Evaluating the secondary bioactive metabolites in Geodia corticostylifera / Avaliação dos metabólitos bioativos secundários em Geodia corticostylifera

Ophiactis savignyi could be discovered all over the world in tropical marine environments. People could have aided in the spread of O. savignyi, particularly in the western and eastern populations of Panama's Isthmus. The brittle star Ophiactis savignyi, often known as savigny's brittle star, coexists alongside the sponge Geodia corticostylifera. The focus of this research has been to assess the functional relevance of G. corticostylifera secondary metabolites as antifoulant against mussels, protection against generalist fish, and chemical cues to affiliated brittle stars. Both in flow-through and static seawater laboratory studies, O. savignyi which has previously been connected with sponges, was given both treated and control mimics at the same time. The sponge extract was also tested for its ability to protect fish against predators and fouling. Deterrence test using chemicals indicated that the normal level of the sponge extract may also suppress generalist fish predation in the field as well as the mussel Perna perna's normal attachment in clinical contexts. According to the findings, G. corticostylifera crude extract has many roles in the aquatic environments, apparently being accountable for this sponge's tighter relationship with O. savignyi, which protects the ophiuroid and inhibits epibionts on itself.

Ophiactis savignyi pode ser descoberta em todo o mundo em ambientes marinhos tropicais. A população pode ter contribuído para a propagação de O. savignyi, particularmente as populações ocidentais e orientais do istmo do Panamá. A estrela-quebradiça O. savignyi, muitas vezes conhecida como estrela-quebradiça de Savignyi, coexiste com a esponja Geodia corticostylifera. O foco desta pesquisa foi avaliar a relevância funcional dos metabólitos secundários de G. corticostylifera como anti-incrustante contra mexilhões, proteção contra peixes generalistas e sinais químicos para estrelas-quebradiças afiliadas. Em estudos de laboratório com fluxo contínuo e estático de água do mar, O. savignyi, que anteriormente havia se ligado a esponjas, recebeu mimetizadores tratados e controle ao mesmo tempo. O extrato de esponja também foi testado por sua capacidade de proteger os peixes contra predadores e incrustações. Testes de dissuasão usando produtos químicos indicaram que o nível normal de extrato de esponja também pode suprimir a predação de peixes generalistas no campo, bem como a fixação normal do mexilhão Perna perna em ambientes clínicos. De acordo com os achados, o extrato bruto de G. corticostylifera tem diversas funções em ambientes aquáticos, aparentemente responsáveis ​​pela relação mais próxima dessa esponja com O. savignyi, protegendo o ofiuroide e inibindo os epibiontes.

PURIFICAÇÃO, CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA E ESTRUTURAL DE UMA LECTINA DA ESPONJA MARINHA Cinachyrella alloclada

As esponjas são animais pertencentes ao filo Porífera, um dos mais antigos e morfologicamente mais simples dos filos metazoários existentes. Possuem uma ampla distribuição, estando presentes desde ambientes rasos até grandes profundidades. O Gênero Cinachyrella pertence à família Tetillidae, que é caracterizada por possuir formas esféricas ou elípticas. Elas são frequentemente chamadas de esponjas bola de golfe e esponjas da lua devido à sua forma esférica e às depressões circulares (porocalices), que comumente aparecem em sua superfície. As esponjas marinhas têm chamado a atenção por possuírem uma gama de componentes químicos bioativos e metabólitos secundários com aplicações biotecnológicas promissoras e, dentre estes compostos, encontram-se as lectinas, que são proteínas capazes de se ligar à carboidratos sem alterar sua estrutura. As lectinas também são capazes de detectar variações sutis nas estruturas dos carboidratos, sendo consideradas moléculas de potencial biotecnológico a ser explorado. As lectinas de animais possuem diversas funções fisiológicas, tais como interação célula-célula, mediação de receptores de endocitose, regulação de crescimento celular, e também estão relacionadas ao sistema imunológico, atuando no reconhecimento e tráfego de moléculas. As lectinas isoladas de esponjas marinhas possuem diversas atividades biológicas já descritas, como efeito citotóxico, mitogênico, anticâncer, anti-HIV e antibiofilme. A lectina isolada de Cinachyrella apion (CaL) mostrou potencial na sua utilização em diagnósticos de protozoários patogênicos, como Leishmania chagasi, e atividade citotóxica em células HeLa. As galectinas isoladas de Cinachyrella sp. demonstraram possuir atividade neuromodulatória. Dessa forma, o objetivo do trabalho consiste em caracterizar bioquimicamente e determinar a estrutura primária da esponja marinha Cinachyrella alloclada.

