Enfoque sistemático para identificar nuevas moléculas antimicrobianas y antibiócidas de extractos y fracciones de plantas para prevenir caries dentales

Resumen

Los productos naturales representan prometedores puntos de partida para el desarrollo de nuevos fármacos y agentes terapéuticos. Sin embargo, debido a la alta diversidad química, encontrar nuevos compuestos terapéuticos de las plantas es una tarea difícil y que consume mucho tiempo. Describimos un enfoque simplificado para identificar moléculas antimicrobianas y antibiócidas a partir de extractos y fracciones vegetales.

Resumen

Los productos naturales proporcionan sustancias estructuralmente diferentes, con una miríada de actividades biológicas. Sin embargo, la identificación y el aislamiento de compuestos activos de las plantas son difíciles debido a la compleja matriz vegetal y los procedimientos de aislamiento e identificación que consumen mucho tiempo. Por lo tanto, se presenta un enfoque escalonado para la detección de compuestos naturales de las plantas, incluyendo el aislamiento y la identificación de moléculas potencialmente activas. Incluye la recogida del material vegetal; preparación y fraccionamiento de extractos crudos; enfoques de cromatografía y espectrometría (UHPLC-DAD-HRMS y NMR) para la identificación de análisis y compuestos; bioensayos (actividades antimicrobianas y antibióticas; "fuerza de adhesión" bacteriana al pellicle salival y matriz glucana inicial tratada con tratamientos seleccionados); y análisis de datos. El modelo es simple, reproducible y permite la detección de alto rendimiento de múltiples compuestos, concentraciones y pasos de tratamiento se pueden controlar constantemente. Los datos obtenidos proporcionan la base para futuros estudios, incluyendo formulaciones con los extractos y/o fracciones más activos, aislamiento de moléculas, modelado de moléculas a objetivos específicos en células microbianas y biofilms. Por ejemplo, un objetivo para controlar el biofilm cariogénico es inhibir la actividad de Streptococcus mutans glucosyltransferases que sintetizan los glucanos de la matriz extracelular. La inhibición de esas enzimas impide la acumulación de biofilm, disminuyendo su virulencia.

Introducción

Los primeros modelos de medicina utilizados en las sociedades se basaron en productos naturales (NPs). Desde entonces, los seres humanos han estado buscando nuevos productos químicos en la naturaleza que pueden transformarse en drogas¹. Esta búsqueda causó una mejora continua de tecnologías y métodos para la detección etnobotánica^1,2,3. Los NPs ofrecen una rica fuente de sustancias estructuralmente diversas, con una amplia gama de actividades biológicas útiles para el desarrollo de terapias alternativas o adyuvantes. Sin embargo, la matriz vegetal comp....

Protocolo

1. Recogida de material vegetal

1. Material vegetal
   1. Registre el acceso al material vegetal en plataformas electrónicas que regulan el acceso al patrimonio genético en el país donde se llevará a cabo la recolección. Por ejemplo, en Brasil, regístrese en el Sistema Nacional para la Gestión del Patrimonio Genético y los Conocimientos Tradicionales Asociados – SisGen (sitio web https://sisgen.gov.br/paginas/login.aspx).
   2. Recoger muestras del material vegetal de interés (por ejemplo, hojas, tallos, raíces, flores, frutas). Regístrese si el material se recogió durante la fase reproductiva o vegetativa.
   3. Registre los parámetros de la colecc....

Resultados

Proporcionamos un ejemplo de uso de un enfoque sistemático para examinar la actividad biológica de extractos y fracciones vegetales para identificar moléculas potencialmente activas para posibles nuevas terapias anti-caries: actividades antimicrobianas y antibiófonas de extractos de Casearia sylvestris de biomas brasileños distintos contra Streptococcus mutans y Candida albicans^13.

Fondo
Las interacciones complejas ent.......

Discusión

Los principales desafíos relacionados con el trabajo con extractos de crudo natural comprenden su composición compleja y las insuficiencias de los estudios clásicos de aislamiento bioguiado. Aunque este proceso es lento, es eficaz y ha llevado a importantes hallazgos en la investigación np. Para racionalizar, se necesitan estudios basados en la priorización para racionalizar. Por lo tanto, el uso de enfoques modernos de elaboración de perfiles químicos para el análisis del CE y la desreplicación antes del aislam.......

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
96-well microplates	Kasvi	Flat bottom
Activated carbon	LABSYNTH	Clean up and/or fractionation step
Analytical mill	Ika LabortechniK	Model A11 Basic
Blood agar plates	Laborclin
Chromatographic column C18	Phenomenex Kinetex	150 × 2.1 mm, 2.6 µm, 100Â
Dimethyl sulfoxide	Sigma-Aldrich	Vehicle solution
ELISA plate reader	Biochrom Ez
Ethanol	J. T. Baker	For extraction and fractionation steps, and mobile phase composition
Ethanol	Sigma-Aldrich	Vehicle solution
Ethyl acetate	J. T. Baker	Fractionation step
GraphPad Software	La Jolla	GraphPad Prism7
Hexane	J. T. Baker	Fractionation step
Incubator	Thermo Scientific
Isopropanol	J. T. Baker	For extraction step
Lyophilizer (a freeze dryer)	Savant	Modulyo
Nylon Millipore	LAC	0.22 µm x 13 mm
Orbital shaker	Quimis	Model G816 M20
Polyamide solid phase extraction cartridge	Macherey-Nagel	Clean up and/or fractionation step
Silica gel	Merck	40–63 μm, 60 Â
Sodium Chloride (NaCl)	Synth	0,89% in water
Solid phase extraction cartridges (SPE)	Macherey-Nagel	Clean up and/or fractionation step
Tryptone	Difco
UHPLC-DAD	Dionex	Ultimate 3000 RS
Ultrasonic bath	UNIQUE	Model USC 2800
Yeast extract	Difco