Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito de frações (em hexano, diclorometano, acetato de etila e hidroalcoólica) de extratos etanólicos de Trichilia pallida Swartz, Trichilia pallens C.DC. e Toona ciliata M. Roemer sobre Spodoptera frugiperda (J. E. Smith), e isolar, identificar e avaliar o efeito dos compostos dessas três meliáceas sobre o desenvolvimento e o metabolismo do inseto, com ênfase para o limonoide cedrelona. As frações causaram baixa mortalidade, mas houve grande redução de peso das lagartas com as frações em diclorometano de folhas e de ramos de T. pallida, de ramos de T. pallens e de folhas e de frutos de T. ciliata, além de maior duração da fase larval, redução do peso de pupas e alteração dos índices nutricionais, sendo a fração de ramos de T. pallida a de maior efeito tóxico e com fagodeterrência secundária, e a fração de folhas de T. ciliata sem efeito tóxico, mas apresentando fagodeterrência possivelmente primária. A partir da fração em diclorometano de frutos de T. ciliata obteve-se um triglicerídeo; da fração em acetato de etila de ramos de T. ciliata obteve-se o flavonoide (+/-)-catequina; da fração em hexano de folhas de T. pallida obteve-se o triterpeno damaradienol e da fração em diclorometano de ramos de T. pallens obteve-se a cumarina escopoletina. O triglicerídeo e a escopoletina causaram pequena mortalidade e redução de peso das lagartas por ingestão, enquanto a catequina causou apenas redução de peso. Por contato, a escopoletina também afetou a sobrevivência. O limonoide cedrelona, isolado do extrato bruto em hexano de caules de T. ciliata, apresentou o maior efeito, tanto por ingestão quanto por contato. Por ingestão, os valores estimados de CL50, CL90 e CE50 para a cedrelona aplicada sobre a dieta foram 365,33, 659,62 e 95,02 ppm, respectivamente, e após incorporação na dieta, os valores foram 119,05, 491,14 e 45,13 ppm, respectivamente. A cedrelona causou fagodeterrência em teste com chance de escolha e redução no consumo foliar no teste sem chance de escolha. A ingestão de cedrelona causou menor peso de lagartas e de pupas, aumento da duração da fase larval e da mortalidade de modo dose dependente, com efeitos subletais observados a partir de 24 ppm. Lagartas de quarto ínstar que ingeriram dieta contendo cedrelona a 300 ppm tiveram redução na eficiência de conversão do alimento ingerido (ECI) e digerido (ECD) e na taxa de crescimento relativo (RGR), enquanto o custo metabólico (MC), a taxa metabólica relativa (RMR) e a digestibilidade aproximada (AD) aumentaram, e a taxa de consumo relativo (RCR) não foi alterada, indicando efeitos tóxicos pós-ingestão e efeito fagodeterrente secundário, com a maior parte do alimento assimilado sendo utilizada no metabolismo. A atividade de proteases no mesêntero das lagartas que ingeriram dieta contendo cedrelona foi reduzida, assim como a quantidade de grupos heme, relacionados às monoxigenases do citocromo P450, enquanto a atividade de glutationa-S-transferases não foi alterada. A atividade de acetilcolinesterase no extrato enzimático de lagartas inteiras aumentou. A bioatividade da cedrelona e os possíveis modos de ação são discutidos. / This work was carried out to evaluate the effect of fractions (in hexane, dichloromethane, ethyl acetate and hydroalcoholic) of ethanolic extracts of Trichilia pallida Swartz, Trichilia pallens C.DC. and Toona ciliata M. Roemer to Spodoptera frugiperda (J.E. Smith ), and to isolate, identify and evaluate the effect of the compounds from the three Meliaceae on the larvae development and metabolism, with emphasis on the cedrelone limonoid. The fractions caused low mortality, but there was a great reduction in weight of larvae with dichloromethane leaves and stems fractions of T. pallida, stems of T. pallens and leaves and fruits of T. ciliata, in addition to longer duration of the larval stage, pupae weight reduction and changes on nutritional indices. The fraction of T. pallida stems caused the highest toxic effects and secondary phagodeterence, and the fraction of T. ciliata leaves showed probably primary phagodeterrence, but