Chemical composition and biological activities of essential oil from flowers of Psidium guajava (Myrtaceae) / Composição química e atividades biológicas do óleo essencial das flores de Psidium guajava (Myrtaceae)

Abstract Xylella fastidiosa is a plant-pathogenic bacterium that lives inside host xylem vessels, where it forms biofilm which is believed to be responsible for disrupting the passage of water and nutrients. Pectobacterium carotovorum is a Gram-negative plant-specific bacterium that causes not only soft rot in various plant hosts, but also blackleg in potato by plant cell wall degradation. Chagas disease, which is caused by Trypanosoma cruzi, has been commonly treated with nifurtimox and benzonidazole, two drugs that cause several side effects. As a result, the use of natural products for treating bacterial and neglected diseases has increased in recent years and plants have become a promising alternative to developing new medicines. Therefore, this study aimed to determine, for the first time, the chemical composition of essential oil from Psidium guajava flowers (PG-EO) and to evaluate its in vitro anti-Xylella fastidiosa, anti-Pectobacterium carotovorum, anti-Trypanosoma cruzi and cytotoxic activities. PG-EO was obtained by hydrodistillation in a Clevenger apparatus while its chemical composition was determined by gas chromatography-flame ionization detection (GC-FID) and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Major compounds identified in PG-EO were α-cadinol (37.8%), β-caryophyllene (12.2%), nerolidol (9.1%), α-selinene (8.8%), β-selinene (7.4%) and caryophyllene oxide (7.2%). Results showed that the PG-EO had strong trypanocidal activity against the trypomastigote forms of Trypanosoma cruzi (IC50 = 14.6 μg/mL), promising antibacterial activity against X. fastidiosa (MIC = 12.5 μg/mL) and P. carotovorum (MIC = 62.5 μg/mL), and moderate cytotoxicity against LLCMK2 adherent epithelial cells in the concentration range (CC50 = 250.5 μg/mL). In short, the PG-EO can be considered a new source of bioactive compounds for the development of pesticides and trypanocide drugs.

Resumo Xylella fastidiosa é uma bactéria patogênica que vive dentro dos vasos do xilema hospedeiro, onde forma um biofilme responsável por interromper a passagem de água e nutrientes. Pectobacterium carotovorum é uma bactéria Gram-negativa que causa não só podridão macia em várias plantas hospedeiras, mas também canela-preta na batata por degradação da parede celular da planta. A doença de Chagas, causada pelo Trypanosoma cruzi, é comumente tratada com nifurtimox e benzonidazol, duas drogas que causam vários efeitos colaterais. Como resultado, o uso de produtos naturais para o tratamento de doenças bacterianas e negligenciadas aumentou nos últimos anos e as plantas continuam sendo uma alternativa promissora para o desenvolvimento de novos medicamentos. Portanto, este estudo teve como objetivo determinar, pela primeira vez, a composição química do óleo essencial de flores de Psidium guajava (PG-EO) e avaliar suas propriedades anti-Xylella fastidiosa, anti-Pectobacterium carotovorum, anti-Trypanosoma cruzi e citotóxica in vitro. PG-EO foi obtido por hidrodestilação em um aparelho Clevenger, enquanto sua composição química foi determinada por cromatografia em fase gasosa com detecção por ionização por chama (CG-DIC) e por cromatografia em fase gasosa acoplada à espectrometria de massa (CG-EM). Os principais compostos identificados no PG-EO foram α-cadinol (37,8%), β-cariofileno (12,2%), nerolidol (9,1%), α-selineno (8,8%), β-selineno (7,4%) e óxido de cariofileno (7,2%). Os resultados mostraram que o PG-EO apresentou forte atividade tripanocida contra as formas tripomastigotas de T. cruzi (CI50 = 14,6 μg/mL), promissora atividade antibacteriana contra X. fastidiosa (MIC = 12,5 μg/mL) e P. carotovorum (MIC = 62,5 μg/mL) e citotoxicidade moderada contra células epiteliais aderentes (LLCMK2) na faixa de concentração (CC50 = 250,5 μg/mL). Em suma, o PG-EO pode ser considerado uma nova fonte de compostos bioativos para o desenvolvimento de pesticidas e drogas tripanocidas.

