Etude de l'activité anti-tumorale des composés phénylspirodriane chez Stachybotrys sp. CPCC401591, un champignon appartenant au genre de la moisissure de l'épi de raisin
Stachybotrys, un champignon appartenant à la famille des Stachybotryaceae, est une espèce saprophyte ou faiblement parasitaire largement présente dans le sol, les plantes et les environnements intérieurs humides. Les métabolites secondaires produits par ce genre de champignons présentent une grande variété de types structurels, notamment des trichothécènes, des diterpènes, des phénylspiradriane (PSM), des polycétones, des anthraquinones, des peptides cycliques et des alachalasines. Ces composés ont des activités biologiques significatives dans les domaines antitumoraux, antibactériens, antipaludéens, antiviraux, de l'inhibition de l'estérase du cholestérol et de l'anti-inflammation. Ces dernières années, de nouvelles molécules actives dérivées du genre Botrytis ont été continuellement isolées et rapportées. Li et al. ont isolé et identifié des monotrichothécènes de S. chartarum WGC-25C-6 isolés à partir d'éponges. Parmi eux, des composés tels que la mytoxine A et la satrotoxine G présentent une activité antitumorale significative contre HCT-116, HepG2, BGC-823 et d'autres lignées cellulaires, avec des IC50<0,01 μ mol/L. Yang et al. ont identifié six composés diterpénoïdes provenant du champignon J403-SS6, un champignon de raisin à papier d'origine marine. L'atranone Q a montré des effets inhibiteurs significatifs sur les bactéries pathogènes, y compris Candida albicans et Enterococcus faecalis, avec des valeurs MIC de 8 et 16 μ g/mL, respectivement.

La famille des composés PSM est vaste et, depuis 1980, Miyazaki et al. étudient la moisissure de l'épi de raisin S K-76, un inhibiteur du complément, a été isolé à partir de complementi, et près de 120 molécules de composés de la classe PSM ont été identifiées et isolées. Ma et al. de S Onze composés monomères de la classe PSM ont été isolés à partir de chartarum MXH-X73. Des études ont montré que la botrine stacky D peut inhiber le VIH-1 de type sauvage et le VIH tolérant aux inhibiteurs non nucléosidiques de la transcriptase inverse (INNTI) (tel que le VIH-1 RT-K103N), avec des valeurs EC50 allant de 6,2 à 23,8 μ mol/L. Liu et al. de S Onze molécules dimères de la classe PSM (bistachibotyrosines L~V) ont été isolées à partir de Chartarum CGMCC 3.5365. Parmi elles, le composé bistachibotyrosine L a présenté une activité antitumorale significative contre HepG2, HCT-116, NCI-H460 et d'autres lignées cellulaires, avec des valeurs IC50 allant de 1,8 à 3,5 μ mol/L.
Cette étude a sélectionné le champignon endophyte Stachybotrys sp. CPCC 401591 pour une recherche approfondie. En combinant la technologie OSMAC, l'analyse du réseau moléculaire LC-MS/MS et les caractéristiques d'absorption UV des composés PSM, la séparation de phase de l'acétate d'éthyle et la purification des produits de fermentation solide du riz provenant de la souche CPCC 401591 ont été étudiées. Parallèlement, en combinaison avec des modèles de criblage de cellules tumorales telles que la lignée cellulaire du cancer du foie humain HepG2, nous visons à extraire et à isoler des molécules actives anti-tumorales à partir de cette souche. La recherche a montré que le champignon de l'épi de raisin CPCC 401591 peut produire des composés PSM et qu'il s'agit d'une bactérie ressource qui mérite d'être étudiée plus en détail.