no toxic effect. From the dichloromethane fraction of T. ciliata fruits was obtained a triglyceride (unidentified), from the ethyl acetate fraction of T. ciliata stems was obtained the flavonoid (+/-)-catechin, from the hexane fraction of T. pallida leaves was obtained the triterpene dammaradienol and from the dichloromethane fraction of T. pallens stems was obtained the coumarin scopoletin. Scopoletin and triglyceride caused low mortality and larval weight reduction after ingestion, catechin caused only larval weight reduction. Scopoletin either affect survival by contact. The limonoid cedrelone, isolated from the crude hexane extract of stems of T. ciliata, was the most effective compound, either by ingestion or by contact. After ingestion, the estimated LC50, LC90 and EC50 values for cedrelone applied onto the diet were 365.33, 659.62 and 95,02 ppm, respectively, and after diet incorporation, the values were119.05, 491.14 and 45.13 ppm, respectively. Cedrelone caused feeding deterrence on choice test and reduced leaf consumption in the no-choice test. Cedrelone intake caused low weight gain by larvae and pupae, increased mortality and duration of larval stage in a dose-dependent manner, with sublethal effects observed at 24 ppm. Fourth instar larvae that ingested diet containing 300 ppm cedrelone showed reduced efficiency conversion of ingested (ECI) and digested food (ECD), reduced relative growth rate (RGR), increased metabolic cost (MC), relative metabolic rate (RMR) and approximatte digestibility (AD), but no change in relative consumption rate (RCR), suggesting toxic effects post ingestion and secondary phagodeterrence, in which most of the assimilated food was used in metabolism. The protease activity in the midgut of the larvae that ingested diet containing 300 ppm of cedrelone was reduced, as well the amount of heme groups related to cytochrome P450 monoxygenases in the midgut, but there was no change in the glutathione S-transferases activity. , There was an increase of acetylcholinesterase activity in the larvae bodies. Cedrelone bioactivity and the possible modes of action are discussed.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Retido.pdf: 19733 bytes, checksum: 6aad255badc436a06364517de2344ab6 (MD5) Previous issue date: 2014-10-23 / Universidade Federal de Sao Carlos / Spodoptera frugiperda is a major pest of maize and its damage may lead to reduction of agricultural production. The use of synthetic insecticides has been the primary method of pest control, but their indiscriminate use has has altered the selection of populations, as well as damage to human health and environment.Thus, the study of insecticidal plants as a promising tool to control of pest insects have been stimulated. Good results were obtained previously with extracts of T. pallida, T. pallens and To. ciliata on larvae of S. frugiperda, but there are no studies related to metabolization by the insect of natural substances derived from these species. Therefore the goals of this study were to isolate and identify secondary metabolites of T. pallida, T. pallens and To. ciliata to assay them, and to understand how these compounds are metabolized by caterpillars at different larval stages. The phytochemical study provided isolation and identification of steroids sitosterol, stigmasterol and campesterol, triterpenes dammaradienol and 30-normetilenocicloartan- 3β-ol, limonoids cedrelone and 23-hidrooxicedrelone, coumarins siderin, scopoletin and 4-methoxy-5- methylcoumarin, flavonoids catechin, epicatechin and gallocatechin, indole-3-carbaldehyde, protocatechuic acid, inosil 5'- nucleoside and a purine adenine. Insecticides tests of ingestion against S. frugiperda were performed with crude extracts, fractions and pure substances. The best results were obtained from two species of Trichilia, where the branches fraction of T. pallens led to 100% larval mortality. Chemical studies of the metabolism of the insect was developed with the limonoid cedrelone, which was highly active. Thus, in order to understand how insects metabolize this active principle, some