Arquivos do Mudi, v. 26, n. 1, p. 39 - 50, ano 2022
Aceito em: 22/12/2021 Publicado em: 15/04/2022
Esta revista possui Licença CC BY-NC
ENDOPHYTIC FUNGI DIAPORTHE: A PROMISING SOURCE OF BIOACTIVE METABOLITES
WITH MEDIC-PHARMACEUTICAL PROPERTIES
Abstract
Diaporthe (Diaporthaceae), a fungal genus comprising more than 1.100 species, has been isolated as an
endophyte in different plant species. They can produce a range of bioactive secondary metabolites with
antimicrobial, antitumor, trypanocidal, amongothers properties. Consideringtheirwidedistribution, adaptation
to different environmental conditions, and the variety of metabolites produced by them, a literature review was
carried out on secondary metabolites produced by endophytic fungi of the genus Diaporthe sp. with medico-
pharmaceutical properties. Diaporthein, Phomosines, Orthosporin, Emodin, Mycoepoxydiene, β-Glucans,
Dicerandrol, Benzeneethanol, and Cordysinin are some examples of bioactive metabolites produced by this
genus of fungi, especially by D. phaseolorum, D. arecae, and D. schini. These secondary metabolites can act
against clinically important pathogens, such as Mycobacterium tuberculosis, Staphylococcus aureus,
Escherichia coli, and Trypanosoma cruzi, attenuate the proliferation of tumor cells (KB, Raji, MCF-7, and
HepG2-C3A) and reduce oxidative radicals. Knowing and elucidating the mechanisms of action of compounds
produced by endophytic microorganisms enables the emergence of new medicines and their large-scale
production.
Keywords: Endophytes; medico-pharmaceutical properties; secondary metabolites.
ARTIGO ORIGINAL
FUNGOS ENDOFÍTICOS DIAPORTHE: UMA FONTE PROMISSORA
DE METABÓLITOS BIOATIVOS COM PROPRIEDADES MEDICO-
FARMACÊUTICA
Daniel Gonçalves Nogueira
Centro Universitário de Patos de Minas -
UNIPAM
Resumo
Diaporthe (Diaporthaceae), gênero de fungos que compreende
mais de 1.100 espécies, já foi isolado como endófito em diferentes
espécies vegetais. São capazes de produzir uma gama de
metabólitossecundáriosbioativoscompropriedades
antimicrobianas,antitumorais,tripanocidas, entreoutras.
Considerando sua ampla distribuição, adaptação a diferentes
condições ambientais e a variedade de metabólitos por eles
produzidos, realizou-serevisão daliteratura acercados metabólitos
secundários produzidos por fungos endofíticos do gênero
Diaporthe sp.compropriedades médico-farmacêuticas.
Diaporthein, Phomosines, Ortosporina, Emodin, Mycoepoxydiene,
β-glucanas, Dicerandrol, Benzeneetanol e Cordisinina são alguns
exemplos de metabólitos bioativos produzidos por este gênero de
fungos, especialmente por D. phaseolorum, D. arecae e D. schini.
Estes metabólitos secundários podem atuar contra patógenos de
importância clínica, como Mycobacteriumtuberculosis,
Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Tripanossoma cruzi,
atenuar a proliferação de células tumorais (KB, Raji, MCF-7 e
HepG2-C3A) e reduzir radicais oxidativos. Conhecer e elucidar os
mecanismos deação decompostos produzidospor microrganismos
endofíticos possibilita o surgimento de novos fármacos e sua
produção em grande escala.
Palavras-chave: Endófitos; propriedades medico-farmacêutica;
metabólitos secundários.
João Arthur dos Santos Oliveira
Universidade Estadual de Maringá – PR
Arquivos do Mudi, v. 26, n. 1, p. 39 - 50, ano 2022
Aceito em: 22/12/2021 Publicado em: 15/04/2022
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ARTIGO ORIGINAL
1. INTRODUÇÃO
desconhecidos com interesse biotecnológico
(SANTOS; VARAVALLO, 2011).
compostos bioativosdeinteresse agrícola,medicinal
ou ambiental (CANUTO et al. 2012).