Sponges are animals belonging to the phylum Porífera, one of the oldest and morphologically simplest of the existing metazoan phyla. They have a wide distribution, being present from shallow environments to great depths. The genus Cinachyrella, belongs to the family Tetillidae, which is characterized by having spherical or elliptical forms. They are often called "golf ball sponges" and "moon sponges" because of their spherical shape and the circular depressions (porocalices) that commonly appear on their surface. Marine sponges have attracted attention because they have a range of bioactive chemical components and secondary metabolites with promising biotechnological applications and, among these compounds, are lectins, which are proteins capable of binding to carbohydrates without changing their structure. Lectins are also capable of detecting subtle variations in carbohydrate structures, being considered molecules of biotechnological potential to be explored. Animal lectins have several physiological functions, such as cell-cell interaction, mediation of endocytosis receptors, regulation of cell growth, and are also related to the immune system, acting on the recognition and traffic of molecules. Lectins isolated from marine sponges have several biological activities already described, such as cytotoxic, mitogenic, anticancer, anti-HIV and antibiofilm effects. The lectin isolated from Cinachyrella apion (CaL) showed potential in its use in diagnoses of pathogenic protozoa, such as Leishmania chagasi, and cytotoxic activity in HeLa cells. Galectins isolated from Cinachyrella sp. demonstrated to have neuromodulatory activity. Thus, the aim of the work is to characterize biochemically and determine the primary structure of the marine sponge Cinachyrellaalloclada.

PURIFICAÇÃO, CARACTERIZAÇÃO BIOQUÍMICA E EFEITO NA INIBIÇÃO DE BIOFILMES BACTERIANOS DE UMA LECTINA ISOLADA DA ESPONJA MARINHA Aaptos sp. FORTALEZA 2017

Pertencentes ao filo porifera (do latim porus, poro, + fera, portador de), as esponjas são os animais multicelulares mais primitivos do planeta. São sésseis, bentônicas, sendo predominantemente marinhas. Nas últimas décadas, as esponjas têm se revelado como uma abundante e promissora fonte de compostos bioativos, como por exemplo as lectinas. As lectinas podem ser definidas como proteínas/glicoproteínas de origem não imune que se ligam e/ou precipitam carboidratos e glicoconjugados e substâncias que os contenham, livres em solução ou na superfície celular, não alterando a estrutura covalente das ligações glicosídicas, de forma reversível e não covalente. Dessa forma, objetivo do presente trabalho foi purificar, caracterizar bioquimicamente e avaliar o efeito na inibição de biofilmes bacterianos de uma lectina isolada da esponja marinha Aaptos sp. A nova lectina (AL Aaptos Lectin) foi isolada a partir da combinação das cromatografias de afinidade em matriz goma de Guar seguida por cromatografia de exclusão molecular em sistema UPLC. AL foi capaz de aglutinar eritrócitos de coelho nativos e tratados enzimaticamente, sendo inibida por galactosídeos. A proteína é estável em pH neutro a alcalino e perde a atividade a partir de 40ºC. A massa molecular determinada por espectrometria de massas foi de 13.655 +/- 2 Da. Análises de dicroísmo circular sugerem que a lectina é constituída de 28% de -hélice, 26% de folha-, e de 46% de região randômica. AL não foi tóxica contra náuplios de artemia e não foi capaz de reduzir a biomassa dos biofilmes bacterianos, mas foi capaz de reduzir o número de células viáveis da bactéria E. coli. Estudos posteriores serão necessários para elucidação da estrutura da lectina e para se descobrir possíveis aplicações biotecnológicas da nova proteína.