strategies were used to detect cedrelone in S. frugiperda larvae feeded with artificial diet containing this limonoid. The study of 1st instar larvae by Nuclear Magnetic Resonance (600 MHz) identified cedrelone intact in these extracts. The analysis of the extracts of the faeces of the fifth instar S. frugiperda feeded at 5 and 24 hours with diet enriched in cedrelone by Mass Spectrometry (LTQ-Orbitrap Velos), demonstrated that the metabolization pathway of cedrelone takes a longer time to be activated, because in 5 hours the limonoid was almost totally excreted intact in the faeces. In 24 hours, the insect metabolized a high amount of cedrelone, the metabolic products were released in faeces and a small amount of intact cedrelone, observing values below 500 ng when it was quantified. In metabolic activity assays of the insect, we observed an increase in relative metabolic rate and metabolic cost after ingestion of the active ingredient, which may be related to the attempted detoxification of the compound by the insect. The study of the microbiota associated with S. frugiperda by MALDITOF/ MS enabled the secure identification of micro-organisms isolated from treatments cedrelone and control at genus Enterococcus, and the specie E. mundtii was identified for all treatments. These micro-organisms seems to be associated with metabolism of cedrelone by the insect. Furthermore in this work it were carried out tests of inhibition of acetylcholinesterase enzyme in screening mode searching for potential candidates for natural insecticides, with the best results observed for cedrelone. / Spodoptera frugiperda (Lepidoptera:Noctuidae) é uma das principais pragas da cultura do milho podendo seu dano levar à redução na produção agrícola. A utilização de inseticidas sintéticos tem sido o principal método de controle para o inseto, porém, seu uso indiscriminado tem alterado a seleção de populações, além dos prejuízos à saúde humana e ao meio ambiente. Desta forma, o estudo de plantas inseticidas como ferramenta promissora no controle de insetos pragas vem sendo estimulado. Bons resultados foram conseguidos anteriormente com extratos de T. pallens, T. pallida e To. ciliata sobre as larvas de S. frugiperda, porém não há estudos relacionados à metabolização pelo inseto das substâncias naturais provenientes destas espécies. Assim, os objetivos deste trabalho foram: isolar e identificar metabólitos secundários de T. pallida, T. pallens e To. ciliata para ensaiá-los e simultaneamente entender como são metabolizados pelas lagartas em diferentes estádios larvais. O estudo fitoquímico proporcionou o isolamento e identificação de esteroides sitosterol, estigmasterol e campesterol, os triterpenos damaradienol e 30-nor-metilenocicloartan-3β-ol, limonoides cedrelona e 23-hidrooxicedrelonelídeo, cumarinas siderina, escopoletina e 4-metóxi-5-metilcumarina, flavonoides catequina, epicatequina e galocatequina, 3- indol-carbaldeído, ácido protocatecuico, um nucleosídeo 5'-inosil e uma purina adenina. Os ensaios inseticidas por ingestão frente à S. frugiperda foram realizados com os extratos brutos, frações e substâncias puras e os melhores resultados foram provenientes das duas espécies de Trichilia, onde a fração dos ramos de T. pallens levou a 100% de mortalidade larval. O estudo químico da metabolização do inseto foi desenvolvido com o limonoide cedrelona, o qual se mostrou altamente ativo e promissor. Com isso, no intuito de buscar entender como o inseto metaboliza este princípio ativo algumas estratégias foram utilizadas para detectar cedrelona em larvas de S. frugiperda alimentadas com dieta artificial contendo este limonoide. O estudo das lagartas de 1º instar via Ressonância Magnética Nuclear (600 MHz) permitiu detectar cedrelona intacta nos extratos. As análises dos extratos das fezes de S. frugiperda no quinto instar alimentadas por 5 e 24 horas com dieta enriquecida em cedrelona via Espectometria de Massas (LTQ-Orbitrap Velos), demonstraram que a via de metabolização da cedrelona leva um tempo maior para ser ativada, pois em 5 horas o limonoide foi excretado