Quimioprospecção de cianobactérias brasileiras utilizando metabolômica e ensaios biológicos / Chemoprospecting of Brazilian cyanobacteria using metabolomics and biological assays

RESUMO

Os produtos naturais são uma importante fonte de moléculas com aplicações terapêuticas e biotecnológicas. No entanto, a complexidade inerente às matrizes biológicas e as crescentes taxas de redescoberta de moléculas impõem desafios para a busca por novos compostos bioativos. A exploração de novos espécimes da biodiversidade e a aplicação de ferramentas computacionais são imperativos para a identificação de novas entidades químicas promissoras. Foi proposto catalisar o processo de prospecção química para demonstrar o potencial das cianobactérias brasileiras como fonte de novas moléculas bioativas. Nove linhagens de cianobactérias de água doce/terrestres foram cultivadas, extraídas e fracionadas. Extratos e frações foram testados quanto ao potencial citotóxico contra o microcrustáceo Artemia salina, antiproliferativo contra linhagens celulares de melanoma humano e contra promastigotas de Leishmania (L.) amazonensis. As amostras foram analisadas em paralelo via UPLC-HRMS/MS. Foi criada uma rede molecular através da plataforma GNPS. A desreplicação contou também com o suporte da plataforma DAFdiscovery, ferramenta que, através da fusão de informações dos dados de LC-MS/MS com os metadados contendo informações obtidas dos bioensaios, elenca quais as features se correlacionam com a atividade biológica. A anotação seguida de busca em base de dados foi realizada com auxílio do software SIRIUS. Quatro linhagens de cianobactérias foram selecionadas seguindo essa abordagem devido ao seu potencial ineditismo químico e bioatividade, sendo elas Brasilonema octagenarum, Anagnostidinema amphibium, Nostoc sp. e Komarekiella atlântica

ABSTRACT

Natural products are an important source of molecules with therapeutic and biotechnological applications. However, the inherent complexity of biological matrices and the increasing rediscovery rates challenge the search for new bioactive compounds. Exploring new specimens of biodiversity and applying computational tools are imperative for identifying promising new chemical entities. In this study, we proposed to catalyze the chemical prospecting process to demonstrate the potential of Brazilian cyanobacteria as a source of new bioactive molecules. Nine strains of freshwater cyanobacteria were cultivated, extracted, and fractionated. Extracts and fractions were tested for cytotoxic potential against the microcrustacean Artemia salina, antiproliferative against human melanoma cell lines, and Leishmania (L.) amazonensis promastigotes. Samples were analyzed in parallel via UPLCHRMS/MS. A molecular network was created using the GNPS platform. Dereplication was guided by DAFdiscovery, a computational tool that, through the fusion of information from LC-MS/MS data with metadata containing information obtained from bioassays, indexed which features correlate with biological activity. Annotation followed by a database search was performed using the SIRIUS software. Brasilonema octagenarum, Anagnostidinema amphibium, Nostoc sp., and Komarekiella atlântica were selected following this approach due to their potential chemical novelty and bioactivity