Pesquisa
Bioacumulação de ferro por Pleurotus albidus, produção de biomassa e atividade antibacteriana
Mestrado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Maria Andrea dos Santos de Morais
Orientador: Maria Graciela Iecher Faria
Defendido em: 10/07/2024
Resumo
A deficiência de ferro afeta o bem-estar físico e mental, podendo resultar em anemia, além de problemas no transporte de oxigênio e nos sistemas nervoso e imunológico. O ferro atua como neuroprotetor devido às suas propriedades antioxidantes. Este metal é encontrado em grãos, vegetais e carnes. Os fungos comestíveis possuem atividades biológicas importantes, como atividade antimicrobiana, imunossupressora e antioxidantes. Uma abordagem promissora para combater a deficiência de ferro é a bioacumulação deste metal por basidiomicetos, como Pleurotus albidus. Este fungo é encontrado na América do Sul e Central. Estudos já relataram a capacidade de bioacumulação de ferro por espécies do gênero Pleurotus não havendo nada descrito sobre P. albidus. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade de produção de biomassa micelial, bioacumulação de ferro e atividade antimicrobiana da biomassa acumulada de P. albidus em cultivo in vitro sob diferentes concentrações de ferro. A linhagem U21-1 de P. albidus, pertencente à coleção de culturas do laboratório de Biologia Molecular da Universidade Paranaense, foi utilizada. O meio de cultivo do micélio de P. albidus foi enriquecido com FeSO4 para atingir concentrações de 80, 90 e 100 µg/mL de ferro e o controle sem a adição de ferro. A produção de biomassa micelial foi afetada pela adição 90 µg/mL de ferro no meio de cultivo aumentando a produção de biomassa (6,57 mg/mL). Nas concentrações de 80 e 100 µg/mL de ferro, a produção de biomassa foi, respectivamente, 5,68 e 5,99 mg/mL, valores similares ao controle negativo (5,60 mg/mL). As maiores bioacumulações de ferro foram registradas nas concentrações de 90 e 100 µg/mL de ferro, com 1502,67 e 1485,39 µg/g, respectivamente. As três concentrações de ferro avaliadas apresentaram rendimento estatisticamente iguais. A atividade antimicrobiana do extrato hidroalcoólico do micélio de P. albidus bioacumulado com ferro foi avaliada pelo método de microdiluição em caldo no intuito de encontrar a concentração inibitória mínima (CIM) e concentração bactericida mínima (CBM), sendo observadas as melhores atividades contra Staphylococcus aureus e Bacillus cereus (25 mg/mL) provenientes do extrato da biomassa bioacumulada com adição de 100 µg/mL de ferro. Pela primeira vez, foi descrita a capacidade de produção de biomassa micelial e bioacumulação de ferro por P. albidus. Conclui-se que este fungo pode produzir biomassa micelial e bioacumular ferro em seu micélio. O extrato hidroalcoólico do micélio enriquecido com ferro mostrou atividade antimicrobiana indicando seu potencial terapêutico. A biomassa de P. albidus enriquecida com ferro surge como uma fonte promissora de suplementação dietética, podendo ajudar a combater deficiências de ferro, como a anemia ferropriva, e contribuir para o desenvolvimento de novos produtos funcionais e terapêuticos.
Palavras-chave
Anemia. Basidiomicetos. Bioacumulação. Biomassa. Fungos. Ferro.
Title
Iron bioaccumulation by Pleurotus albidus, biomass production and antibacterial activity
Abstract
Iron deficiency affects physical and mental well-being and can result in anemia, as well as problems with oxygen transport and the nervous and immune systems. Iron acts as a neuroprotector due to its antioxidant properties. This metal is found in grains, vegetables and meats. Edible fungi have important biological activities, such as antimicrobial, immunosuppressive activity and production of antioxidant enzymes. A promising approach to combat iron deficiency is the bioaccumulation of this metal by basidiomycetes such as Pleurotus albidus. This fungus is found in South and Central America. Studies have already reported the capacity for iron bioaccumulation by species of the genus Pleurotus, with nothing described about P. albidus. Therefore, the objective of this study was to evaluate the capacity for mycelial biomass production, iron bioaccumulation and antimicrobial activity of the accumulated biomass of P. albidus in in vitro culture under different iron concentrations. The U21-1 strain of P. albidus, belonging to the culture collection of the Molecular Biology laboratory at Universidade Paranaense, was used. The P. albidus mycelium culture medium was enriched with FeSO4 to reach concentrations of 80, 90 and 100 µg/mL of iron and the control without the addition of iron. The production of mycelial biomass was affected by the addition of 90 µg/mL of iron to the culture medium, increasing biomass production (6.57 mg/mL). At concentrations of 80 and 100 µg/mL of iron, biomass production was, respectively, 5.68 and 5.99 mg/mL, values similar to the negative control (5.60 mg/mL). The highest iron bioaccumulations were recorded at concentrations of 90 and 100 µg/mL of iron, with 1502.67 and 1485.39 µg/g, respectively. The three concentrations studied showed statistically equal yields. The antimicrobial activity of the hydroalcoholic extract of P. albidus mycelium bioaccumulated with iron was evaluated using the broth microdilution method in order to find the minimum inhibitory concentration (CIM) and minimum bactericidal concentration (CBM), with the best activities being observed against Staphylococcus aureus and Bacillus cereus (25 mg/mL) from the extract of bioaccumulated biomass with the addition of 100 µg/mL of iron. For the first time, the ability to produce mycelial biomass and iron bioaccumulation by P. albidus was described. It is concluded that this fungus can produce mycelial biomass and bioaccumulate iron in its mycelium. The hydroalcoholic extract of mycelium enriched with iron showed antimicrobial activity indicating its therapeutic potential. Iron-enriched P. albidus biomass emerges as a promising source of dietary supplementation, which can help combat iron deficiencies, such as iron deficiency anemia, and contribute to the development of new functional and therapeutic products.
Keywords
Anemia. Basidiomycetes. Bioaccumulation. Biomass. Fungi. Iron.