praticamente todo intacto nas fezes. Em 24 horas, o inseto metabolizou grande parte da cedrelona, sendo liberados nas fezes os produtos do metabolismo e uma pequena quantidade de cedrelona intacta, verificando valores abaixo de 500 ng quando foram quantificados. Na análise da atividade metabólica do inseto, observou-se aumento na taxa metabólica relativa e do custo metabólico após a ingestão do princípio ativo, o qual pode estar relacionado à tentativa de detoxificação do composto pelo inseto. O estudo da microbiota associada à S. frugiperda via MALDI-TOF/MS possibilitou a identificação segura dos micro-organismos isolados dos tratamentos com cedrelona e controle em nível de gênero Enterococcus, sendo a espécie E. mundtii identificada para todos os tratamentos. Esses micro-organismos podem estar associados na metabolização de cedrelona pelo inseto. Ainda neste trabalho foram realizados testes de inibição da enzima acetilcolinesterase na forma de screening para possíveis candidatos a inseticidas naturais, sendo o melhor resultado observado para a cedrelona.

Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito de frações (em hexano, diclorometano, acetato de etila e hidroalcoólica) de extratos etanólicos de Trichilia pallida Swartz, Trichilia pallens C.DC. e Toona ciliata M. Roemer sobre Spodoptera frugiperda (J. E. Smith), e isolar, identificar e avaliar o efeito dos compostos dessas três meliáceas sobre o desenvolvimento e o metabolismo do inseto, com ênfase para o limonoide cedrelona. As frações causaram baixa mortalidade, mas houve grande redução de peso das lagartas com as frações em diclorometano de folhas e de ramos de T. pallida, de ramos de T. pallens e de folhas e de frutos de T. ciliata, além de maior duração da fase larval, redução do peso de pupas e alteração dos índices nutricionais, sendo a fração de ramos de T. pallida a de maior efeito tóxico e com fagodeterrência secundária, e a fração de folhas de T. ciliata sem efeito tóxico, mas apresentando fagodeterrência possivelmente primária. A partir da fração em diclorometano de frutos de T. ciliata obteve-se um triglicerídeo; da fração em acetato de etila de ramos de T. ciliata obteve-se o flavonoide (+/-)-catequina; da fração em hexano de folhas de T. pallida obteve-se o triterpeno damaradienol e da fração em diclorometano de ramos de T. pallens obteve-se a cumarina escopoletina. O triglicerídeo e a escopoletina causaram pequena mortalidade e redução de peso das lagartas por ingestão, enquanto a catequina causou apenas redução de peso. Por contato, a escopoletina também afetou a sobrevivência. O limonoide cedrelona, isolado do extrato bruto em hexano de caules de T. ciliata, apresentou o maior efeito, tanto por ingestão quanto por contato. Por ingestão, os valores estimados de CL50, CL90 e CE50 para a cedrelona aplicada sobre a dieta foram 365,33, 659,62 e 95,02 ppm, respectivamente, e após incorporação na dieta, os valores foram 119,05, 491,14 e 45,13 ppm, respectivamente. A cedrelona causou fagodeterrência em teste com chance de escolha e redução no consumo foliar no teste sem chance de escolha. A ingestão de cedrelona causou menor peso de lagartas e de pupas, aumento da duração da fase larval e da mortalidade de modo dose dependente, com efeitos subletais observados a partir de 24 ppm. Lagartas de quarto ínstar que ingeriram dieta contendo cedrelona a 300 ppm tiveram redução na eficiência de conversão do alimento ingerido (ECI) e digerido (ECD) e na taxa de crescimento relativo (RGR), enquanto o custo metabólico (MC), a taxa metabólica relativa (RMR) e a digestibilidade aproximada (AD) aumentaram, e a taxa de consumo relativo (RCR) não foi alterada, indicando efeitos tóxicos pós-ingestão e efeito fagodeterrente secundário, com a maior parte do alimento assimilado sendo utilizada no metabolismo. A atividade de proteases no mesêntero das lagartas que ingeriram dieta contendo cedrelona foi reduzida, assim como a quantidade de grupos heme, relacionados às monoxigenases do citocromo P450, enquanto a atividade de glutationa-S-transferases não foi alterada. A atividade de acetilcolinesterase