Histórico da atividade biológica do ácido úsnico

1944 e 1945 – neste período foram publicados os primeiros estudos qualitativos a respeito das propriedades antibióticas dos liquens. Foram testadas 100 espécies diferentes, dentre elas algumas cujo ácido úsnico é o fenol principal. Os resultados observados demonstraram que os ácidos liquênicos de um modo geral exercem preferencialmente sua atividade contra bactérias Gram-positivas (BURKHOLDER et al., 1944; BURKHOLDER; EVANS, 1945).

1946, 1947 e 1948 – no decorrer destas décadas, o ácido úsnico foi continuamente extraído e isolado de Ramalina reticulata. Ensaios com bactérias, inclusive as patogênicas ao homem, mostraram que o ácido úsnico inibiu o crescimento de várias espécies de Pneumococcus,

Staphylococcus, Streptococcus e Mycobacterium (BARGELLINI DEL PINTO; MARINI-

BETOLO, 1946; MARSHAK, 1974; SHIBATA et al., 1948).

1948 – os mecanismos de ação antibiótica do ácido úsnico foram pesquisados neste ano. Os autores verificaram que esterificando as duas hidroxilas livres do primeiro anel com ácido acético a atividade do ácido úsnico se reduz em 50% sobre Mycobacterium tuberculosis

avium. A hidrogenação da dupla ligação convertendo o ácido úsnico em dihidroúsnico reduz

em ¼ sua capacidade antibiótica. Essas observações indicam que as duas hidroxilas livres (C- 8 e C-10) no primeiro anel, são fundamentais como suporte da atividade antibiótica do ácido úsnico (SHIBATA et al., 1948).

1949 e 1950 – o screening da atividade biológica de 149 espécies de liquens foi realizado. Destas 75 foram ativas contra o crescimento de várias bactérias Gram-positivas, atribuindo a este fato a presença dos ácidos pinástrico, pulvínico, girofórico, d-protoliquesterínico, d- liquesterínico, divaricático, fisódico e úsnico. Neste período Pätialä e Vartia referem-se ao preparado hidrossolúvel, conhecido na Finlândia e Alemanha como usno e usniplant, respectivamente, indicados para casos de afecções dermatológicas e como balsâmico. Na Rússia, é conhecido como Binan indicado para uso antes das práticas cirúrgicas para evitar a formação de quelóides e contra infecção urinária. Esses autores também atribuem ao ácido úsnico grande eficácia contra enfermidades e demonstraram sua atividade contra bacilos da tuberculose humana, bovina e aviária, além de regredir por completo casos de Lupus vulgaris, ou tuberculose de pele (PÄTIALÄ, 1949; VARTIA, 1949; 1950).

1952 e 1956 - Vartia e Tervila (1952) e Kortenkangas e Virtanen (1956) obtiveram os mesmos resultados satisfatórios usando ácido úsnico contra os microrganismos citados anteriormente.

1957 – neste ano, in vivo a atividade de um novo preparado solúvel em água, fabricado com o ácido úsnico, sob o nome comercial de USNO (usnato de amônia), foi testado contra o fungo

Trichophyton gallinae. Após 9 -12 dias de tratamento, as colônias do fungo desapareceram

completamente (VIRTANEN; KILPIO, 1957).

1960 e 1961 - o ácido úsnico é considerado um dos agentes liquênicos mais importante junto à estreptomicina, tendo ação eficaz contra cepas bacterianas resistentes à penicilina. Em 1960, o ácido úsnico foi testado contra leveduras presentes em secreções endobrônquicas de pacientes portadores de tuberculose pulmonar, sendo ativo contra espécies de Candida e

Saccaromyces (BENZINGER; TOMÁSIC, 1960; CAPRIOTTI, 1961).

1967 – foi hipotetizado que alguns fungos presentes no solo, como por exemplo,

Cladosporium sp, Penicillium sp, Mortierella, tem a habilidade em atacar o ácido úsnico que,

em alguns casos, é a causa do desaparecimento total deste composto. A espécie de

Cladosporium degradou 60% do ácido úsnico, obtido das espécies Usnea e Alectoria

(BANDONI; TOWERS, 1967).