Algumas plantas são conhecidas por
No interior dos tecidos vegetais podemDiaporthe(Diaporthaceae)éum
vivermicrorganismosqueseassociam gênero de fungos que pode apresentar um estilo
beneficamente às plantas hospedeiras, chamados de de vida como fitopatógenos, endófitos ou
microrganismos endofíticos. O termo “endofítico” saprófitos(TORRESetal. 2016;
caracteriza fungos e bactérias que habitam o interior SENANAYAKE et al. 2018). Mais de 1.100
dos vegetais de maneira assintomática por pelo espécies já foram descritas (SUN et al. 2021) e
menos um período de seu ciclo de vida podendo ou algumas já foram isoladas como endófitas em
não desenvolver estruturas externas (nódulos ou diferentes plantas (POLONIO et al. 2015;
micorrizas) em seus hospedeiros (AZEVEDO; FELBER et al. 2016; ORLANDELLI et al.
ARAÚJO 2007; ASSUMPÇÃO et al. 2009; SILVA 2017; DA SILVA RIBEIRO et al. 2018;
et al. 2010
;
KUSARI et al. 2014).
GOLIAS et al. 2019; SILVA et al. 2020;
EstesmicrorganismostêmchamadoCARVALHO et al. 2021; RIBEIRO et al.
atenção por suas aplicações biotecnológicas como2021).
agentesbiorremediadoresdesubstânciasFungos Diaporthe, em especial os
xenobióticas (BULLA et al. 2017), bem como no endofíticos, são capazes de produzir uma
controle de fitopatógenos (OLIVEIRA et al. 2020) e diversidadedecompostos bioativos do pontode
promovendo o crescimento vegetal (ISHIZAWA, vista medicinalcompropriedades
2017; EMMER et al. 2021; OLIVEIRA et al. 2021). antimicrobianas, antitumorais, antioxidantes,
Além disso, as interações endófito-hospedeiro tripanocidas, entre outras (DETTRAKUL et al.
podem originar novas ou já conhecidas rotas 2003; LIN et al. 2005; BRISSOW, 2015;
metabólicasquefavorecema produçãode BIASSETO, 2016; HU et al. 2017; NORILER
et al. 2019; SANTOS et al. 2021).
Considerando sua ampla distribuição e
adaptação a diferentes ambientes e condições
sua capacidade em produzir compostos com(MURALI et al. 2006; BOTTELA; DIEZ,
propriedadesmedicinais,todavia,estes2011; GOMES et al. 2013) e a variedade de
compostos podem ser originados de viasmetabólitos por eles produzidos (BOAES et al.
metabólicas da interação endófito-hospedeiro2019), realizou-se uma revisão da literatura
(JALGAONWALA; MOHITE; MAHAJAN,acerca dos metabólitos secundários produzidos
2011). Neste sentido, fungos e bactériaspor fungos endofíticos do gênero Diaporthe sp.
endofíticos sãofontes promissoras decom propriedades médico-farmacêuticas.
metabólitos secundários conhecidos e ainda
40
Nogueira e Oliveira, 2022.
inseridos.
Para as pesquisas, foram empregados
(isolation),
DiaportheAND
endófito
identificação
abordavam a temática escolhida também foram
2. MATERIAIS E MÉTODOS Os microrganismos endofíticos foram
descritos pela primeira vez no início do século
A pesquisa foi realizada por meio deXIX por De Bary, que os diferenciou de
busca em sistemas online utilizando aspatógenos de plantas, pois não causam danos
plataformas Google Acadêmico, SciELO eaos seus hospedeiros (OLIVEIRA, 2010).
SCOPUS.OlevantamentobibliográficoGeralmente, estes microrganismos penetram
considerou artigos científicos em portuguêsem seus hospedeiros por meio de aberturas
e/ou inglês, além de dissertações e teses,naturais, como estômatos e hidatódios, ou por
priorizando os anos entre 2010 à2021, contudo,meio de ferimentos. Acredita-se que as raízes
alguns trabalhos anteriores a este período quesão as principais portas de entrada destes
micróbios devido à abrasão natural causada
pelo crescimento lateral do órgão ao penetrar o
solo (SANTOS; VARAVALLO, 2011).