Belonging to the porifera phylum (from Latin porus, pore, + beast, bearer of), sponges are the most primitive multicellular animals on the planet. They are sessile, benthic, being predominantly marine. In recent decades, sponges have proved to be an abundant and promising source of bioactive compounds, such as lectins. Lectins can be defined as proteins/ glycoproteins of nonimmune origin that bind and/or precipitate carbohydrates and glycoconjugates and substances containing them, free in solution or on the cell surface, without changing the covalent structure of the glycosidic bonds, reversibly and not covalent. Thus, the objective of the present work was to purify, characterize biochemically and test possible biological activities of a lectin present in the marine sponge Aaptos sp. The novel lectin (AL - Aaptos Lectin) was isolated from the combination of affinity chromatography on Guar gum matrix followed by molecular exclusion chromatography on UPLC system. AL was able to agglutinate native and enzymatically treated rabbit erythrocytes and was inhibited by galactosides. The new protein is stable at neutral to alkaline pH, is thermolabile by totally losing its activity at 40 ° C, and its molecular mass determined by spectrometry was 13.655 ± 2 Da. According to circular dichroism the lectin consists of 28% -helix, 26% -sheet, and 46% random region. AL was nontoxic against artemia nauplii and was not able to inhibit bacterial biofilm formation but was able to reduce the number of viable E. coli bacteria cells. Further studies will be needed to elucidate the structure of the lectin and to discover possible biotechnological applications of the new protein.

Antibiotic-resistant bacteria inhibited by extracts and fractions from Brazilian marine sponges / Bactérias resistentes a antibióticos inibidas por extratos e frações de esponjas marinhas do Brasil

The growing number of bacterial strains resistant to conventional antibiotics has become a serious medical problem in recent years. Marine sponges are a rich source of bioactive compounds, and many species can be useful for the development of new antimicrobial drugs. This study reports the in vitro screening of marine sponges in the search for novel substances against antibiotic-resistant bacteria. Sponge extracts were tested against 44 bacterial strains, including fourteen antibiotic-resistant strains. Ten out of the twelve sponge species studied showed activity in one or more of the bioassays. Aqueous extracts of Cinachyrella sp. and Petromica citrina showed a large action spectrum over resistant-bacteria such as Staphylococcus aureus, coagulase-negative staphylococci and Enterococcus faecalis. Aqueous extract of P. citrina was fractioned and aqueous fraction showed a greatest inhibitory activity on Staphylococcus strains. In addition, this fraction demonstrated a bactericidal effect on exponentially growing S. aureus cells at the MIC (16 µg/mL). The mechanism of action of bioactive fraction is still unclear, but we showed that it affect protein biosynthesis of Staphylococcus. Our results demonstrated for the first time that P. citrina is a potential source of new drugs for the treatment of infections by antibiotic-resistant bacteria.

O número crescente de bactérias resistentes aos antibióticos tem se tornado um sério problema médico nos últimos anos. As esponjas marinhas são uma fonte rica em compostos bioativos e muitas espécies podem ser úteis para o desenvolvimento de novos antimicrobianos. Esse estudo descreve uma triagem in vitro de esponjas para a pesquisa de novas substâncias contra bactérias resistentes. Os extratos de esponjas foram testados sobre 44 estirpes bacterianas, incluindo quatorze resistentes a antibióticos. Dez entre doze espécies de esponjas apresentaram atividade em um ou mais bioensaios. Os extratos aquosos de Cinachyrella sp. e Petromica citrina apresentaram um amplo espectro de ação sobre estirpes bacterianas resistentes, tais como, Staphylococcus aureus, Staphylococcus coagulase-negativos e Enterococcus faecalis. O extrato aquoso de P. citrina foi fracionado e a fração aquosa apresentou atividade inibitória sobre estirpes de Staphylococcus. Esta fração, na concentração do CMI (16 µg/mL), demonstrou efeito bactericida sobre células de S. aureus na fase exponencial de crescimento. O mecanismo de ação da fração ainda não foi elucidado, mas nós observamos que esta afeta a síntese protéica de Staphylococcus. Nossos resultados demonstraram pela primeira vez que Petromica citrina é uma fonte potencial de novas drogas para o tratamento de infecções causadas por bactérias resistentes.

