Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10316/30971
Title: Antifungal, antibacterial and antiviral activity of chondracanthus teedei var. lusitanicus (Gigartinaceae, Rhodophyta)
Authors: Soares, Fabiana 
Orientador: Pereira, Leonel
Gonçalves, Teresa
Keywords: Chondracanthus teedei var. lusitanicus; Cultivo laboratorial; Cultivo em aquacultura; Carragenanas; Antimicrobiano; Antiviral
Issue Date: 2015
Citation: SOARES, Fabiano - Antifungal, antibacterial and antiviral activity of chondracanthus teedei var. lusitanicus (Gigartinaceae, Rhodophyta). Coimbra : [s.n.], 2015. Dissertação de Mestrado em Biodiversidade e Biotecnologia Vegetal.
Place of publication or event: Coimbra
Abstract: Neste trabalho, a espécie Chondracanthus teedei var. lusitanicus foi estudada a fim de se avaliar a sua propagação vegetativa através do cultivo laboratorial e do cultivo em aquacultura multitrófica integrada. A actividade antifúngica, antibacteriana e antiviral dos seus extractos de carragenana foi também avaliada. Apesar do cultivo laboratorial desta espécie não ter sido bem-sucedido, os resultados demonstraram que as maiores taxas de crescimento (0.56 ± 1.9 % dia) e productividade (1.02 ± 2.55 (g (dw) m-2 dia)) foram alcançadas nas densidades de cultivo 1 g L-1 e 2 g L-1, respectivamente. Relativamente ao seu cultivo num sistema de aquacultura, este revelou melhores resultados comparativamente àqueles registados no cultivo laboratorial. Assim, as maiores taxas de crescimento (2.04 ± 1.9 % dia) e productividade (53.1 ± 1.2 g (dw) m-2 dia)) foram alcançadas na densidade de cultivo 8 g L-1. As extracções alcalinas desta espécie revelaram que a fase tetrasporófita produziu o maior rendimento de carragenanas (38 ± 1.1 %), seguida da fase do gametófito feminino (33 ± 0.01 %). A análise de espectroscopia vibracional permitiu confirmar a presença da carragenana híbrida kappa/iota pertencente à fase gametófita e a presença da carragenana lambda pertencente à fase tetrasporófita. Estes extractos foram testados em Alternaria infectoria e Aspergillus fumigatus e os resultados demonstraram a indução de alterações morfológicas nas hifas destes fungos. Os extractos pertencentes ao gametófito feminino e à fase tetrasporófita induziram alterações morfológicas em A. infectoria após a exposição deste fungo a uma concentração mínima de 125 µg/mL e 60 µg/mL, respectivamente. Relativamente ao fungo Asp. fumigatus, apenas o extracto pertencente à fase do gametófito feminino revelou induzir alterações morfológicas após uma exposição deste fungo a uma concentração mínima de 87.5 µg/mL de extracto. Contudo, nenhum dos extractos revelou inibir o crescimento ou causar alterações morfológicas na levedura Candida albicans. Os extractos de carragenana foram também avaliados na modulação dos componentes de parede, quitina e β-glucano, de A. infectoria e Asp. fumigatus. Os resultados obtidos demonstraram uma diminuição significativa na concentração de βglucano em A. infectoria após exposição deste fungo a 150 µg/mL do extracto pertencente à fase do gametófito feminino e a 100 µg/mL do extracto pertencente à fase tetrasporófita. A concentração da quitina, no entanto, permaneceu praticamente sem alterações aquando da exposição aos dois extractos. Pelo contrário, o conteúdo em quitina do fungo Asp. fumigatus decresceu significativamente aquando da exposição a 150 µg/mL de ambos os extractos. No que concerne ao conteúdo em β-glucano, apenas o extracto pertencente ao tetrasporófito revelou aumentar significativamente este componente de parede. Em relação à actividade antibacteriana, os resultados obtidos revelaram que ambos os extractos foram ineficazes contra Escherichia coli e Staphylococcus aureus. No que respeita à actividade antiviral, os resultados obtidos no pré-tratamento revelaram uma tendência de ambos os extractos para uma inibição da infecção viral por Lentivirus após exposição do mesmo a uma concentração de 200 µg/mL de extracto. No ensaio virucida, apenas o extracto do gametófito feminino revelou possuir tendência inibitória. Por outro lado, no ensaio virucida com Coxsackie virus A-12, apenas o extracto da fase do tetrasporófito revelou inibição da infecção viral. Pode-se, então, concluir que ambos os extractos de carragenanas revelaram um potencial efeito antifúngico contra A. infectoria e Asp. fumigatus e uma tendência inibitória em relação ao Lentivirus e ao Coxsackie virus A-12. Contudo, nenhum dos extractos se revelou eficaz contra C. albicans, E. coli and S. aureus.