(Endophytic
fungi)AND
isolamento
osdescritoresemportuguêseinglês:Estes microrganismos podem ser
microrganismos endofíticos (Endophytic isolados por meio de diferentes métodos,
microrganisms) OR fungos endofíticos contudo, todos possuem a desinfestação
superficial das partes vegetais coletadas para
assegurar queosmicrorganismos serão isolados
(Endophyte), Diaporthe AND metabólitosdo interior dos tecidos (endofíticos) e não da
Microrganismos endofíticos: isolamento e
secundários(Secondarymetabolites)ORsuperfície (epifíticos ou contaminantes). A
metabólitos secundários deDiaporthedesinfestação superficial dos tecidos pode ser
(Secondary metabolites from Diaporthe) erealizadacom soluções deÁlcool 70%eNaClO
Diaporthe AND aplicações biotecnológicas(hipoclorito de sódio) com concentrações
(Biotechnologicalapplications). Aquelesdiversas juntamente com lavagens com água
trabalhos que abordavam o isolamento e/ouesterilizada(POLONIOetal.2015;
identificação de fungos endofíticos do gêneroBONGIORNO et al. 2016; SANTOS et al.
Diaporthe com a produção e prospecção de2017; DA SILVA RIBEIRO et al. 2018;
metabólitos secundários comatividadesGOLIAS et al. 2019; OLIVEIRA et al. 2020;
antimicrobianas, antitumorais, tripanocidas eRIBEIRO et al. 2021).
antioxidantes foram selecionados. Uma metodologia que demonstra
resultados satisfatórios quando se deseja isolar
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES uma amostragem da comunidade endofítica é a
fragmentação do material vegetal (RHODEN et
al. 2012; LEME et al. 2013; ZHANG et al.
2014; WANG et al. 2015; XIANG et al. 2016;
OLIVEIRA et al. 2020; RIBEIRO et al. 2021).
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Fungos endofíticos Diaporthe: uma fonte promissora de metabólitos para a área da saúde
2002, BERNARDI-WENZEL et al. 2010).
O tamanho e número de fragmentos amostradosEntretanto, conhecer a microbiota endofítica de
endofítica de um hospedeiro (GAMBOA et al.
para o isolamento interferem diretamente naum hospedeiro favorece futuros estudos que
diversidade dos isolados. Assim, fragmentosindiquem suas atividades biológicas bem como
entre 2 mm à 7 mm são os mais eficazes quandosua possível aplicação (OLIVEIRA et al. 2019;
se deseja uma maior amostragem da microbiotaMAIA et al. 2020), como por exemplo, a
obtenção de metabólitos secundários bioativos
de interesse biotecnológico.
(GEBERS et al. 2005), tem sido realizada, com
destaque para os genes da região ITS (WHITE
et al.1990), fator de elongação α (CARBONE;
Para a identificação dos isolados,A produção de compostos bioativos
embora as técnicas clássicas baseadas em por fungos endofíticos possuem diferentes
morfologiaaindasejamempregadas,a aplicações, muitas delas com relevância
identificação baseada no sequenciamento do ecológica, bioquímica e molecular existindo
DNA e análises filogenéticas têm fornecido inúmeras possibilidades para explorar esses
dados com maior robustez e confiabilidade. micro-organismos para a produção de uma
Para fungos, a identificação multilocus, ou seja, infinidade de conhecidos e novos metabólitos
aquelas empregando três ou mais genes secundários biologicamente ativos (KUSARI et
al. 2014).
Metabólitos secundários de Diaporthe e suas
KOHN, 1999), β-tubulina (O’DONNELL;aplicações na área da saúde
CIGELNIK, 1997; GLASS; DONALDSON,
Fungos endofíticos são uma fonte rica
1995), actina (CARBONE; KOHN, 1999) e
de compostos ativos resultantes de seu
gliceraldeído3-fosfatodesidrogenase
metabolismosecundário,tornando-os
(BERBEE et al. 1999). Já para bactérias, além
promissores na descoberta de compostos ainda
da região 16S (PROCÓPIO et al. 2009),
não explorados que podem ser utilizados no
também são estudados os genes da β-
beneficiamento dasaúde humana
subunidade de DNA gyrase (gyrB), a β-
(SEBASTIANES et al. 2012; CALDERANI;
subunidade de polimerase RNA (rpoB), a
ORLANDELLI; PAMPHILE,2016;
subunidade β da ATP synthase F0F1 (atpD) e o
RIBEIRO; PAMPHILE, 2017; Oliveira et al.
fator de iniciação de tradução IF-2 (infB)
2019).