1969 – Mitchell e Shibata (1969) demonstraram a atividade imunológica do ácido úsnico através do uso de patch. Relataram que esta atividade biológica pode ser dependente da presença do grupo COCH3 na posição7 e do grupo CH3 na posição 9 na molécula.

1972, 1973 e 1978 - Experimentos indicam que o ácido úsnico inibe a taxa de respiração e a atividade da amilase, protease, fosfatase e incorporação da 14C-α-Leucina dentro da proteína nos vegetais. Em 1973 e 78 estudos com a germinação de sementes, demonstraram que o uso do ácido úsnico pode inativar algumas enzimas, como por exemplo, glutamato desidrogenase e a urease (CAMPOS; LOPEZ, 1972; VICENTE, GUERRA; VALLE, 1973; VICENTE al., 1978).

1990 – foi atribuído ao ácido úsnico presente em extratos orgânicos obtidos de Cladoniaceae coletadas na Chapada Diamantina (BA), tabuleiros arenosos da Paraíba e Antártica, os

resultados satisfatórios obtidos contra tumores sólidos do tipo sarcoma-180 e carcinoma de Ehrlich, com inibição acima de 80%, com a CI50 de 4 µg mL e 7 µg mL, respectivamente

(LIMA et al., 1990).

1991 – Com execessão da temperatura, fatores ambientais não afetam o teor do ácido úsnico produzido pelo micobionte cultivado de Ramalina siliquosa. Nos dados finais não foi observada a correlação entre a intensidade luminosa e a produção dos ácidos úsnico e 4-O- dimetilbarbático. A quantidade do composto variou apenas com a temperatura, sendo entre 5°C e 12°C a faixa ótima, onde ocorreu seu aumento (HAMADA, 1991).

1991 e 1997 - no Nordeste do Brasil a flora liquênica é rica em substâncias fenólicas. Extratos orgânicos e frações purificadas de Cladonia substellata e C. crispatula, coletadas em Santa Rita e Alhandra respectivamente, mostraram-se ativos contra diversos micro-organismos, entre fungos e bactérias, sendo atribuída a presença do ácido úsnico em ambas as espécies a atividade biológica verificada nos bioensaios (PEREIRA et al., 1991; 1997).

1995 – metabólitos liquênicos de diferentes espécies de liquens foram testados contra uma variedade de micro-organismos. As substâncias não demonstraram atividade contra os fungos. Porém Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium, e espécies anaeróbicas (Bacteroides e Clostridium) demonstraram suscetibilidade às concentrações testadas tanto do ácido vulpínico quanto do ácido úsnico (LAUTERWEIN et al., 1995).

1997 – o estudo com o ácido úsnico demonstrou que ele inibe células tumorais, e que essa capacidade depende tanto da dose quanto do tempo em que os tumores ficam em contato com a substância. Após 46 h de exposição o percentual chegou a 90% de inibição do crescimento tumoral. Esta pesquisa também avaliou a atividade antimitótica do ácido contra o Fusarium

moniliforme (CARDARELLI et al., 1997).

1998 e 1999 – a concentração inibitória mínima (CIM) de vários metabólitos liquênicos foi avaliada in vitro. O ácido úsnico foi testado contra o Micobacterium aurum que é um organismo não patogênico, mas possui sensibilidade semelhante a M. tuberculosis. O valor da CIM ficou em 32 µg mL o que se considerou um bom resultado quando comparado aos outros ácidos liquênicos, como atranorina cuja CIM ficou em 250 µg mL. Em 1999 foi também verificada a ação do ácido úsnico dissolvido em etanol, clorofórmio, hexano e água contra

Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Salmonella typi, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans, Aspergillus niger e Trichophyton rubrum com bons resultados

(INGÓLFSDÓTTIR et al.,1998; ESIMONE; ADIKWU, 1999).

1999 – o ácido úsnico isolado de Cladia retipora, Pseudocyphellaria glabra e P. homeophylla é ativo contra micro-organismos e vírus. Quando comparado a coleções de briófitas e plantas vasculares, os liquens produziram mais compostos bioativos e a atividade antimicrobiana destes foram mais altas quando comparadas as extrstos obtidos das plantas superiores (MAZID; HASAN; RASHID, 1999; PERRY et al., 1999).