Chemical composition and biological activities of essential oil from flowers of Psidium guajava (Myrtaceae)

Abstract Xylella fastidiosa is a plant-pathogenic bacterium that lives inside host xylem vessels, where it forms biofilm which is believed to be responsible for disrupting the passage of water and nutrients. Pectobacterium carotovorum is a Gram-negative plant-specific bacterium that causes not only soft rot in various plant hosts, but also blackleg in potato by plant cell wall degradation. Chagas disease, which is caused by Trypanosoma cruzi, has been commonly treated with nifurtimox and benzonidazole, two drugs that cause several side effects. As a result, the use of natural products for treating bacterial and neglected diseases has increased in recent years and plants have become a promising alternative to developing new medicines. Therefore, this study aimed to determine, for the first time, the chemical composition of essential oil from Psidium guajava flowers (PG-EO) and to evaluate its in vitro anti-Xylella fastidiosa, anti-Pectobacterium carotovorum, anti-Trypanosoma cruzi and cytotoxic activities. PG-EO was obtained by hydrodistillation in a Clevenger apparatus while its chemical composition was determined by gas chromatography-flame ionization detection (GC-FID) and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Major compounds identified in PG-EO were -cadinol (37.8%), -caryophyllene (12.2%), nerolidol (9.1%), -selinene (8.8%), -selinene (7.4%) and caryophyllene oxide (7.2%). Results showed that the PG-EO had strong trypanocidal activity against the trypomastigote forms of Trypanosoma cruzi (IC50 = 14.6 g/mL), promising antibacterial activity against X. fastidiosa (MIC = 12.5 g/mL) and P. carotovorum (MIC = 62.5 g/mL), and moderate cytotoxicity against LLCMK2 adherent epithelial cells in the concentration range (CC50 = 250.5 g/mL). In short, the PG-EO can be considered a new source of bioactive compounds for the development of pesticides and trypanocide drugs.

Resumo Xylella fastidiosa é uma bactéria patogênica que vive dentro dos vasos do xilema hospedeiro, onde forma um biofilme responsável por interromper a passagem de água e nutrientes. Pectobacterium carotovorum é uma bactéria Gram-negativa que causa não só podridão macia em várias plantas hospedeiras, mas também canela-preta na batata por degradação da parede celular da planta. A doença de Chagas, causada pelo Trypanosoma cruzi, é comumente tratada com nifurtimox e benzonidazol, duas drogas que causam vários efeitos colaterais. Como resultado, o uso de produtos naturais para o tratamento de doenças bacterianas e negligenciadas aumentou nos últimos anos e as plantas continuam sendo uma alternativa promissora para o desenvolvimento de novos medicamentos. Portanto, este estudo teve como objetivo determinar, pela primeira vez, a composição química do óleo essencial de flores de Psidium guajava (PG-EO) e avaliar suas propriedades anti-Xylella fastidiosa, anti-Pectobacterium carotovorum, anti-Trypanosoma cruzi e citotóxica in vitro. PG-EO foi obtido por hidrodestilação em um aparelho Clevenger, enquanto sua composição química foi determinada por cromatografia em fase gasosa com detecção por ionização por chama (CG-DIC) e por cromatografia em fase gasosa acoplada à espectrometria de massa (CG-EM). Os principais compostos identificados no PG-EO foram -cadinol (37,8%), -cariofileno (12,2%), nerolidol (9,1%), -selineno (8,8%), -selineno (7,4%) e óxido de cariofileno (7,2%). Os resultados mostraram que o PG-EO apresentou forte atividade tripanocida contra as formas tripomastigotas de T. cruzi (CI50 = 14,6 g/mL), promissora atividade antibacteriana contra X. fastidiosa (MIC = 12,5 g/mL) e P. carotovorum (MIC = 62,5 g/mL) e citotoxicidade moderada contra células epiteliais aderentes (LLCMK2) na faixa de concentração (CC50 = 250,5 g/mL). Em suma, o PG-EO pode ser considerado uma nova fonte de compostos bioativos para o desenvolvimento de pesticidas e drogas tripanocidas.

