ISSN 1678-0493 Diálogos & Ciência w w w. f t c . b r / d i a l o g o s Avaliação antimicrobiana dos extratos etanólicos da Maytenus sp. (galho e casca) sobre estreptococos do grupo mutans Jéssica Vieira Cerqueira*, Iaquine Santos da Silva, Monique Dutra Fonseca, Itaynã Barbosa Souza, Keila Silva de Jesus, Ana Fávia Souto Barbosa, Regiane Yatsuda Instituto Multidisciplinar em Saúde, Universidade Federal da Bahia, Vitória da Conquista, BA, Brazil doi: 10.7447/dc.2013.011 INFORMAÇÕES RESUMO Histórico: Recebido em 25/02/2013 A Maytenus sp. é utilizada a muitos anos na terapêutica clínica, contudo suas propriedades farmacológicas continuam sob estudo. O presente estudo avaliou in vitro as propriedades antimicrobianas dos extratos etanólicos (EE) da casca e galho da mostarda (Maytenus sp.), coletada na Floresta Nacional Contendas do Sincorá, Semiárido da Bahia, sobre o crescimento bacteriano de estreptococos do grupo mutans. Foi avaliada a atividade antimicrobiana dos EE por meio da determinação da Concentração Inibitória Mínima, da Concentração Bactericida Mínima, e do Teste de Aderência Celular à superfície. As cepas testadas foram Streptococcus mutans UA159, S. mutans Ingbritt 1600 e S. sobrinus 6715. Os EE foram testados nas concentrações entre 31,25 a 1000 μg/mL. Foram feitas 3 triplicatas para cada experimento (n=9). As placas foram incubadas a 37°C por 24h, a 5% CO2, sendo realizada a leitura visual do crescimento, confirmado com corante ressazurina. Observou-se que a casca e o galho da mostarda possuem atividade antimicrobiana, principalmente para S. mutans UA159, sendo que a casca da mostarda também inibe a aderência celular. Assim, a mostarda é promissora para o desenvolvimento de um fitoterápico antiplaca e antimicrobiano. Revisado em: 22/03/2013 Aceito em: 27/03/2013 Palavras-chave: S. mutans, antimicrobianos, plantas medicinais. AUTORES ABSTRACT JVC * [email protected] Graduando em Biotecnologia TITLE: Antimicrobial evaluation of ethanol extracts of Maytenus sp. (branch and bark) on Streptococcus mutans. Maytenus sp. has been used for many years in clinical therapy, but its pharmacological properties remain under study. The present study evaluated in vitro antimicrobial properties of ethanolic extracts (EE) of bark and branch mustard (Maytenus sp.), collected in the National Forest Contendas Sincorá, Bahia region semiarid, on bacterial growth of mutans streptococci. We evaluated the antimicrobial activity of EE by determining the Minimum Inhibitory Concentration (MIC), Minimum Bactericidal Concentration (MBC) and Inhibition of Cell Adhesion to the surface. Four strains were tested: Streptococcus mutans UA159, S.mutans Ingbritt 1600 and S. sobrinus 6715. The concentrations of EE ranging from 1000 to 31.25 mg/mL. Three triplicates were made for each experiment (n = 9). Plates were incubated at 37 ° C for 24h, 5% CO2, being performed the visual reading of growth, confirmed with dye ressazurin. It was observed that the bark and branch of mustard possess antimicrobial activity, especially for S. mutans UA159, and the mustard’s bark also inhibits cell adhesion. Thus, the mustard is a promising resource for the development of antiplaque and antibacterial phytotherapeutic. Keywords: S. mutans, antimicrobianos, plantas medicinais. ISS Graduando em Biotecnologia MDF Graduando em Enfermagem IBS Graduando em Enfermagem KSJ Graduando em Farmácia AFSB Graduando em Biotecnologia RY Doutor em Odontologia 1. Introdução O uso de plantas medicinais tem sido descrito por praticamente todos os povos desde os tempos mais remotos. A partir dos conhecimentos tradicionais do uso de plantas medicinais na busca da solução de algum mal-estar ou cura para alguma doença surgiram interesses comerciais