2000 – a atividade anti-inflamatória do ácido úsnico foi testada em ratos de ambos os sexos de peso entre 100-120 g, por via oral. A atividade biológica foi comparada com a droga padrão, ibuprofen, e o resultado foi à redução significativa da inflamação em doses de 100 mg Kg de peso corpóreo (VIJAYAKUMAR et al., 2000).

2001 – o estresse oxidativo nos liquens pode ser causado por vários agentes incluindo os altos níveis de luminosidade, a poluição, principalmente por SO2 e o uso de herbicidas no solo, que

produzem radicais superóxido. O aumento do ácido úsnico na Parmotrema soredians indicou que este metabólito tem importante papel protetor do talo, podendo ser uma promissora substancia para o uso de protetor solar (CAVIGLIA et al., 2001).

A atividade antitumoral (sarcoma 180) do ácido úsnico nanoencapsulado demonstrou um aumento de 66% de inibição do tumor quando comparado ao ácido livre, também não foram observadas alterações histológicas nos rins (SANTOS et al, 2001).

2002 – os autores demonstram que o ácido úsnico é um potente inibidor da proliferação do papiloma vírus em ratos, inibindo a síntese de DNA viral e reprimindo a ação da RNA transcriptase. A droga encapsulada em vesículas de dipalmitoil-fosfatidilcolina (DPPC), cuja concentração de 10 µg mL evitou a replicação do DNA viral sem efeitos citotóxicos relevantes, pois a vitalidade celular permaneceu acima de 80% (CAMPANELLA et al., 2002).

Por ser uma molécula de grande interesse, neste mesmo ano Kristian Ingólfsdóttir, incluiu nos seus estudos uma extensa revisão do ácido úsnico e suas propriedades biológicas, desde antimicrobiana, impactos ecológicos até sua bioprodução em laboratório. A autora sugere que

a atividade anti-inflamatória e antipirética do USN pode estar ligada a inibição da síntese das prostaglandinas e seu efeito como desacoplador da cadeia fosforilativa (INGÓLFSDÓTTIR, 2002).

2003 – algumas moléculas orgânicas provenientes da vegetação acima do solo podem ter um efeito alelopático sobre a comunidade microbiana do solo. Neste contexto, a Cladina stellaris rica nos ácidos úsnico e perlatólico foi avaliada. Os resultados demonstraram que o efeito alopático é positivo, uma vez que, os micróbios presentes do solo se utilizam destes compostos, como possível fonte de carbono (STARK; HYVÄRINEN, 2003).

2004 – o extrato acetônico e o ácido úsnico de Ramalina farinacea mostraram atividade antimicrobiana contra bactérias patogênicas, tais como Proteus vulgaris, Staphylococcus

aureus e Streptococcus faecalis. Os valores das concentrações inibitórias mínimas variaram

entre 0,05 µ g/62.5 µ L a 3.1 µg/62.5 µ L (TURGAY et al., 2004).

2005 – as formas epimastigotas do Trypanosoma cruzi foram tratadas com o ácido úsnico in

vitro. A incubação das culturas com 5-30 µg mL resultaram no aumento da inibição do

crescimento destas formas dose-dependentes. As análises na ultraestrutura mostraram danos mitocondriais. A forma tripomastigota apresentou alongamento flagelar e intensa vacuolização citoplasmática. As formas amastigotas tratadas com 40 ou 80 µ g mL apresentaram também intensa vacuolização no citoplasma, mas nenhum dano significativo na célula hospedeira (DE CARVALHO et al., 2005).

Vários extratos de Usnea ghattensis mostraram boa atividade anti-oxidante prevenindo a peroxidação dos lipídios em 87% e ainda foram ativos contra Bacillus licheniformis, Bacillus

megaterium, Bacillus subtilis e Staphylococcus aureus com concentração inibitória miníma

(CIM) de 5–10 µ g/ml (BEHERA et al., 2005).

2006 – as lesões da ulcera gástrica foram significamente reduzidas com altas doses do ácido úsnico, quando comparado a droga padrão, indometacina. A atividade da superóxido dismutase (SOD) e da glutationa são aumentadas, enquanto que a atividade da glutationa peroxidase (GPx) e da peroxidação dos lipídios (LPO) são diminuídas. O efeito gastroprotetor do ácido úsnico foi atribuído a sua capacidade de reduzir os efeitos dos danos oxidativos e o

efeito inibitório na infiltração dos neutrófilos nos tecidos do estômago dos ratos (ODABASOGLU et al., 2006).

