Atividade antibacteriana de extratos de plantas contra bactérias isoladas de pacientes com cancro colorretal

Abstract

O cancro colorretal (CCR) é o segundo cancro com maior taxa de mortalidade no mundo. Os tratamentos comumente aplicados baseiam-me em cirurgia, quimio- e radioterapia. Contudo, estes não garantem um prognóstico satisfatório da doença, havendo a necessidade de novas soluções terapêuticas adjuvantes. Nos últimos anos têm surgido evidências da influência e/ou papel da microbiota intestinal na carcinogénese de CCR. Portanto, a prevenção e tratamento do CCR pode beneficiar de uma abordagem terapêutica que promova a regularização de uma microbiota em disbiose tipicamente associado a CCR, nomeadamente pelo controlo da proliferação de bactérias pró-carcinogénicas. Contudo, a resistência bacteriana aos antibióticos tem aumentado significativamente, limitando a eficácia dos antibacterianos disponíveis. Por isso, torna-se urgente a descoberta de novos compostos, nomeadamente a partir de extratos naturais de plantas, cuja atividade antibacteriana está longe de ser exaustivamente conhecida. O objetivo deste estudo foi assim analisar a bioatividade de extratos brutos de diferentes espécies de plantas, através de diferentes ensaios, contra bactérias isoladas de amostras de tecido tumoral (TT) e de mucosa não afetada (TN), excisadas do cólon de pacientes diagnosticados com CCR e submetidos a cirurgia clínica (amostras no âmbito do projeto aprovado pelo Comité de Ética do Centro Hospitalar do Baixo Vouga, E.P.E.). A atividade de extratos etanólicos de 20 plantas diferentes foi analisada através de ensaios de difusão de disco, tendo sido identificados 8 extratos com atividade antimicrobiana contra bactérias da mucosa intestinal de pacientes com CCR. Os extratos em etanol de Cinnamomum sp., Equisetum sp. e de Hibiscus sp. inibiram o crescimento de um número superior de bactérias de TT (6,16-8,00 mm) e TN (9,44-10,38 mm), induzindo os maiores halos de inibição. O extrato bruto de Hibiscus sp. foi assim selecionado para a um estudo mais aprofundado, tendo sido analisados extratos preparados em etanol o metanol. A atividade antimicrobiana destes foi analisada através de ensaios de microdiluição, obtendo-se concentrações mínimas inibitórias do crescimento de bactérias de TT e TN, respetivamente, de ≤0,07-1,00 mg mL-1 etanol e 0,11-0,93 mg mL-1 metanol; e concentrações mínimas bactericidas entre 0,34->5,04 mg mL-1 etanol e 0,41->4,8 mg mL-1 metanol. As concentrações que causam 50% de inibição das bactérias estão entre 0,1658-0,7987 etanol e 0,1722-0,5454 metanol. A composição química dos extratos determinada por HPLC revelou a presença de compostos com atividade antimicrobiana, sendo o extrato de Hibiscus sp. em etanol mais promissor para estudos futuros de potenciais aplicações terapêuticas, em que a modelação/controlo de bactérias pro-carcinogénicas sejam uma mais-valia no combate ao CCR.

Colorectal cancer (CRC) is the second deadliest cancer in the world. The therapeutics commonly applied to treat CRC are based on surgery and chemotherapy. However, they do not guarantee a satisfactory prognosis, thereby highlighting the need for novel adjuvant therapeutic solutions. Recently, evidence has emerged on the influence and/or the role of the intestinal microbiota in the carcinogenesis of CRC. Therefore, the prevention and treatment of CRC may benefit from therapeutic approaches capable of manipulating the dysbiotic microbiota typically associated with CRC, namely by controlling the proliferation of pro-carcinogenic bacteria. However, bacterial resistance to antibiotics has increased significantly, hence limiting the effectiveness of available antibiotics. Therefore, it is urgent to discover new compounds, for instance from natural plant extracts, which antibacterial activity is far from being extensively known. The aim of this study was thus to analyse the bioactivity of crude extracts from different species of plants, through the performance of different assays, against cultivable bacteria isolated from samples of tumor tissue (TT) and from unaffected mucosa (TN), excised from the colon of patients diagnosed with CRC and submitted to clinical surgery (samples voluntarily provided under a project approved by the Ethics Committee of the Centro Hospitalar do Baixo Vouga, E.P.E.). The activity of ethanolic extracts from 20 different plant was analyzed using agar disk diffusion assays, being identified 8 extracts with antimicrobial activity against bacteria from the intestinal mucosa of CRC patients. The extracts of Cinnamomum sp., Equisetum sp. and Hibiscus sp. had inhibited the growth of a greater number of TT (6.16- 8.00 mm) and TN bacteria (9.44-10.38 mm), and had also induced the greatest inhibition halos. The crude extract of Hibiscus sp. was thus selected to carry out a more in-depth study, being analyzed extracts prepared in ethanol and methanol. The antimicrobial activity of these extracts was evaluated through microdilution assays, the latter allowing to determine the minimum inhibitory concentrations for TT and TN bacteria, respectively, of ≤0.07-1.00 mg mL-1 in ethanol and 0.11-0.93 mg mL-1 in methanol; whereas the minimum bactericidal concentrations ranged between 0.34->5.04 mg mL-1 in ethanol and 0.41->4.8mg mL-1 in methanol. The concentrations that cause 50% inhibition of the bacteria are between 0.1658-0.7987 ethanol and 0.1722-0.5454 methanol. The chemical composition of the extracts determined by HPLC revealed the presence of compounds with antimicrobial activity, being the ethanolic extract of Hibiscus sp. promising for future studies towards potential therapeutic applications in which the modelling/control of pro-carcinogenic bacteria is an asset in fighting CCR.