e científicos (MENGUE et al., 2001). Atualmente, o estudo das plantas medicinais, de uma maneira geral, é feito em todos os continentes, havendo um número maior de pesquisas onde elas são utilizadas popularmente para fins medicinais, tais como Índia, Argentina, alguns países da Europa, África, Japão, China, Estados Unidos e Brasil (VAZ, 1995). Essas plantas podem se tornar uma fonte para a extração Diálogos & Ciência, no 34, junho de 2013 das matérias-primas para a síntese de diversos tipos de medicamentos. As plantas são uma excelente fonte na busca de novas drogas antimicrobianas, tendo em vista que a diversidade molecular dos produtos naturais é muito superior àquela derivada dos processos de síntese química (NOVAIS et al., 2003). O Streptococcus mutans é a principal bactéria oral responsável pelo desenvolvimento da cárie dentária (KOYANAGI e LÉVESQUE, 2013). A cárie é ainda um problema de saúde pública na maioria dos países industrializados. Muitos relatos trazem que os ingredientes antibacterianos orais usados para reduzir a cárie, em parte, podem causar efeitos colaterais (CHEN e CHUNG, 2012). Assim, o estudo com plantas medicinais, no intuito de ©Rede de ensino FTC 51 CERQUEIRA et al., Diálogos & Ciência 34, 2013, 50-53 combater o Streptococcus mutans, é fundamental para a melhoria da saúde pública e qualidade de vida. Estima-se que existem cerca de 500 mil espécies de vegetais em nosso planeta. Só no Semiárido brasileiro, região que ocupa 11,5% do território nacional, deve haver oito mil espécies vegetais sendo que destas, 318 espécies botânicas são endêmicas da caatinga. Perante toda essa biodiversidade, surge a necessidade de descobrir novas moléculas bioativas, sendo de fundamental importância, o estudo farmacológico da flora dessa região que ainda é pouco explorada nesse aspecto (NOVAIS et al., 2003). A FLONA é uma área de cobertura florestal (11.034,34 hectares) de espécies predominantemente nativas e tem por objetivos básicos o uso múltiplo e sustentável dos recursos florestais para pesquisa científica. A FLONA situa-se nos limites dos municípios de Contendas do Sincorá, Tanhaçu e Ituaçu, região de caatinga do Sudoeste Baiano. Nessa região foram identificadas 2.897 plantas, destas 71 espécies, 51 gêneros e 23 famílias botânicas, incluindo o gênero Maytenus sp. a ser estudado no presente trabalho, cuja espécie está em processo de identificação, e é popularmente conhecida pelos moradores como mostarda. O gênero Maytenus é o maior da família Celastraceae e está inserido na subfamília Celastroideae. Atualmente são reconhecidas cerca de 80 espécies distribuídas por todo território brasileiro (JOFFILY E VIEIRA, 2005). É formado por espécies arbustivas ou arbóreas encontradas em matas e campos. As plantas desse gênero têm sido avaliadas desde a antiguidade por possuírem extratos ricos em propriedades medicinais. A grande variedade de propriedades atribuídas aos extratos vegetais brutos da família Celastraceae na medicina tradicional e na agricultura é surpreendente. Dentre elas, destacam-se as atividades antimicrobiana, antitumoral e antileucêmica. Ao longo dos últimos 30 anos, um grande número de metabólitos secundários que exibem uma vasta gama de atividades biológicas foi extraído dessa família (SPIVEY et al., 2002). Segundo Oliveira et al. (2009), estudos pioneiros demonstraram que algumas espécies do gênero Maytenus exibem forte atividade antimicrobiana contra várias bactérias Gram positivas, demonstrando ter efeito antimicrobiano para vários patógenos, dentre eles Staphylococcus aureus e Streptococcus sp. Plantas da dessa família são ricas em metabólitos bioativos da classe dos terpenos ou isoprenóides (ESTEVAM et al., 2009). Esse trabalho traz como objetivo a avaliação da atividade antimicrobiana e inibição da aderência celular de estreptococos do grupo mutans pela casca e galho da mostarda (Maytenus sp.). Futuramente a planta poderá ser utilizada no desenvolvimento de novos fitoterápicos, bem como, validar a atividade biológica do produto natural, garantindo o uso de plantas medicinais, fitoterápicos e serviços relacionados à fitoterapia, com segurança, eficácia e qualidade, na perspectiva da integralidade da atenção à saúde. 