Neste mesmo ano, Saenz, Garcia e Howel demonstraram que as espécies de liquens

Ramalina canariensis, Cladonia firma, Lecanora muralis e Ramalina subfarinacea cujo teor

de ácido úsnico é alto apresentam atividade antimicrobina pronunciada, contra bactérias Gram-positivas (SAENZ, GARCIA, HOWEL, 2006).

Com o intuito de aperfeiçoar as condições para produção do ácido úsnico em cultura de células in vitro do líquen Usnea ghattensis, diferentes meios de cultura foram testados. Meios ricos em carbono e nitrogênio aumentaram o conteúdo do ácido úsnico nos reatores (BEHERA et al., 2006).

2007 – linhagens de S. aureus resistentes a vancomicina e meticilina foram submetidas a tratamento com o (+) ácido úsnico e o usnato de sódio, através do teste de difusão de discos e determinação da concentração inibitória mínima (CIM). As substâncias que foram ativas contra as cepas testadas apresentaram a CIM entre 4 e 16 µg mL, sendo superior a exibida pela ampicilina (125 µ g mL) (ELO; MATIKAINEN; PELTTARI, 2007).

Diversos extratos de plantas, incluindo extrato de Usnaea barbata foram obtidos e testados contra micro-organismos. O ácido úsnico foi o composto mais ativo especialmente contra bactérias anaeróbicas e linhagens de S. aureus resistentes a meticilina (WECKESSER et al., 2007).

2008 – o ácido úsnico tem sido modificado quanto a sua estrutura química para dar origem a novos compostos, a exemplo do ácido dibenzoilúsnico que foi testado sobre diferentes isolados clínicos e cepas multiresistentes de micro-organismos. Os halos de inibição ao redor do crescimento bacteriano demonstraram atividade biológica semelhante à gentamicina contra o Bacillus subtilis (MELGAREJO et al., 2008).

O ácido úsnico incorporado a dieta artificial demonstrou atividade inseticida contra o

Xyleborus fornicates (escaravelho), predador das plantações de chá no Sri Lanka. Nas

concentrações de 75 e 100 ppm, somente quatro fêmeas produziram progênie, provavelmente devido a atividade antifúngica do ácido úsnico contra o Monacrosporium ambrosium, que

mantém reações simbióticas com coleóptero. As galerias construídas pelos besouros se mostraram com aspecto irregular (SAHIB et al., 2008).

Os extratos da Cetraria aculeata que contém os ácidos liquesterínico e protoliquesterínico mostraram uma significante atividade antigenotóxica prevenindo a mutagenicidade em 57–69 % no sistema bacteriano e citotoxidade para células de câncer de mama com concentração inibitória entre 80 e 280 µg mL (ZEYTINOGLU et al., 2008).

2009 – o ácido úsnico é uma molécula que apresenta pouca afinidade pela água, o que pode ser um fator limitante nos mecanismos de liberação controlada de drogas, por exemplo. No entanto, pesquisas para verificar a afinidade do ácido úsnico com as ciclodextrinas, a fim de aumentar a solubilidade do ácido úsnico no meio, revelaram que os complexos formados entre o ácido úsnico e o oligossacarídeo cíclico são eficientes, mas dependem do tipo de ciclodextrina e do pH do meio (SEGURA-SANCHEZ, 2009).

2010 – a tuberculose ainda é uma doença que mata cerca de 2 milhões de pessoas no mundo. Na busca de novas alternativas terapêuticas o ácido úsnico, bem como, outras substancias liquênicas foram testadas contra o Mycobacterium tuberculosis. Os resultados foram satisfatórios para o ácido úsnico que apresentou concentração inibitória mínima (CIM) de 62.5 µg mL, 182 µM mL, quando comparado com o padrão isoniazida (HONDA et al, 2010).

