Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Toxoplasmosis is an important zoonotic disease due to ability of its causal agent, Toxoplasma gondii, to infect large number of vertebrates and to be associated with congenital infection or opportunistic disease in immunosuppressed patients. As the traditional treatment has shown adverse effects, low-toxicity compounds including artemisinin and its derivatives have been researched, as well Artemisina annua tea infusion. The use of silicon in the soil of A. annua crops and its role on artemisinin content has not been studied yet. This study aimed to investigate the effects of silicon on A. annua plant physiology and the role of the tea infusion obtained from these plants in the control of T. gondii infection in cell culture. The experimental design was a completely randomized design (CRD), in which A. annua was planted in the soil with five different doses of calcium/magnesium silicate (0, 200, 400, 800 and 1600 kg ha-1) and five replications, and maintained in a greenhouse. Analysis of foliar macronutrients showed a significant increase only for nitrogen, in the presence of the highest dose of silicate in the soil. The foliar micronutrient and Si concentrations as well the plant height were not significantly changed with any silicate doses in the soil. The use of 400 kg ha-1 of silicate induced the highest total glandular trichome area that was also associated with the intact glandular trichomes, as observed by scanning electron microscopy, and with the highest artemisinin content in plant leaves and tea infusion, as determined by thin layer chromatography (TLC) and high performance liquid chromatography (HPLC), respectively. HeLa cell treatments along with or after T. gondii infection, with infusion of A. annua grown in the soil without or with silicate (400 kg ha-1), induced a decrease of parasite proliferation in a dose-dependent manner, as also seen for cell treatment with pure artemisinin. In conclusion, the use of silicon had positive effect on the glandular trichome areas and artemisinin contents, but this outcome was not associated with a better efficacy of A. annua tea infusion on T. gondii replication. These findings suggest that other components rather than artemisinin could be contributing to this effect, such as flavonoids present in its leaves, which may act in synergism with the artemisinin and improve its efficacy. / A toxoplasmose é uma zoonose importante devido à capacidade de seu agente causal, Toxoplasma gondii, de infectar um grande número de vertebrados e ser associada com infecção congênita ou doença oportunista em pacientes imunocomprometidos. O tratamento tradicional mostra efeitos adversos levando à pesquisa de compostos de baixa toxicidade como a artemisinina, seus derivados e a infusão da planta Artemisia annua. A utilização de silício no solo de culturas de A. annua e seu papel no conteúdo de artemisinina ainda não foram estudados. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos do silício sobre a fisiologia da planta A. annua e o papel da infusão destas plantas sobre o controle da infecção de T. gondii em cultura celular. Foi utilizado o delineamento inteiramente ao acaso (DIC), no qual A. annua foi plantada em solo com aplicação de cinco diferentes dosagens de silicato de cálcio/magnésio (0, 200, 400, 800 e 1600 kg ha-1), em cinco repetições e mantida em casa de vegetação. A análise de macronutrientes foliares mostrou um aumento significativo apenas para o nitrogênio, na presença da maior dosagem de silicato no solo. As quantidades de micronutrientes e silício foliares bem como a altura da planta não foram significativamente alteradas em quaisquer dosagens de silicato no solo. A aplicação de 400 kg ha-1 de silicato induziu a maior área de tricomas glandulares totais que foi associada com os tricomas glandulares intactos, como observado por microscopia eletrônica de varredura, e com o mais alto conteúdo de artemisinina nas folhas e na infusão da planta, como determinado por cromatografia em camada fina (TLC) e cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), respectivamente. Os tratamentos de células HeLa, simultaneamente ou após a infecção por T. gondii, com infusão de A. annua cultivada sem ou com silicato (400 kg ha-1) aplicado ao solo, induziram decréscimo dependente da dose na proliferação parasitária, como também verificado para o tratamento das células com artemisinina pura. Em conclusão, o uso de silício teve efeito positivo sobre as áreas de tricomas glandulares e seu conteúdo de artemisinina, mas este resultado não foi associado com melhor eficácia da infusão de A. annua sobre a replicação intracelular de T. gondii. Estes resultados sugerem que outros componentes além da artemisinina poderiam contribuir para este efeito, como os flavonóides presentes nas folhas de A. annua que podem atuar em sinergismo com a artemisinina e melhorar a sua eficácia. / Doutor em Imunologia e Parasitologia Aplicadas