2. Material e Métodos Coleta do material vegetal As coletas do material vegetal ocorreram na FLONA – Floresta Nacional Contendas do Sincorá, uma área de cobertura florestal de espécies predominantemente nativas que tem por objetivos básicos o uso múltiplo sustentável dos recursos florestais e a pesquisa científica. A FLONA situa-se nos limites dos municípios de Contendas do Sincorá, Tanhaçu e Ituaçu, região de caatinga do Sudoeste Baiano. As coletas foram realizadas com auxílio de um mateiro, morador da região e prestador de serviços para a reserva florestal, sob a coordenação do Instituto Chico Mendes. As plantas coletadas foram fotografadas e localizadas com o uso de um aparelho de GPS. As coletas ocorreram na FLONA, Diálogos & Ciência, no 34, junho de 2013 com o consentimento do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (IBAMA), sendo (N 12292-1) o registro de consentimento para a manipulação fúngica e microbiológica e (N 13258-1) o registro de autorização para atividade com finalidade científica. As exsicatas da planta Maytenus sp. está catalogada e depositada no Herbário da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, campus de Vitória da Conquista, sob coordenação do Prof. Avaldo de Oliveira S. Filho. As exsicatas foram depositadas com os números 4909, 4951, 4986, e foram preparadas seguindo as orientações de MORI e cols. (1989) e a identificação taxonômica foi feita por comparação no herbário e através da literatura. Preparação dos extratos A metodologia utilizada para o preparo dos extratos foi descrita por CECHINEL FILHO et al. (1998). O extrato etanólico foi preparado a partir da planta seca. A casca e o galho da mostarda foram levados para a maceração exaustiva com etanol, sendo agitados esporadicamente. O extrato foi filtrado e levado a um evaporador rotativo sob pressão reduzida para a eliminação do etanol, fornecendo assim o extrato etanólico bruto. Atividade Antimicrobiana Os microrganismos utilizados nesta pesquisa foram as cepas de Streptococcus mutans UA159, Streptococcus mutans Ingbritt 1600 e Streptococcus sobrinus 6715. Os testes foram realizados em triplicata. Concentração Inibitória Mínima (CIM) Foi separado e autoclavado todo o material necessário para a realização do teste, sendo também preparados os meios Brain Heart Infusion (BHI) caldo. Em seguida foram preparados os extratos (0,08g dos extratos diluídos em 4 mL de etanol P.A.) com concentração final de 1000 μg/mL, sendo realizada diluição seriada até a concentração de 31,25 μg/mL. Foi preparado o inóculo de S. mutans UA159, S. mutans Ingbritt 1600 e S. sobrinus 6715, de modo a obter uma concentração bacteriana em torno de 1-2 x 108 ufc/mL (0,5 da escala McFarland). O teste de CIM foi realizado em uma microplaca com 96 poços, onde em cada poço, exceto nos poços do controle negativo, era colocado 190μL de meio BHI mais inóculo (inoculação 1:1000), adicionando em seguida 10μL do extrato. Em seguida, as placas foram incubadas em estufa a 37ºC e 5% de CO2 por 24 horas. Durante os testes foram utilizados como controle positivo o meio de cultura, inóculo e veículo (etanol, concentração final 10%, v/v) e como controle negativo apenas o meio BHI. A CIM foi definida como a menor concentração de extrato que não houve crescimento