Chondracanthus teedei var. lusitanicus (Gigartinales, Rhodophyta) was studied in order to evaluate its vegetative propagation both at laboratory and IMTA system, and to determine the antifungal, antibacterial and antiviral activity of its carrageenan extracts. Although the laboratory cultivation revealed to be mostly unsuccessful, the highest relative growth rate was achieved at cultivation density 1 g L-1 (0.56 ± 1.9 % day-1) and the highest productivity was achieved at cultivation density 2 g L-1 (1.02 ± 2.55 (g (dw) m-2 day-1)). The cultivation of C. teedei var. lusitanicus in an IMTA system showed better results than the laboratory cultivation. The highest relative growth rate (2.04 ± 1.9 % day-1) and productivity (53.1 ± 1.2 g (dw) m-2 day-1)) were achieved at cultivation density 8 g L-1. The alkali extractions of this species revealed that the tetrasporophyte lifecycle phase produced a carrageenan content of 38 ± 1.1 %, followed by the female gametophyte, which produced a carrageenan content of 33 ± 0.01 %. The FTIR-ATR spectroscopic analysis allowed confirming the presence of a hybrid kappa/iota carrageenan belonging to the gametophyte phase and the presence of a lambda carrageenan in the tetrasporophyte phase. These carrageenan extracts were tested against Alternaria infectoria and Aspergillus fumigatus and revealed to induce morphological changes in the hyphae of these fungi. The extracts belonging to the female gametophyte (FG) and the tetrasporophyte (Tetra) induced these morphological alterations in A. infectoria after exposure to a Minimum Effective Concentration (MEC) of 125 µg/mL and 60 µg/mL, respectively. Regarding Asp. fumigatus, only FG extract revealed to induce hyphal morphological alterations after exposure to a Minimum Effective Concentration of 87.5 µg/mL. However, none of the tested extracts revealed to inhibit or cause a morphological change in yeast Candida albicans. The same carrageenan extracts were evaluated on the modulation of chitin and β-glucan cell wall components of A. infectoria and Asp. fumigatus. Results showed a significantly decreased in the concentration of β-glucan content in A. infectoria after exposure to 150 µg/mL of FG extract and 100 µg/mL of Tetra extract. Chitin cell wall content remained almost unchanged upon exposure to both extracts. On the other hand, the chitin cell wall content of Asp. fumigatus decreased significantly upon exposure to 150 µg/mL of both FG and Tetra extracts. As regards to β-glucan, only Tetra extract revealed a significantly increase in this cell wall component. In relation to the antibacterial activity, both FG and Tetra extracts revealed to be ineffective against E. coli and S. aureus. In what concerns to the antiviral activity, results obtained in the pre-treatment showed a tendency of both extracts to inhibit the Lentivirus viral infection upon exposure to 200 µg/mL. In the virucidal assay, only FG extract revealed a tendency in inhibit the viral infection. On the other hand, only Tetra extract revealed to have a tendency to inhibit the viral infection of Coxsackie virus A-12 in the virucidal assay. It can be concluded that both carrageenan extracts revealed a potential antifungal activity against A. infectoria and Asp. fumigatus, and a tendency to inhibit the viral infection of Lentivirus and Coxsackie virus A-12. However, none of the extracts revealed to be effective against C. albicans, E. coli and S. aureus.
Description: Dissertação de Mestrado em Biodiversidade e Biotecnologia Vegetal, apresentada ao Departamento de Ciências da Vida da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.
URI: http://hdl.handle.net/10316/30971
Rights: openAccess
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