Na busca por espécies vegetais com atividade antileishmania, selecionaram-se, para o estudo, duas espécies bem conhecidas da família Asteraceae: Artemisia annua L. e Bidens pilosa L. Ambas são reconhecidamente utilizadas na medicina popular, como antiprotozoárias. Apesar de terem sido amplamente estudadas em diversos aspectos, alguns permaneceram inexplorados, até o momento, e foram abordados, neste trabalho. As duas espécies foram analisadas quanto aos aspectos químico e biológico de extratos (hidroetanólico e infuso) e frações orgânicas selecionados, em função da atividade antileishmania in vitro, frente às formas promastigotas de Leishmania amazonensis. Os extratos foram obtidos a partir de órgãos vegetais, em estados de conservação diferentes (in natura, droga) e coletados em fenofases distintas. Extratos e frações orgânicas das espécies estudadas mostraram promissora atividade antileishmania in vitro e baixo nível de citotoxicidade in vitro em células epiteliais humanas (HEP-2). No estudo químico dos extratos e frações bioativos, realizaram-se análises qualitativas e/ou quantitativas de terpenos, flavonóides e de marcadores específicos (artemisinina, quercetina e rutina), avaliando-se a variação da composição dos mesmos, nas diferentes fenofases consideradas. Discutiram-se as possíveis relações existentes entre a composição química e a atividade biológica verificada. Aspectos inéditos do estudo morfoanatômico de partes aéreas de A. annua foram descritos. / Plants are potential sources of new antileishmanial drugs. Two well-known antiprotozoal species were selected, from the Asteraceae family, for this study: Artemisia annua L and Bidens pilosa L. Despite the traditional and scientific accumulated knowledge, some aspects were not investigated before and were the subject of this work. Several extracts (infusions and ethanol 96 °GL) and selected fractions from both species were evaluated according to the different parameters, such as: plant organs and/or parts, growth stages and drying state of starting materials (fresh, drug). Fractions were selected among those more active against promastigotes of Leishmania amazonensis. Ethanol extracts and their fractions showed a high level of in vitro antileishmanial activity and a low cytotoxicity on epithelial human cells (HEP-2). Qualitative and/or quantitative analysis of extracts and fractions were performed for terpenes, flavonoids and selected markers (artemisinin, quercetin and rutin) in order to characterize them and evaluate variations during the different growth stages. Correlations of the chemical composition and the biological activity were discussed. The main anatomical characters of the aerial parts of A. annua were described for the first time and illustrated by photomicrographs.

Na busca por espécies vegetais com atividade antileishmania, selecionaram-se, para o estudo, duas espécies bem conhecidas da família Asteraceae: Artemisia annua L. e Bidens pilosa L. Ambas são reconhecidamente utilizadas na medicina popular, como antiprotozoárias. Apesar de terem sido amplamente estudadas em diversos aspectos, alguns permaneceram inexplorados, até o momento, e foram abordados, neste trabalho. As duas espécies foram analisadas quanto aos aspectos químico e biológico de extratos (hidroetanólico e infuso) e frações orgânicas selecionados, em função da atividade antileishmania in vitro, frente às formas promastigotas de Leishmania amazonensis. Os extratos foram obtidos a partir de órgãos vegetais, em estados de conservação diferentes (in natura, droga) e coletados em fenofases distintas. Extratos e frações orgânicas das espécies estudadas mostraram promissora atividade antileishmania in vitro e baixo nível de citotoxicidade in vitro em células epiteliais humanas (HEP-2). No estudo químico dos extratos e frações bioativos, realizaram-se análises qualitativas e/ou quantitativas de terpenos, flavonóides e de marcadores específicos (artemisinina, quercetina e rutina), avaliando-se a variação da composição dos mesmos, nas diferentes fenofases consideradas. Discutiram-se as possíveis relações existentes entre a composição química e a atividade biológica verificada. Aspectos inéditos do estudo morfoanatômico de partes aéreas de A. annua foram descritos. / Plants are potential sources of new antileishmanial drugs. Two well-known antiprotozoal species were selected, from the Asteraceae family, for this study: Artemisia annua L and Bidens pilosa L. Despite the traditional and scientific accumulated knowledge, some aspects were not investigated before and were the subject of this work. Several extracts (infusions and ethanol 96 °GL) and selected fractions from both species were evaluated according to the different parameters, such as: plant organs and/or parts, growth stages and drying state of starting materials (fresh, drug). Fractions were selected among those more active against promastigotes of Leishmania amazonensis. Ethanol extracts and their fractions showed a high level of in vitro antileishmanial activity and a low cytotoxicity on epithelial human cells (HEP-2). Qualitative and/or quantitative analysis of extracts and fractions were performed for terpenes, flavonoids and selected markers (artemisinin, quercetin and rutin) in order to characterize them and evaluate variations during the different growth stages. Correlations of the chemical composition and the biological activity were discussed. The main anatomical characters of the aerial parts of A. annua were described for the first time and illustrated by photomicrographs.

(1) Background: Members of the TRPC3/TRPC6/TRPC7 subfamily of canonical transient receptor potential (TRP) channels share an amino acid similarity of more than 80% and can form heteromeric channel complexes. They are directly gated by diacylglycerols in a protein kinase C-independent manner. To assess TRPC3 channel functions without concomitant protein kinase C activation, direct activators are highly desirable. (2) Methods: By screening 2000 bioactive compounds in a Ca2+ influx assay, we identified artemisinin as a TRPC3 activator. Validation and characterization of the hit was performed by applying fluorometric Ca2+ influx assays and electrophysiological patch-clamp experiments in heterologously or endogenously TRPC3-expressing cells. (3) Results: Artemisinin elicited Ca2+ entry through TRPC3 or heteromeric TRPC3:TRPC6 channels, but did not or only weakly activated TRPC6 and TRPC7. Electrophysiological recordings confirmed the reversible and repeatable TRPC3 activation by artemisinin that was inhibited by established TRPC3 channel blockers. Rectification properties and reversal potentials were similar to those observed after stimulation with a diacylglycerol mimic, indicating that artemisinin induces a similar active state as the physiological activator. In rat pheochromocytoma PC12 cells that endogenously express TRPC3, artemisinin induced a Ca2+ influx and TRPC3-like currents. (4) Conclusions: Our findings identify artemisinin as a new biologically active entity to activate recombinant or native TRPC3-bearing channel complexes in a membrane-confined fashion.