bacteriano visível. Para confirmar tal resultado, foi utilizado o corante Rezasurina (Sigma®), um indicador de alteração de pH devido o crescimento bacteriano. Concentração Bactericida Mínima (CBM) Para a determinação do CBM, foram selecionados os poços que não apresentaram crescimento bacteriano visível no ensaio de CIM para as três bactérias, incubando-se uma alíquota (20 μL) destes em BHI Ágar. Em seguida, as placas foram incubadas em estufa a 37ºC e 5% de CO2 por 24 horas. A CBM foi definida como a menor concentração em que não houve crescimento visível no meio de cultura (99,9% morte). Aderência Celular (ADH) Para o ensaio de Aderência Celular os inóculos de S. mutans UA159, S. mutans Ingbritt 1600 e S. sobrinus 6715 foram preparados de modo a obter uma concentração bacteriana em torno de 1-2 x 108 ufc/mL (0,5 da escala McFarland), e foram inoculadas em proporção 1:100 no meio ©Rede de ensino FTC 52 CERQUEIRA et al., Diálogos & Ciência 34, 2013, 50-53 Tabela 1: Atividade antimicrobiana e inibição da aderência celular dos extratos etanólicos de Maytenus sp. (mostarda) sobre estreptococos do grupo mutans. Microrganismo Extrato etanólico da cascaExtrato etanólico do galho CIM CBM ADH CIM CBM ADH S. mutans UA159 31,25 125 3,90 31,25 31,25 S. mutans Ingbritt 1600 125 250 S. sobrinus 6715 *Todos os testes foram feitos em 3 triplicatas, os valores apresentados na tabela estão μg/ml. ** CIM: Concentração Inibitória Mínima. ***CBM: Concentração Bactericida Mínima. ****ADH: Inibição da Aderência Celular. ***** - : Não foram obtidos resultados. BHI suplementado com 1% de sacarose. Após a homogeneização obteve-se uma solução com volume de 2480 μL do inóculo e 20 μL dos extratos dos produtos naturais (concentrações finais variando entre 800 a 100 μg/mL, com diluição seriada de razão 2). Em seguida, as placas foram incubadas em estufa a 37ºC e 5% de CO2 por 24 horas. Após a incubação, foi feita a lavagem com água destilada e as placas foram coradas com cristal de violeta 1%. Também foi realizada a leitura visual da aderência em relação aos controles. A concentração inibitória da aderência celular desses microrganismos foi considerada a menor faixa de concentração dos extratos em que não houve aderência à superfície. 3. Resultados Todos os resultados obtidos nos testes antimicrobianos de CIM (Concentração Inibitória Mínima), CBM (Concentração Bactericida Mínima) e ADH (Inibição da Aderência Celular) dos extratos etanólicos da casca e galho de Maytenus sp. sobre S. mutans UA159, S. mutans Ingbritt 1600 e S. sobrinus 6715 estão apresentados na Tabela 1. Os resultados obtidos para os testes antimicrobianos com o S. mutans UA159 dos extratos etanólicos da casca e galho da mostarda (Tabela 1) foram expressivos. No teste de CIM, tanto a casca quanto o galho foram capazes de inibir o crescimento bacteriano na menor concentração testada (CIM 31,25 μg/mL), sendo necessária maior concentração (125 μg/mL) do extrato da casca para apresentar atividade bactericida do que o galho (31,25 μg/mL). Deste modo, para esta cepa, o extrato etanólico do galho apresentou melhores resultados antimicrobianos. O S. mutans Ingbritt 1600 mostrou-se resistente a todas as concentrações de extratos do galho utilizados nos testes de CIM e CBM, mas a casca apresentou resultado inibitório para S. mutans Ingbritt 1600 (CIM 125 μg/mL e CBM 250 μg/mL). O S. sobrinus 6715 mostrou-se resistente a todas as concentrações testadas de extratos, tanto da casca quanto do galho, nos testes de CIM não houve inibição do crescimento, não demonstrando resultado antimicrobiano. A partir do CIM foi realizado o teste de Aderência Celular obtendo-se resultado apenas para o extrato etanólico da casca da mostarda (ADH 3,90 μg/mL) para o S. mutans UA159; o extrato do galho não apresentou resultado no teste de aderência celular para nenhuma das cepas bacterianas testadas. A casca e o galho da mostarda não demonstraram resultados de inibição da aderência com S. sobrinus 6715. 