no extrato enzimático de lagartas inteiras aumentou. A bioatividade da cedrelona e os possíveis modos de ação são discutidos. / This work was carried out to evaluate the effect of fractions (in hexane, dichloromethane, ethyl acetate and hydroalcoholic) of ethanolic extracts of Trichilia pallida Swartz, Trichilia pallens C.DC. and Toona ciliata M. Roemer to Spodoptera frugiperda (J.E. Smith ), and to isolate, identify and evaluate the effect of the compounds from the three Meliaceae on the larvae development and metabolism, with emphasis on the cedrelone limonoid. The fractions caused low mortality, but there was a great reduction in weight of larvae with dichloromethane leaves and stems fractions of T. pallida, stems of T. pallens and leaves and fruits of T. ciliata, in addition to longer duration of the larval stage, pupae weight reduction and changes on nutritional indices. The fraction of T. pallida stems caused the highest toxic effects and secondary phagodeterence, and the fraction of T. ciliata leaves showed probably primary phagodeterrence, but no toxic effect. From the dichloromethane fraction of T. ciliata fruits was obtained a triglyceride (unidentified), from the ethyl acetate fraction of T. ciliata stems was obtained the flavonoid (+/-)-catechin, from the hexane fraction of T. pallida leaves was obtained the triterpene dammaradienol and from the dichloromethane fraction of T. pallens stems was obtained the coumarin scopoletin. Scopoletin and triglyceride caused low mortality and larval weight reduction after ingestion, catechin caused only larval weight reduction. Scopoletin either affect survival by contact. The limonoid cedrelone, isolated from the crude hexane extract of stems of T. ciliata, was the most effective compound, either by ingestion or by contact. After ingestion, the estimated LC50, LC90 and EC50 values for cedrelone applied onto the diet were 365.33, 659.62 and 95,02 ppm, respectively, and after diet incorporation, the values were119.05, 491.14 and 45.13 ppm, respectively. Cedrelone caused feeding deterrence on choice test and reduced leaf consumption in the no-choice test. Cedrelone intake caused low weight gain by larvae and pupae, increased mortality and duration of larval stage in a dose-dependent manner, with sublethal effects observed at 24 ppm. Fourth instar larvae that ingested diet containing 300 ppm cedrelone showed reduced efficiency conversion of ingested (ECI) and digested food (ECD), reduced relative growth rate (RGR), increased metabolic cost (MC), relative metabolic rate (RMR) and approximatte digestibility (AD), but no change in relative consumption rate (RCR), suggesting toxic effects post ingestion and secondary phagodeterrence, in which most of the assimilated food was used in metabolism. The protease activity in the midgut of the larvae that ingested diet containing 300 ppm of cedrelone was reduced, as well the amount of heme groups related to cytochrome P450 monoxygenases in the midgut, but there was no change in the glutathione S-transferases activity. , There was an increase of acetylcholinesterase activity in the larvae bodies. Cedrelone bioactivity and the possible modes of action are discussed.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:23:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6668.pdf: 2073017 bytes, checksum: 8ec4f9ade1f9ee1c27b9d53f7a52d371 (MD5) Previous issue date: 2015-03-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / Cancer is among the leading causes of death in the world and breast cancer is the type of cancer that affects more women. The treatment of this disorder requires a careful selection of one or more methods of intervention. The majority of drugs currently used in chemotherapy causes DNA damage in tumor cells and also in normal cells, therefore the development of new chemotherapeutic agents is challenging, since these chemotherapeutic agents should be able to kill or inhibit the growth only of tumor cells. From ancient times until today plants and their products have been used for the treatment of diseases, thus the natural compounds