Avaliação das atividades antibacteriana, tripanocida e citotóxica do extrato hidroalcóolico das raízes de Tradescantia sillamontana Matuda (Veludo Branco) (Commelinaceae) / Evaluation of antibacterial, trypanocidal and cytotoxical activities of the hydroalcoholic extract from the roots of Tradescantia sillamontana Matuda (Veludo Branco) (Commelinaceae)

RESUMO O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito antibacteriano e tripanocida in vitro do extrato hidroalcóolico das raízes de Tradescantia sillamontana Matuda (Commelinaceae), conhecida popularmente como veludo branco. Foi avaliada a atividade antibacteriana in vitro frente às bactérias Streptococcus mitis (CIM = 100 µg/mL; CMB = 150 µg/mL), Streptococcus mutans (CIM = 200 µg/mL; CMB = 220 µg/mL), Streptococcus sanguinis (CIM = 400 µg/mL; CMB = 425 µg/mL), Streptococcus sobrinus (CIM = 400 µg/mL; CMB = 420 µg/mL) e Bacteroides fragilis (CIM = 400 µg/mL; CMB = 430 µg/mL) pelo método de diluição em caldo. Os protozoários da família tripanossomatídeo causam doenças tropicais que costumam ser negligenciadas que costumam ser como a tripanossomíase, para a qual estão disponíveis poucos medicamentos. Neste contexto, o extrato hidroalcóolico das raízes de T. sillamontana também foi avaliado frente às formas tripomastigotas da cepa Y de Trypanosoma cruzi, com promissora atividade frente a este protozoário (IC50 = 2,4 µg/mL). Quando avaliada a atividade citotóxica frente a fibroblastos da linhagem LLCMK2, o extrato apresentou moderada citotoxicidade (CC50 = 480,37 µg/mL). Os resultados ora apresentados para o extrato hidroalcóolico das raízes de Tradescantia sillamontana Matuda demonstraram promissoras atividades antibacteriana e tripanocida, sendo uma fonte alternativa de produtos naturais com atividades contra T. cruzi e algumas bactérias do gênero Streptococcus e Bacteroides.

ABSTRACT The aim of this study was to investigate the in vitro, antibacterial and trypanocidal effect of the hydroalcoholic extract from the roots of Tradescantia sillamontana Matuda (Commelinaceae), commonly known as Veludo branco. The in vitro antibacterial activity against the standard bacteria Streptococcus mitis (MIC = 100µg/mL; MBC = 150 µg/mL), Streptococcus mutans (MIC = 200µg/mL; MBC = 220 µg/mL), Streptococcus sanguinis (MIC = 400µg/mL; MBC = 425 µg/mL), Streptococcus sobrinus (MIC = 400µg/mL; MBC = 420 µg/mL) andBacteroides fragilis (MIC = 400µg/mL; MBC = 430 µg/mL), using microdilution broth methods. Protozoans from the trypanosomatid family cause neglected tropical diseases such as trypanosomiasis, for which few drugs are available. In this context, the hydroalcoholic extract of the Tradescantia sillamontana roots was also investigated with regards to the in vitro effects against the trypomastigote forms of theY strain of Trypanosoma cruzi, showing strong activity against this parasite (IC50 = 2.4 µg/mL). When performing cytotoxic activity against fibroblasts LLCMK2 line, the extract showed moderate cytotoxicity (CC50 = 480.37 mg/mL). The results presented for the hydroalcoholic extract of the roots of Tradescantia sillamontana Matuda demonstrated effective antibacterial and trypanocidal activities and were shown to be an alternative source of natural products with activity against T. cruzi and some bacteria of the genus Streptococcus and Bacteroides.