4. Discussão Nos últimos anos, muitos antibacterianos têm apresentado pouca eficácia no que diz respeito ao combate às doenças infecciosas, isso ocorre principalmente devido a alta incidência de infecções causadas por bactérias multirresistentes. Partindo desse ponto, os profissionais da saúde enfrentam constantemente um desafio para combater Diálogos & Ciência, no 34, junho de 2013 tais infecções (SANTOS et al., 2011). Portanto, ações devem ser tomadas para reduzir esse problema com intuito de controlar o uso de antibióticos. Desenvolver pesquisas para compreender melhor os mecanismos genéticos de resistência, e dar seguimento aos estudos para desenvolver novos medicamentos, sintético ou natural, é uma das formas de atuar sobre esse problema (NASCIMENTO et al., 2000). Sendo assim, a busca por substâncias com atividade antimicrobiana é cada vez mais frequente e as plantas medicinais têm sido consideradas uma opção interessante devido à sua utilização na medicina popular para tratar várias doenças infecciosas. Aumentando de forma exponencial as investigações das atividades antimicrobianas de produtos naturais contra microrganismos bucais (SILVA, et al. 2012). A atividade antimicrobiana de extratos vegetais é avaliada através da determinação de uma pequena quantidade da substância necessária para inibir o crescimento do microrganismo-teste (CIM) (OSTROSKY et al., 2008). Em nosso estudo, os melhores resultados dos extratos etanólicos da casca e o galho da mostarda foram obtidos principalmente para S. mutans UA159, em baixa concentração, sendo que a casca da mostarda também inibe a aderência celular desse microrganismo, um importante fator de virulência. Bianco et al., avaliou a atividade do extrato do caule de cancerosa (Maytenus ilicifolius), Estudos pioneiros como o de Lima et al. (1969) já demonstravam que a maitenina, composto isolado da Maytenus ilicifolius, conhecida popularmente como "espinheira-santa", exibe forte atividade antimicrobiana contra várias bactérias Gram positivas. Tais efeitos foram corroborados com a demonstração que os extratos das folhas e raízes têm efeito antimicrobiano para vários patógenos, dentre eles Staphylococcus aureus e Streptococcus sp. (OLIVEIRA et al., 2009). A constituição química da casca e galho deve ser semelhante quanto à presença de composto(s) antimicrobiano(s). No entanto, a presença de compostos com atividade antiaderência deve estar presentes somente na casca, ou com maior concentração no extrato da casca do que no galho. Deste modo, a mostarda é uma promissora planta para o desenvolvimento de um novo fitoterápico antiplaca e antimicrobiano, e mais estudos devem ser realizados quanto à composição química e entendimento da atividade sobre os fatores de virulência dos S. mutans. 5. Agradecimentos A todo o grupo de pesquisa. Aos órgãos financiadores: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq-Universal 14/2010), a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia (FAPESB - PPSUS), Coordenação de Aperfeiçoamento de pessoal de Nível Superior (CAPES), Projeto Permanecer UFBA e o Programa de Educação Tutorial de Biotecnologia (PET MEC). 6. Referências CECHINEL FILHO, V.; SCHLEMPER, V.; SANTOS, A. R. S.; PINHEIRO, T. R.; YUNES, R. A.; MENDES, G. L.; CALIXTO, J. B. Franco Delle Monache Isolation and identification of active compounds from Drimys winteri barks. Journal of Ethnopharmacology, v. 62, N. 3, p. 223-227. 1998. CHEN, C. Y.; CHUNG, Y. C. 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