Antibiotic, cytotoxic and enzyme inhibitory activity of crude extracts from Brazilian marine invertebrates

Herein we present the results of a screening with 349 crude extracts of Brazilian marine sponges, ascidians, bryozoans and octocorals, against 16 strains of susceptible and antibiotic-resistant bacteria, one yeast (Candida albicans), Mycobacterium tuberculosis H37Rv, three cancer cell lines MCF-7 (breast), B16 (murine melanoma ) and HCT8 (colon), and Leishmania tarentolae adenine phosphoribosyl transferase (L-APRT) enzyme. Less than 15 percent of marine sponge crude extracts displayed antibacterial activity, both against susceptible and antibiotic-resistant bacteria. Up to 40 percent of marine sponge crude extracts displayed antimycobacterial activity against M. tuberculosis H37Rv. Cytotoxicity was observed for 18 percent of marine sponge crude extracts. Finally, less than 3 percent of sponge extracts inhibited L-APRT. Less than 10 percent of ascidian crude extracts displayed antibacterial activity. More than 25 percent of ascidian crude extracts were active against M. tuberculosis and the three cancer cell lines. Only two crude extracts from the ascidian Polysyncraton sp. collected in different seasons (1995 and 1997) displayed activity against L-APRT. Less than 2 percent of bryozoan and octocoral crude extracts presented antibacterial activity, but a high percentage of crude extracts from bryozoan and octororal displayed cytotoxic (11 percent and 30 percent, respectively) and antimycobacterial (60 percent) activities. The extract of only one species of bryozoan, Bugula sp., presented inhibitory activity against L-APRT. Overall, the crude extracts of marine invertebrates herein investigated presented a high level of cytotoxic and antimycobacterial activities, a lower level of antibacterial activity and only a small number of crude extracts inhibited L-APRT. Taxonomic analysis of some of the more potently active crude extracts showed the occurrence of biological activity in taxa that have been previously chemically investigated. These...

No presente estudo apresentamos resultados da triagem biológica realizada com 349 extratos obtidos de esponjas marinhas, ascídias, briozoários e octocorais do Brasil, em testes contra 16 linhagens de bactérias comuns e resistentes à antibióticos, uma levedura (Candida albicans), Mycobacterium tuberculosis H37Rv, três linhagens de células tumorais MCF-7 (mama), B16 (melanoma murínico) e HCT8 (cólon), e de inibição da enzima adenina fosforribosil transferase de Leishmania tarentolae (L-APRT). Menos de 15 por cento dos extratos de esponja marinhas apresentaram atividade antibacteriana, contra linhagens resistentes ou não a antibióticos. Quase 40 por cento dos extratos de esponjas marinhas apresentaram atividade antimicobacteriana contra Mycobacterium tuberculosis H37Rv. Foi observada citotoxicidade para 18 por cento dos extratos de esponjas marinhas. Finalmente, menos de 3 por cento dos extratos de esponjas apresentaram atividade inibitória da enzima L-APRT. Menos de 10 por cento dos extratos de ascídias apresentaram atividade antibacteriana. Mais de 25 por cento dos extratos de ascídias apresentaram atividade contra M. tuberculosis e as três linhagens de células tumorais. Somente dois extratos obtidos da ascídia Polysyncraton sp. coletada em duas diferentes épocas (1995 e 1997) apresentaram atividade contra L-APRT. Menos de 2 por cento dos extratos de briozoários e octocorais apresentaram atividade antibacteriana, mas uma alta percentagem de extratos destes animais apresentaram atividades citotóxica (11 por cento e 30 por cento, respectivamente) e antimicobacteriana (60 por cento). O extrato de somente uma espécie de briozoário, Bugula sp., apresentou atividade inibitória da enzima L-APRT. A análise taxonômica de algumas espécies de invertebrados que forneceram alguns dos extratos mais ativos, indicou a ocorrência de atividade biológica em espécies pertencentes a grupos taxonômicos que já foram anteriormente investigados do ponto de vista...