(BRADY et al. 2008).
O gênero Diaporthe é capaz de
Os microrganismos endofíticos têm
produzir uma gama de metabólitos secundários
sido estudados principalmente quanto a sua
com aplicações médico-farmacêutica (REIS,
diversidade, enquanto que ainda são pouco
2018) como flavonas, flavonóis, xantonas,
exploradosquantoàssuasaplicações
alcaloides, triterpenóides (BOAES et al. 2019),
biotecnológicas (OLIVEIRA et al. 2019).
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entre outros. A tabela 1 resume algunsDiaporthe sp. com sua respectiva aplicação na
compostos identificados produzidos porárea da saúde.
Tabela 1. Metabólitos secundários produzidos por Diaporthe sp. com atividades de interesse
médico/farmacêutico.
Espécie
Hospedeiro
Composto
Atividade
Referência
Diaporthe sp.
Pandanus amaryllifolius
Diaporthen A e B
Antimicrobiana
BUNGIHAN et al. 2011
D. helianthi
Luehea divaricata
Tyrosol
Antimicrobiana
SPECIAN et al. 2012
Diaporthe sp.
Camptotheca acuminate
Poliketides,
Antitumoral
LIU et al. 2013
D. phaseolorum
Costus spiralis
Antimicrobiana e
antioxidante
ASCÊNCIO et al. 2014
Diaporthe sp.
Sabicea cinérea
Citotóxica
MANDAVID et al. 2015
Diaporthe sp.
Siparuna gesnerioides
Antibacteriana
SOUZA et al. 2016
Diaporthe sp.
Piper hispidum
Antitumoral
ORLANDELLI et al. 2017
D. terebinthifolii
Schinus terebinthifolius
Antibacteriana
MEDEIROS et al. 2018
D. arecae
Kandelia obovate
Anti-angiogênico
CHANG et al. 2019
D. schini
Solanum americanum
Antioxidante
DA ROSA et al. 2020
D. lithocarpus
Artocarpus heterophyllus
monoterpenos e
lovastatinas
Cumarinas,
triterpenos e
esteróis
Mycoepoxydiene
Phomosines A e C
β-glucanas
Diaporthin e
Ortosporina
Cordisinina A
Benzeneetanol
Emodin
Antibacteriana
RIGA et al. 2021
Tyrosol (SPECIAN et al. 2012), Phomosines A
Ortosporina (MEDEIROS et al. 2018), Emodin
(RIGA et al. 2021), entre outros, são outros
aureus e Escherichia coli (BRISSOW, 2015).
Diterpenos como Diaporthein A eDiaporthecomatividadeantimicrobiana
Diaporthein B produzidos por estes fungos,(antibacteriana e/ou antifúngica).
apresentaram atividade antibacteriana contraAlguns compostos são promissores
Mycobacterium tuberculosis (DETTRAKUL et para a terapia de cânceres e outras abordagens
al. 2003; BUNGIHAN et al. 2011). A espécie terapêuticas. Os compostos Diaporthelactone,
D. phaseolorum também é capaz de produzir 7-methoxy-4,6-dimethyl-3H-isobenzofuran-1-
metabólitos com propriedades antibacterianas one e MycoepoxydieneobtidosdeD.
que inibem o crescimento de Staphylococcus phaseolorum são capazes de atuar contra
células tumorais KB e Raji (LIN et al. 2005).
