Resumo Apresentamos um levantamento comentado de projetos financiados pelo programa BIOTA-Micro-organismos. Estes projetos geraram uma variada gama de resultados, incluindo a identificação de novos micro-organismos produtores de compostos antibacterianos, a caracterização de novas enzimas microbianas para usos industriais, classificação taxonômica de novos micro-organismos presentes em diversos ambientes, investigação de ecossistemas microbianos em solos e mangues e sua influência sobre plantas ameaçadas, e o sequenciamento de vários novos genomas microbianos derivados de metagenomas. Os resultados descritos demonstram o papel-chave de micro-organismos em ecossistemas importantes para atividades humanas, assim como o potencial que vários desses micro-organismos tem de contribuir para aplicações biotecnológicas cruciais para a sobrevivência humana no século 21.

Abstract We present a survey of projects that have been funded by FAPESP under the BIOTA-Microorganisms program. These projects generated a wide variety of results, including the identification of novel antibacterial-producing microorganisms, the characterization of novel microbial enzymes for industrial applications, taxonomic classification of novel microorganisms in several environments, investigation of the soil and mangrove microbial ecosystems and its influence on endangered plant species, and the sequencing of novel metagenome-assembled genomes. The results surveyed demonstrate the importance of microorganisms in environments that play important roles in human activities as well as the potential that many of these microorganisms have in contributing to biotechnological applications crucial for human survival in the 21st century.

Nesse trabalho foi avaliada a atividade inibitória sobre a enzima glicossomal gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase de T. cruzi (gGAPDH) de extratos vegetais oriundos de plantas das famílias Meliaceae e Rutaceae, na concentração de 100 μg/mL. Foram testados 46 extratos, dos quais 15 apresentaram atividade inibitória significativa (% AI > 50). A maioria dos extratos de plantas da família Meliaceae (Cedrela fissilis, Cipadessa fruticosa e Trichilia ramalhoi) apresentou grande potencial em inibir a atividade enzimática. O fracionamento do extrato hexânico dos galhos de C. fruticosa permitiu o isolamento de três flavonóides: flavona, 7-metoxiflavona e 3',4',5',5,7-pentametoxiflavona. Os dois últimos foram ativos na inibição da atividade de gGAPDH. Desta forma, as três espécies de Meliaceae testadas podem ser consideradas promissoras na busca de compostos protótipos para o controle da doença de Chagas.

The inhibitory activity of crude extracts of Meliaceae and Rutaceae plants on glycosomal glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (gGAPDH) enzyme from Trypanosoma cruzi was evaluated at 100 μg/mL. Forty-six extracts were tested and fifteen of them showed significant inhibitory activity (IA % > 50). The majority of the assayed extracts of Meliaceae plants (Cedrela fissilis, Cipadessa fruticosa and Trichilia ramalhoi) showed high ability to inhibit the enzymatic activity. The fractionation of the hexane extract from branches of C. fruticosa led to the isolation of three flavonoids: flavone, 7-methoxyflavone and 3',4',5',5,7-pentamethoxyflavone. The two last compounds showed high ability to inhibit the gGAPDH activity. Therefore, the assayed Meliaceae species could be considered as a promising source of lead compounds against Chagas' disease.

The investigation of extracts from six species of marine invertebrates yielded one new and several known natural products. Isoptilocaulin from the sponge Monanchora aff. arbuscula displayed antimicrobial activity at 1.3 mg/mL against an oxacillin-resistant strain of Staphylococcus aureus. Five inactive known dibromotyrosine derivatives, 2 6, were isolated from a new species of marine sponge, Aplysina sp. The sponges Petromica ciocalyptoides and Topsentia ophiraphidites yielded the known halistanol sulfate A (7) as an inhibitor of the antileishmanial target adenosine phosphoribosyl transferase. The ascidian Didemnum ligulum yielded asterubin (10) and the new N,N-dimethyl-O-methylethanolamine (11). The octocoral Carijoa riisei yielded the known 18-acetoxypregna-1,4,20-trien-3-one (12), which displayed cytotoxic activity against the cancer cell lines SF295, MDA-MB435, HCT8 and HL60.

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% dos extratos de esponja marinhas apresentaram atividade antibacteriana, contra linhagens resistentes ou não a antibióticos. Quase 40% dos extratos de esponjas marinhas apresentaram atividade antimicobacteriana contra Mycobacterium tuberculosis H37Rv. Foi observada citotoxicidade para 18% dos extratos de esponjas marinhas. Finalmente, menos de 3% dos extratos de esponjas apresentaram atividade inibitória da enzima L-APRT. Menos de 10% dos extratos de ascídias apresentaram atividade antibacteriana. Mais de 25% 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% dos extratos de briozoários e octocorais apresentaram atividade antibacteriana, mas uma alta percentagem de extratos destes animais apresentaram atividades citotóxica (11% e 30%, respectivamente) e antimicobacteriana (60%). 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 químico. Estes incluem esponjas marinhas pertencentes aos gêneros Aaptos, Aplysina, Callyspongia, Haliclona, Niphates, Cliona, Darwinella, Dysidea, Ircinia, Monanchora e Mycale, ascídias dos gêneros Didemnum, Aplidium, Botrylloides, Clavelina, Polysyncraton e Symplegma, o briozoário Bugula sp. e octocorais dos gêneros Carijoa e Lophogorgia. A subseqüente investigação química de alguns dos extratos ativos levou ao isolamento de vários metabólitos secundários biologicamente ativos. Os resultados obtidos estão de acordo com resultados obtidos em programas de triagem de atividade biológica de extratos brutos de invertebrados marinhos anteriormente reportados, que apresentaram altas percentagens de extratos bioativos oriundos de Porifera, Ascidiacea, Cnidária e Bryozoa.

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% of marine sponge crude extracts displayed antibacterial activity, both against susceptible and antibiotic-resistant bacteria. Up to 40% of marine sponge crude extracts displayed antimycobacterial activity against M. tuberculosis H37Rv. Cytotoxicity was observed for 18% of marine sponge crude extracts. Finally, less than 3% of sponge extracts inhibited L-APRT. Less than 10% of ascidian crude extracts displayed antibacterial activity. More than 25% 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% of bryozoan and octocoral crude extracts presented antibacterial activity, but a high percentage of crude extracts from bryozoan and octororal displayed cytotoxic (11% and 30%, respectively) and antimycobacterial (60%) 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 include marine sponges belonging to genera Aaptos, Aplysina, Callyspongia, Haliclona, Niphates, Cliona, Darwinella, Dysidea, Ircinia, Monanchora and Mycale, ascidians of the genera Didemnum, Aplidium, Botrylloides, Clavelina, Polysyncraton and Symplegma, the bryozoan Bugula sp. and octocorals of the genera Carijoa and Lophogorgia. The subsequent chemical investigation of some of the active extracts led to the isolation of several new biologically active secondary metabolites. Our results are in agreement with previous screening programs carried out abroad, that showed a high percentage of bioactive extracts from Porifera, Ascidiacea, Cnidaria and Bryozoa.