Explorando as atividades antimicrobiana, antioxidante, anticancerígena, biocompatibilidade e larvicida de nanopartículas de selênio fabricadas pela cepa de fungo endofítico Penicillium verhagenii

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 9054 (2023) Citar este artigo

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Aqui, quatro cepas de fungos endofíticos que vivem em raízes saudáveis ​​de alho foram usadas para produzir nanopartículas de selênio (Se-NPs) via síntese verde. Penicillium verhagenii foi o produtor de Se-NPs mais eficiente com uma cor vermelha rubi que mostrou máxima ressonância plasmônica de superfície em 270 nm. As Se-NPs formadas eram cristalinas, esféricas e bem organizadas sem agregação, variando de 25 a 75 nm de tamanho com um valor de potencial zeta de -32 mV, indicando alta estabilidade. Foram observadas atividades biomédicas dependentes da concentração das Se-NPs baseadas em P. verhagenii, incluindo atividade antimicrobiana promissora contra diferentes patógenos (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Candida albicans, C. glabrata, C. tropicalis e C. parapsilosis) com concentração inibitória mínima (CIM) de 12,5–100 µg mL–1. As Se-NPs biosintetizadas apresentaram alta atividade antioxidante com percentuais de eliminação de DPPH de 86,8 ± 0,6% na concentração de 1000 µg mL–1 e diminuíram para 19,3 ± 4,5% na concentração de 1,95 µg mL–1. Curiosamente, as Se-NPs também mostraram atividade anticancerígena contra as linhagens de células PC3 e MCF7 com IC50 de 225,7 ± 3,6 e 283,8 ± 7,5 µg mL–1, respectivamente, enquanto permanece biocompatível com as linhas de células normais WI38 e Vero. Além disso, as Se-NPs sintetizadas em verde foram eficazes contra larvas de um inseto médico, Aedes albopictus, com mortalidade máxima de 85,1 ± 3,1, 67,2 ± 1,2, 62,10 ± 1,4 e 51,0 ± 1,0% na concentração de 50 µg mL–1 para larvas de I, II, III e IV ínstares, respectivamente. Esses dados destacam a eficácia de cepas de fungos endofíticos para síntese de Se-NPs econômica e ecológica com diferentes aplicações.

O selênio é um oligoelemento importante para o florescimento de microrganismos e um micronutriente essencial para a saúde animal e humana. Apesar de suas propriedades benéficas, é regido por uma estreita janela terapêutica. A ingestão excessiva de compostos orgânicos e inorgânicos de selênio pode levar à toxicidade. Felizmente, as nanopartículas de selênio (Se-NPs) são menos tóxicas que os compostos orgânicos e inorgânicos de selênio1. Os nanomateriais (1–100 nm) são únicos em muitas propriedades químicas e físicas que os distinguem de suas contrapartes em materiais a granel. Esses materiais têm sido adotados e aplicados nas áreas agrícola, ambiental e médica2,3. Além disso, as Se-NPs biossintetizadas se distinguem daquelas fabricadas por métodos químicos e físicos por serem mais compatíveis com tecidos e órgãos humanos4. As vias de síntese biológica têm sido exploradas usando plantas e fungos para produzir nanopartículas de maneira sustentável e ambientalmente segura5,6. Os endófitos são microrganismos incluindo fungos, bactérias e actinomicetos que colonizam os tecidos internos das plantas sem causar nenhum sintoma patológico ou nocivo7. Recentemente, micróbios endofíticos surgiram no campo da nanobiossíntese devido à produção eficiente de metabólitos ativos potencialmente utilizados para a fabricação de NPs de diferentes formas e tamanhos com grande estabilidade. Nesse contexto, os fungos endofíticos são superiores a outras espécies fúngicas em termos de quantidade e atividade dos metabólitos produzidos8. Estudos anteriores indicaram que os endófitos podem realizar muitos metabólitos secundários biologicamente ativos dentro da planta hospedeira, como flavonóides, alcalóides, saponinas, sesquiterpenos, ciclopeptídeos, policetonas, ácidos orgânicos e lactonas. Além disso, a planta hospedeira e seus simbiontes endofíticos compartilham muitas propriedades biológicas, como atividades anticancerígenas, antimicrobianas, anti-HIV e anti-inflamatórias9.

Allium sativum L. (Alho) é uma planta perene amplamente utilizada por mais de 4000 anos como agente de cura na medicina tradicional. Os papiros egípcios registraram receitas para o uso do alho no tratamento de picadas de cobra, rinite e problemas cardíacos. Na Grécia antiga, o alho era usado para tratar problemas pulmonares e intestinais. Também foi usado na Segunda Guerra Mundial para tratar úlceras e feridas dos feridos. Em geral, o alho possui muitas propriedades antifúngicas, antimicrobianas, anticancerígenas, antiprotozoárias, anti-hipertensivas, anticoagulantes, anticonvulsivantes, anticoagulantes, antipiréticas, antipiréticas, analgésicas e antioxidantes10.