Este gênero de fungos também já demonstrou
e C (SOUZA et al. 2016), Diaporthin ecapacidade de produzir metabólitos que atuam
contra células cancerígenas no cólon humano
(LIU et al. 2013).
exemplosdecompostosoriundosdoOrlandelli et al. (2017), realizaram a
metabolismo secundário de fungos do gênero produção, caracterização química e avaliação
de propriedades antiproliferativas de
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Fungos endofíticos Diaporthe: uma fonte promissora de metabólitos para a área da saúde
exopolissacarídeos (β-glucanas) obtidos debicyclo[4.3.0]nonane e benzeneetanol, que são
alguns fungos endofíticos Diaporthe. Contracapazes de reduzir cerca de 96% dos radicais
célulastumoraisMCF-7,em24h,osempregando o método de DPPH (2,2-difenil-1-
exopolissacarídeos obtidos dosendófitospicril-hidrazil) (DA ROSA et al. 2020).
estudados, apresentaram 58% de eficiência, já
Essa diversidade química de
em 48h, ocorreu inibição de 74% das células
metabólitos com potencial medicinal
tumorais avaliadas. Em relação a células
produzidos por fungos Diaporthe demonstra
tumorais HepG2-C3A, os efeitos inibitórios
que ainda há muito a ser explorado com relação
encontrados pelos autores foram de 83% após
à utilização desses microrganismos,
48h de tratamento.
especialmente visando otimizar e viabilizar a
O composto Cordisinina A foi obtido
produção desses compostos em escala
deD. arecaee estudado quanto ao seu potencial
industrial (SPECIAN et al. 2014). Nas
anti-angiogênico por Chang et al. (2019). Estes
indústrias, os principais desafios incluem
autores acreditam que este composto tem
isolamento,identificação,caracterização
potencial para atuar em uma abordagem
química e aumento de escala da produção dos
terapêutica que impede a formação de novos
metabólitos de interesse (KUSARI et al. 2014;
vasos sanguíneos, estimulando as células
PAMPHILE et al. 2017), entretanto, os
endoteliaisprogenitorasabloqueara
compostos descobertos podem agir como
angiogênese tumoral impedindo assim o
modelos para a sintetize de compostos análogos
crescimento edisseminação decélulas
quedesempenhemamesmaatividade
cancerígenas.
(NAGARAJAN et al. 2021).
O alcaloide derivado da Zigosporina E,
18-desidroxi citocalasina H, produzido por D.
phaseolorum, além de apresentar atividade
4.CONCLUSÃO
antitumoral,tambémpossuicapacidade
Diarpothe é um gênero de fungos
tripanocida (BRISSOW, 2015) assim como o
associado a diferentes espécies de plantas e
dímero de xantonas dicerandrol C, identificado
merecem destaque por sua capacidade em
por Azevedo (2020), também produzido por D.
produzirumavariedadedeclassesde
phaseolorum. Além de compostos tripanocidas,
compostos bioativos.Seus metabólitos
D. phaseolorum produz uma diversidade de
secundários podem atuar contra patógenos de
cumarinas, triterpenos e esteróis com atividade
importância clínica como M. tuberculosis, S.
antioxidante (ASCÊNCIO et al. 2014). A
aureus, E. coli e Tripanossoma cruzi, atenuar a
espécie D. schini também é promissora para
proliferação de células tumorais e reduzir os
produção de compostos antioxidantes,
radicais oxidativos. Conhecer e elucidar os
especialmente 1,4-diaza-2,5-dioxo-3-isobutyl
mecanismos de ação dos compostos produzidos
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não somente por
este gênero de fungos
endofíticos,mas
tambémdeoutros
microrganismosendofíticos,possibilitao
surgimento de novos fármacos.
Emboraestes metabólitos já tiveram sua
atividade elucidada, estes estudos foram
desenvolvidos em condições in vitro, fazendo-
senecessáriooempregodeoutros
procedimentos experimentais que corroborem
sua eficiência in vivo. Em condições de
laboratório, em pequena escala, a produção e
obtençãodestes compostos é de suma
importância para a identificação de potenciais
compostos que atuarãocomo agentes
terapêuticos,enquantoque na produção
industrial em grande escala, um dos maiores
desafios está relacionado a manutenção
nutricional para manter as culturas com seu alto
potencial de produção das moléculas alvo.
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