Cette étude a utilisé la technologie OSMAC et la stratégie d'analyse du réseau moléculaire LC-MS/MS, combinées à diverses méthodes chromatographiques et spectroscopiques modernes, pour isoler 8 composés PSM du champignon de l'épi de raisin Stachybotrys sp. CPCC 401591. Ces dernières années, l'exploration et l'analyse des données génomiques des champignons filamenteux ont permis de découvrir que la plupart des champignons contiennent généralement 40 à 60 groupes de gènes biosynthétiques (BGC) liés à la biosynthèse des produits naturels. Toutefois, les métabolites actuellement isolés et identifiés ne représentent encore que la "partie émergée de l'iceberg". La plupart des BGC du génome des champignons filamenteux sont silencieux ou cachés, et la "matière noire" éventuellement codée n'a pas encore été identifiée. La technologie OS-MAC ne vise pas l'activation de groupes de gènes silencieux spécifiques, mais plutôt la modification systématique de paramètres de culture facilement exploitables (notamment la composition du milieu, la valeur du pH et la température de culture) afin d'obtenir des molécules bioactives structurellement nouvelles. Cela fait de la technologie OSMAC une méthode de recherche peu coûteuse, efficace, polyvalente et relativement simple pour activer le métabolisme secondaire microbien. Cette étude se concentre sur la souche CPCC 401591 et utilise la stratégie OSMAC pour étudier les effets des milieux de fermentation PDB, BY, F2 et riz sur les métabolites secondaires fongiques. Sur la base de l'abondance et du rendement des métabolites secondaires dans la souche, le milieu de culture du riz a été déterminé comme étant le milieu de fermentation optimal, ce qui indique que la technologie OSMAC améliore de manière significative l'efficacité de l'extraction des métabolites secondaires dans cette souche. Parallèlement, cette étude a appliqué la stratégie d'analyse du réseau moléculaire GNPS pour analyser la phase d'acétate d'éthyle de l'extrait de fermentation de la souche CPCC 401591. Les données de spectrométrie de masse secondaire de l'analyte ont été comparées aux données de spectrométrie de masse des composés dans la base de données afin d'identifier rapidement les catégories de composés contenus dans l'échantillon d'analyte et d'aider à la découverte efficace de molécules bioactives.

Les composés PSM ne sont actuellement isolés qu'à partir de champignons des genres Botrytis et Umeda, ce qui en fait des molécules caractéristiques de ces deux types de champignons. Le composé stackybotrin D présente une activité anti-VIH significative, avec des valeurs EC50 allant de 6,2 à 23,8 μ M contre le VIH-1 wt, le VIH-1 RT-K103N et d'autres souches mutantes. Jia et al. ont constaté que les valeurs IC50 de la bistachybotrysine K sur les lignées cellulaires tumorales telles que HCT116 et NCI-H460 allaient de 1,1 à 4,7 μ M. Cette étude a examiné les métabolites secondaires de la souche Stachybotrys sp. CPCC 401591. En combinant l'absorption UV caractéristique des composés (230, 285, 330nm) et en utilisant diverses techniques chromatographiques et spectroscopiques modernes, les structures de huit composés PSM ont été isolées et déterminées. L'analyse GNPS a révélé que l'extrait de fermentation de la souche contenait encore de multiples monomères et des molécules de composés dimères de la classe PSM, mais que les composés monomères ne pouvaient pas être obtenus en raison de leur faible teneur. Il est donc possible de trouver davantage de molécules PSM en augmentant encore le rendement de la fermentation, en optimisant les conditions de fermentation et en combinant la technologie HPLC-UV-MS. À l'heure actuelle, nous avons achevé le séquençage du génome entier de la souche Stachybotrys sp. CPCC 401591 et localisé deux groupes de gènes biosynthétiques possibles psd1 et psd2 de composés PSM par le biais de méthodes d'exploration du génome. Les deux groupes de gènes contiennent des gènes codant pour la polykétide synthase et la sesquiterpène synthase, tandis que ce groupe de gènes code pour d'abondantes enzymes de post-modification (y compris l'oxydase P450s, la déshydrogénase à chaîne courte, et l'acétyltransférase, etc.) ). Cela jette les bases de nos futures recherches sur l'utilisation de stratégies d'élimination de gènes pour élucider les voies de biosynthèse des composés PSM et identifier les fonctions des enzymes biologiques clés. Par conséquent, cette étude indique que le champignon de l'épi de raisin Stachybotrys sp. CPCC 401591 peut produire des composés PSM, enrichissant ainsi la diversité structurelle de ses métabolites secondaires. Il s'agit d'une bactérie ressource importante qui mérite des recherches plus approfondies.