Os metabólitos secundários produzidos pelos liquens absorvem o excesso de radiação ultravioleta a qual estão constantemente expostos. Os liquens expostos a ambientes mais poluídos produzem mais substâncias, a exemplo das espécies Hypocenomyce scalaris,

Cladonia furcata e Lepraria spp, cujo fotobionte produz uma substância, a fotoquelatina,

capaz de se ligar a metais pesados, tais como, o zinco e chumbo e aumentar a capacidade de fotoproteção do talo (PAWLIK-SKOWRÓNSKA; BACKOR, 2010).

Os chineses são conhecidos pelo uso dos produtos naturais como fitoterápicos, daí a importância de se avaliar os efeitos de sua propriedades medicinais, por isso, um screening com diversas amostras de liquens coletados na China foi feito para verificar a atividade antioxidante de seus compostos. Os resultados mostram-se interessantes uma vez que os extratos metanólicos dos liquens demonstraram potente atividade anti-oxidante (HENG et al., 2010).

O ácido úsnico é conhecido pela sua capacidade de reduzir a produção de Adenosina Trifosfato (ATP) nas células mitocondriais no fígado. Este efeito pode estar relacionado com a propriedade deste composto em transferir elétrons através das membranas. Utilizando-se tumores de mama e pâncreas se pode observar que estes tumores tratados com o ácido úsnico nas concentrações de 5 µg mL e 10 µ g mL por 24 h levam a redução da produção do ATP, simulam uma autofagia mas aparentemente não degradam o conteúdo autofagossomal (BESSADOTTIR et al., 2010).

Alguns dos metabólitos liquênicos presentes em Ramalina fraxinea e Parmelia sulcata

impedem o crescimento nos primeiros estágios das larvas de Cleorodes lichenaria, inseto

especializado em se alimentar de liquens, porem após 75 dias estas substâncias não têm mais nenhum efeito sobre a massa de larvas. O ácido fisódico, por sua vez, é letal para as larvas. Entretanto a maioria dos insetos metaboliza 70-95% das substancias liquenicas ingeridas, o restante é excretado nas fezes. Esta habilidade dos insetos de metabolizar as substâncias indica uma adaptação digestiva às estruturas químicas (PÖYKKO et al., 2010).

2011 – biofilmes de colágeno contendo o ácido úsnico incorporado em lipossomas foram testados em ratos com queimaduras na pele. Após 7 dias de tratamento foi observada uma moderada infiltração de neutrófilos na região afetada tratada com o USN. Após 14, a reação inflamatória foi menos intensa nos animais tratados com o USN e após 21 dias observou-se que o USN favoreceu uma rápida substituição dos colágenos tipos III e I aumentando a densidade da recolonização (NUNES et al., 2011).

Pesquisas mostram que as vias chiquimato e metileritritol fosfato estão presentes e são ativas no apicoplasto (organela semelhante aos cloroplastos dos vegetais, mas que não realiza fotossintese) do Plasmodium falciparum, ambas levam a formação da vitamina E em plantas e algas. O ácido úsnico é capaz de inibir esta biossintese e induzir a peroxidação dos lipídios em eritrócitos infectados com o parasita. O crescimento do parasita foi dose-dependente com IC50 de 24.6 µM após 48 h do tratamento, sendo detectada nesta mesma concentração a

inibição da biossíntese da vitamina E no estágio esquizonte, com diminuição na produção do α-tocoferol em 34.9% o que aumenta a peroxidação dos lipídios de membrana (SUSSMANN et al., 2011).

2012 – o ácido úsnico e a atranorina promovem a supressão e a proliferação celular dos tumores em doses equimolares. Estas substâncias induziram a perda massiva do potencial de membrana da mitocôndria, através da ativação da caspase-3 e externalização da fosfatidilserina em ambas às linhagens testadas. Por serem provenientes de grupos químicos diferentes estes compostos podem induzir a apoptose através de múltiplas rotas, como mitocôndria, receptores, sinalização celular ou hipóxia. Por outro lado, o aumento das espécies reativas de oxigênio pode ser responsáveis pelo efeito citotóxico dos metabólitos liquênicos (BAČKOROVÁ et al., 2012).

Inúmeras perspectivas em vários campos de pesquisas continuam sendo abordados, e o ácido úsnico continua sendo, sem dúvida, a substância liquênica mais estudada, sendo considerado por alguns autores como a de maior potencial para as diversas atividades biológicas.