demonstrated the validity of the proposed models. Overall, ultrasound-assisted extraction with ethanol at 375 W during 15 min proved to be as efficient as the Soxhlet extraction, yielding 671.5 ± 0.5mg ergosterol/100 g dw. However, with n-hexane extracts with higher purity (mg ergosterol/g extract) were obtained. Finally, it was proposed for the removal of the saponification step, which simplifies the extraction process and makes it more feasible for its industrial transference.

Rock paintings and microorganisms: a new insight on Escoural cave

European cave art is of tremendous importance to understand the cultural traditions of the Upper Palaeolithic (35 000 – 10 000 BP) populations. Indeed, Prehistoric communities performed numerous cave paintings all over Western Europe. Understanding these artworks should provide a better knowledge of these early cultural aspects. Although numerous studies have been carried out to analyse the materials used by those communities, nothing has been done on the techniques’ palette of Escoural Cave’s representations. The present work aims at providing the very first data about the techniques and materials used by the Prehistoric to perform the cave paintings of Escoural (Alentejo, Portugal), and the microorganisms possibly endangering this unique parietal art. In situ observations coupled with an extensive micro-sampling and micro-destructive analyses allowed to characterize the coloured material and the way they were applied on the walls of the cave. Both red and black pigments present major composition’s disparities among the different paintings and drawings, supporting a more complex occupations’ chronology than what was earlier thought. The Palaeolithic paintings have suffered deterioration from environmental conditions and include chemical, mechanical and aesthetic alterations, possibly as a result of fungal activity. The standard techniques for biological assessments used in these contexts provided important insights on the diversity of the microbial population, though they have accuracy limitations. To understand the extent and viability of the existing microbiota, DNA quantification and biomarkers analyses, such as desidrogenase activity were performed and correlated with ergosterol amounts; RESUMO: A Arte Rupestre Europeia é de grande importância para compreender as tradições culturais da população do Paleolítico Superior (35 000 - 10 000 BP). De fato, as comunidades Pré-históricas realizaram inúmeras pinturas rupestres em toda a Europa Ocidental, sendo crucial compreender estas obras de forma a proporcionar um melhor conhecimento destes ancestrais aspectos culturais. Embora vários estudos tenham sido realizados para analisar os materiais utilizados por estas comunidades, nada foi efetuado sobre a técnica de execução das representações presentes na Gruta do Escoural. O presente trabalho visa fornecer os primeiros dados sobre as técnicas e materiais utilizados na Pré-História para executar as pinturas rupestres de Escoural (Alentejo, Portugal) bem como caracterização dos microorganismos possivelmente associados aos danos deste bem único. Observações in situ, juntamente com uma extensa micro-amostragem e análises micro-destrutivas permitiu caracterizar os pigmentos utilizados e a forma como eles foram aplicados nas paredes da caverna. Tanto os pigmentos vermelhos como os pretos apresentam composição distinta nas diversas pinturas e desenhos aí representados, apoiando a presença de diferentes ocupações contrariamente ao que se pensava até então. As pinturas Paleolíticas têm sofrido deterioração, devido às condições ambientais, nomeadamente alterações químicas, mecânicas e, possivelmente como resultado da atividade fúngica. As técnicas usualmente utilizadas para a avaliação de contaminação biológica fornecem informação importante sobre a diversidade da população microbiana, embora apresentem algumas limitações. Para entender a extensão e a viabilidade da microbiota existente, a quantificação de DNA e análise de biomarcadores como actividade de desidrogenases foram realizadas e correlacionadas com o conteúdo em ergosterol.

Distribution of Fusarium mycotoxins in wheat milling process.

2016