may provide new opportunities for the development of cancer drugs. Cedrelone is an isolated limonoid from methanol extract of Trichilia catigua aryl, a native Brazilian plant that grows abundantly in various regions of the country and is popularly known as "cedrinho", "catuaba" or "catiguá". Studies have shown that cedrelone has insecticidal and antifungal activity and previous studies performed by our research group have demonstrated that cedrelone is able to inhibit proliferation, colony formation, cell adhesion, migration, invasion and moreover, to induce apoptosis in triple negative breast cancer cells from the line MDAMB- 231. Therefore, the aim of this study was to identify the mechanism of action of cedrelone in triple negative breast tumor cells, MDA-MB-231, through cedrelone analysis, and through cell morphology assay, colony formation, apoptosis assays such as DNA fragmentation and nuclear fragmentation, cell cycle, qRT-PCR and western blotting. The results demonstrate that cedrelone has an affinity for biological membranes and no antioxidant activity. Furthermore, cedrelone is capable of inducing morphological changes, reduce the number and size of colonies and induce apoptosis by increasing the gene expression of pro-apoptotic protein Bax and decreasing gene expression of anti-apoptotic Bcl-2 in MDA-MB-231. These results indicate that cedrelone has immense potential in cancer therapy based on their antiproliferative and apoptosis inducing effects. / O câncer está entre as maiores causas de morte do mundo, sendo que o câncer de mama é o tipo de câncer que mais acomete mulheres. O tratamento dessa doença requer uma cuidadosa seleção de um ou mais métodos de intervenção. A maioria das drogas usadas em quimioterapia atualmente provoca danos no DNA, tanto das células tumorais, como também das células normais, portanto o desenvolvimento de novos quimioterápicos é um desafio, uma vez que esses quimioterápicos devem ser capazes de agir seletivamente para matar ou inibir o crescimento apenas de células tumorais. Desde a antiguidade até hoje as plantas e seus produtos vêm sendo utilizados para o tratamento das doenças, sendo assim os compostos naturais podem proporcionar novas oportunidades para o desenvolvimento de medicamentos contra o câncer. A cedrelona é um limonóide isolado do extrato metanólico do arilo de Trichilia catigua, uma planta nativa da flora brasileira que cresce abundantemente em várias regiões do país e que é popularmente conhecida como cedrinho , catuaba ou catiguá . Estudos demonstram que a cedrelona apresenta atividade inseticida e antifúngica, e em um estudo preliminar verificamos que a cedrelona inibe a proliferação de células tumorais da linhagem MDA-MB-231 com mais seletividade do que inibe a proliferação de fibroblastos humanos, inibe significativamente a adesão das células MDA-MB-231 ao colágeno tipo I, e também possui um potencial excelente contra a migração e a invasão das células MDA-MB-231. A cedrelona também é capaz de induzir a apoptose em células da linhagem MDA-MB- 231. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi identificar o mecanismo de ação da cedrelona em células tumorais de mama triplo negativas, da linhagem MDA-MB-231, por meio de análises da cedrelona, por meio do coeficiente de partição e do ensaio de atividade antioxidante e de ensaios de morfologia celular, formação de colônia, apoptose, como o de fragmentação de DNA e o de fragmentação nuclear, ciclo celular, pcr em tem real e western blotting. Os resultados demonstram que a cedrelona possui afinidade com membranas biológicas e não apresenta atividade antioxidante. Ainda, a cedrelona é capaz de induzir modificações morfológicas, diminuir o número e tamanho de colônias e induzir a apoptose aumentando a expressão gênica da proteína próapoptótica Bax e diminuindo a expressão gênica da proteína anti-apoptótica Bcl-2 nas células tumorais de mama triplo negativas, da linhagem MDA-MB-231. Esses resultados indicam que a cedrelona tem potencial na terapia contra o câncer com base em sua ação antiproliferativa e efeitos de indução da apoptose.