Plant-derived compounds able to inhibit adhesion and other bacterial virulence factors

O surgimento de cepas bacterianas resistentes a múltiplos fármacos impulsiona a busca por agentes antimicrobianos que possuem novos mecanismos de ação, incluindo compostos antivirulência. Apesar da ampla variedade de moléculas derivadas de química combinatória produzidas pela indústria farmacêutica, produtos naturais continuam a desempenhar um papel chave no desenvolvimento de fármacos. A seleção de plantas como fonte de compostos antimicrobianos é adequada do ponto de vista ecológico, uma vez que elas naturalmente produzem uma grande variedade de metabólitos secundários que atuam como defesa química contra micro-organismos no ambiente. Neste estudo, nós relatamos que miricetina (Myr), um flavonoide comum derivado de vegetais, frutas, nozes, frutas e chá, pode diminuir a produção de vários fatores de virulência de Staphylococcus aureus utilizando diferentes ensaios fenotípicos. Para explorar o mecanismo pelo qual Myr inibe a virulência de S. aureus, enquanto a sua forma glicosilada não, verificamos os níveis de expressão de genes relacionados à virulência e empregamos simulações de dinâmica molecular com enzimas cruciais no processo de patogênese. Além disso, Myr conferiu um grau significativo de proteção contra a infecção estafilocócica em modelo in vivo de Galleria mellonella. Outro foco deste estudo e com base em dados anteriores, o extrato de Harpochilus neesianus foi selecionado para o fracionamento bioguiado, uma vez que não há estudos fitoquímicos e de atividade biológica relatados na literatura para esta espécie. Utilizando o ensaio de proteinase e análises por MALDI-TOF, peptídeos foram identificados como os compostos bioativos, sendo então isolados por cromatografia em Sephadex G-50 e RPC18. Este estudo revela compostos derivados de plantas com um elevado potencial como protótipos antivirulência contra agentes bacterianos patogênicos e uma possível aplicação destes agentes na concepção de superfícies biomédicas anti-infectivas.The emergence of drug-resistant bacterial strains drives the search for antimicrobials possessing new modes of action, including antivirulence compounds. Despite the wide variety of molecules derived from combinatorial chemistry by the pharmaceutical industry, natural products still play a key role in the development of pharmaceuticals. The selection of plants as source of antimicrobial compounds is appropriate from the ecological standpoint, since they naturally produce a wide range of secondary metabolites that act as a chemical defense against microorganisms in the environment. In this study, we report that myricetin (Myr), a common flavonol derived from vegetables, fruits, nuts, berries and tea, can remarkably decrease the production of several Staphylococcus aureus virulence factors using different phenotypic assays. To explore the mechanism by which Myr inhibits S. aureus virulence, while its glycosylated form does not, we verified the relative expression levels of virulence related genes and employed molecular dynamics simulations with pivotal enzymes in pathogenesis process. Furthermore, Myr conferred a significant degree of protection against staphylococcal infection in Galleria mellonella in vivo model. In addition to this study and based on previous data, Harpochilus neesianus extract was selected for the bioguided fractionation, since no phytochemical studies and biological activity is reported in the literature for this species. By using proteinase assay and MALDI-TOF analyses, peptides were identified as bioactive compounds which were isolated by Sephadex G-50 and RP-C18. This study reveals plant-derived compounds with high potential as antivirulence prototypes against bacterial pathogens and a possible application of these agents in the design of anti-infective biomedical surfaces