Vernonia polyanthes Less. (Asteraceae Bercht. & Presl), a Natural Source of Bioactive Compounds with Antibiotic Effect against Multidrug-Resistant Staphylococcus aureus

Jordana Damasceno Gitirana de Santana; Oscar Alejandro Santos-Mayorga; Jônatas Rodrigues Florencio; Mirella Chrispim Cerqueira de Oliveira; Luísa Maria Silveira de Almeida; Julianna Oliveira de Lucas Xavier; Danielle Cristina Zimmermann-Franco; Gilson Costa Macedo; Adriana Lúcia Pires Ferreira; Orlando Vieira de Sousa; Ademar Alves da Silva Filho; Maria Silvana Alves

doi:10.3390/antibiotics12030622

Antibiotics (Mar 2023)

Vernonia polyanthes Less. (Asteraceae Bercht. & Presl), a Natural Source of Bioactive Compounds with Antibiotic Effect against Multidrug-Resistant Staphylococcus aureus

Jordana Damasceno Gitirana de Santana,
Oscar Alejandro Santos-Mayorga,
Jônatas Rodrigues Florencio,
Mirella Chrispim Cerqueira de Oliveira,
Luísa Maria Silveira de Almeida,
Julianna Oliveira de Lucas Xavier,
Danielle Cristina Zimmermann-Franco,
Gilson Costa Macedo,
Adriana Lúcia Pires Ferreira,
Orlando Vieira de Sousa,
Ademar Alves da Silva Filho,
Maria Silvana Alves

Affiliations

Jordana Damasceno Gitirana de Santana: Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Rua José Lourenço Kelmer s/n, Campus Universitário, Bairro São Pedro, Juiz de Fora 36036-900, MG, Brazil
Oscar Alejandro Santos-Mayorga: Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Rua José Lourenço Kelmer s/n, Campus Universitário, Bairro São Pedro, Juiz de Fora 36036-900, MG, Brazil
Jônatas Rodrigues Florencio: Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Rua José Lourenço Kelmer s/n, Campus Universitário, Bairro São Pedro, Juiz de Fora 36036-900, MG, Brazil
Mirella Chrispim Cerqueira de Oliveira: Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Rua José Lourenço Kelmer s/n, Campus Universitário, Bairro São Pedro, Juiz de Fora 36036-900, MG, Brazil
Luísa Maria Silveira de Almeida: Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Rua José Lourenço Kelmer s/n, Campus Universitário, Bairro São Pedro, Juiz de Fora 36036-900, MG, Brazil
Julianna Oliveira de Lucas Xavier: Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Rua José Lourenço Kelmer s/n, Campus Universitário, Bairro São Pedro, Juiz de Fora 36036-900, MG, Brazil
Danielle Cristina Zimmermann-Franco: Centro de Tecnologia Celular e Imunologia Aplicada (IMUNOCET), Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Rua José Lourenço Kelmer s/n, Campus Universitário, Bairro São Pedro, Juiz de Fora 36036-900, MG, Brazil
Gilson Costa Macedo: Centro de Tecnologia Celular e Imunologia Aplicada (IMUNOCET), Departamento de Parasitologia, Microbiologia e Imunologia, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Juiz de Fora, Rua José Lourenço Kelmer s/n, Campus Universitário, Bairro São Pedro, Juiz de Fora 36036-900, MG, Brazil
Adriana Lúcia Pires Ferreira: Hospital Universitário Clementino Fraga Filho, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rua Professor Rodolpho Paulo Rocco 255, Cidade Universitária, Ilha do Fundão, Rio de Janeiro 21941-913, RJ, Brazil
Orlando Vieira de Sousa: Departamento de Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Juiz de Fora, Rua José Lourenço Kelmer s/n, Campus Universitário, Bairro São Pedro, Juiz de Fora 36036-900, MG, Brazil
Ademar Alves da Silva Filho: Departamento de Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Juiz de Fora, Rua José Lourenço Kelmer s/n, Campus Universitário, Bairro São Pedro, Juiz de Fora 36036-900, MG, Brazil
Maria Silvana Alves: Departamento de Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Farmácia, Universidade Federal de Juiz de Fora, Rua José Lourenço Kelmer s/n, Campus Universitário, Bairro São Pedro, Juiz de Fora 36036-900, MG, Brazil

DOI: https://doi.org/10.3390/antibiotics12030622
Journal volume & issue: Vol. 12, no. 3
p. 622

Abstract

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Vernonia polyanthes is a medicinal plant used to treat many disorders, including infectious diseases. This study investigated the chemical constituents and the antibacterial activity of V. polyanthes leaf rinse extract (Vp-LRE). The chemical characterization of Vp-LRE was established using ultra-high performance liquid chromatography coupled to quadrupole time-of-flight mass spectrometry (UHPLC/Q-TOF-MS), and glaucolide A was identified through 1H and 13C nuclear magnetic resonance (NMR) and mass fragmentation. The cytotoxicity was evaluated using 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT). The antibacterial activity was assessed by minimal inhibitory concentration and minimal bactericidal concentration. Interactions between ligands and beta-lactamase were evaluated via molecular docking. UHPLC/Q-TOF-MS detected acacetin, apigenin, chrysoeriol, isorhamnetin, isorhamnetin isomer, kaempferide, 3′,4′-dimethoxyluteolin, 3,7-dimethoxy-5,3′,4′-trihydroxyflavone, piptocarphin A and glaucolide A. Vp-LRE (30 µg/mL) and glaucolide A (10 and 20 μg/mL) were cytotoxic against RAW 264.7 cells. Glaucolide A was not active, but Vp-LRE inhibited the Staphylococcus aureus, methicillin-resistant S. aureus (MRSA), Escherichia coli, Salmonella Choleraesuis and Typhimurium, with a bacteriostatic effect. The compounds (glaucolide A, 3′,4′-dimethoxyluteolin, acacetin and apigenin) were able to interact with beta-lactamase, mainly through hydrogen bonding, with free energy between −6.2 to −7.5 kcal/mol. These results indicate that V. polyanthes is a potential natural source of phytochemicals with a significant antibiotic effect against MRSA strains.

Published in Antibiotics

ISSN: 2079-6382 (Online)
Publisher: MDPI AG
Country of publisher: Switzerland
LCC subjects: Medicine: Therapeutics. Pharmacology
Website: http://www.mdpi.com/journal/antibiotics

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