Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Silymarin is a flavonolignan complex isolated from milk thistle seeds of Silybum marianum being used in the treatment of injury related to oxidative stress, including liver and neurological diseases, as Parkinson disease. Although silymarin has been reported to possess a variety of pharmacological properties including anti-inflammatory, anticarcinogenic and neuroprotective effects, information regard its antimicrobial and drug modulator potential against microbial resistance is scanty in the literature. In addition, the possible involvement of antioxidant activity in its neuroprotective effect, and on the activity of important enzymes of the central nervous system (i.e., Na+/K+-ATPase and monoamine oxidase (MAO)) have not yet been completely elucidated. Therefore, the objective of this study was to investigate the effect of silymarin on the activity of the enzymes Na+/K+-ATPase and MAO as well as its ability in to modulate the action of antimicrobials in vitro. The results demonstrated that silymarin scavenged the DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) radical and, also reduced significantly the Fe2+ (10 μM) and SNP (sodium nitroprusside, 5 μM) induced lipid peroxidation in rat brain homogenate. Silymarin protected against the oxidation of thiol groups (protein and non-protein) induced by the pro-oxidants, and avoided the reduction in the activity of catalase caused by pro-oxidants at a concentration of 30 μg/mL. The incubation of different concentrations of silymarin increased the activity of Na+/K+-ATPase enzyme and reduced the activity of the enzymes MAO-A and MAO-B. However, the inhibition of MAO-B was more pronounced. The evaluation of the kinetic parameters demonstrated that Silymarin did not alter significantly the Km values for MAO-A and MAO-B, but caused a decrease in Vmax values for both isoforms of the enzyme. With regard to the antimicrobial activity, silymarin and its major active constituent silybin, did not demonstrate antibacterial and antifungal activities not relevant from a clinical point of view (with values of MIC - minimal inhibitory concentration- > 500 μg/mL). However, silybin showed clinically significant antibacterial activity against Escherichia coli with MIC/8 = 64 μg/mL. The combination of sylimarin and silybin demonstrated synergistic activity modulating the efficacy of antibiotics drugs (amikacin, gentamicin, ciprofloxaxin ou imipenem) or antifungal (mebendazole ou nystatin), particularly from the class of aminoglycosides, against multiresistant strains Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus. However, silybin antagonized the antibacterial effect of gentamicin and imipenem against P. aeruginosa. Similarly, silymarin and silybin had antagonistic effect with nystatin against Candida albicans, Candida tropicalis and Candida kruzei. In conclusion, the results showed that silymarin alters the activities of Na+/K+-ATPase and monoamine oxidase, indicating that its neuroprotective effect is not only associated to its antioxidant capacity. The potential of silymarin and silybin to modulate the effects of the drugs suggests an alternative to control bacterial infections caused by antibiotics resistance. / A Silimarina é um complexo de flavonolignanas isolado das sementes de Silybum marianum, sendo utilizada no tratamento de distúrbios relacionados ao estresse oxidativo, incluindo hepatopatias e doenças neurológicas, como a Doença de Parkinson. Embora a silimarina seja referida por possuir uma variedade de propriedades farmacológicas, incluindo efeitos anti-inflamatório, anticancerígeno e neuroprotetor, informações sobre o seu potencial antimicrobiano e modulador de fármacos contra a resistência microbiana são escassas na literatura. Além disso, o possível envolvimento da ação antioxidante no seu efeito neuroprotetor, e sobre a atividade de enzimas importantes do Sistema Nervoso Central (como a Na+/K+-ATPase e a monoamina oxidase - MAO), ainda não foi completamente elucidado. Portanto, o objetivo deste estudo foi investigar o efeito da silimarina na atividade das enzimas Na+/K+-ATPase e MAO bem como a sua capacidade de modular a ação de antimicrobianos in vitro. Os resultados demonstraram que a silimarina sequestrou o radical DPPH (2,2-difenil-1-picrilidrazina) e também reduziu significativamente a peroxidação lipídica em homogeneizado de cérebro de ratos induzida por nitroprussiato de sódio (5 M) e Fe+2 (10 M). A silimarina protegeu contra a oxidação dos grupos tióis proteicos (e não proteicos) induzida pelos pró-oxidantes e evitou a diminuição na atividade da catalase causada pelos pró-oxidantes, na concentração de 30 g/mL. A incubação de diferentes concentrações de silimarina aumentou a atividade da enzima Na+/K+-ATPase e reduziu a atividade das enzimas MAO-A e MAO-B. No entanto, a inibição da MAO-B foi mais pronunciada. A avaliação dos parâmetros cinéticos demonstrou que a silimarina não alterou de forma significativa os valores de Km para a MAO-A e MAO-B, mas causou diminuição nos valores de Vmax para as duas isoformas da enzima. No que diz respeito à atividade antimicrobiana, a silimarina e o seu principal componente ativo, a silibinina, não demonstraram atividade antibacteriana e antifúngica clinicamente relevante (com valores de CIM - concentração inibitória mínima superiores a 500 μg/mL). No entanto, a silibinina apresentou atividade antibacteriana clinicamente significativa contra Escherichia coli com CIM/8 de 64 μg/mL. A combinação de silibinina ou silimarina demonstrou efeito sinérgico modulando a eficácia de fármacos antibióticos (amicacina, gentamicina, ciprofloxaxino ou imipenem) ou antifúngicos (mebendazol ou nistatina) particularmente da classe dos aminoglicosídeos, contra as cepas multirresistentes de E. coli, Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus. No entanto, a silibinina antagonizou o efeito antibacteriano da gentamicina e do imipenem contra P. aeruginosa. Da mesma forma, a silimarina e a silibinina tiveram efeito antagônico com a nistatina contra Candida albicans, Candida tropicalis e Candida kruzei. Em conclusão, os resultados mostraram que a silimarina altera as atividades da Na+/K+-ATPase e MAO, indicando que o seu efeito neuroprotetor não está apenas associado à sua capacidade antioxidante. O potencial da silimarina e da silibinina para modular o efeito de fármacos antimicrobianos sugere uma alternativa para o controle das infecções bacterianas provocadas pela resistência aos antibióticos.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-05-21T15:04:30Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Luiza Toubas Chaul - 2015.pdf: 1642322 bytes, checksum: e56380dae120d4058880c94d9e953832 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-05-21T15:07:38Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Luiza Toubas Chaul - 2015.pdf: 1642322 bytes, checksum: e56380dae120d4058880c94d9e953832 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-21T15:07:38Z (GMT). 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Ed. The polyphenols, tannins and flavonoids contents were evaluated. A methodology to quantify rosmarinic acid from R. officinalis and O. vulgare was covalidated and a methodology to quantify capsaicin of C. chinense was validated. The fractions hexane, dichloromethane, ethyl acetate and aqueous were obtained by partition. Microdilution broth tests were performed to determine the minimum inhibitory concentration (MIC). It was found that the material is suitable for the study according to the Pharmacopoeias and that there is adequate quality control of the drug plant. Furthermore, the methodology for quantifying rosmarinic acid in both R. officinalis and in O. vulgare and methodology to quantitate capsaicin, have been validated and it is able to produce results with acceptable accuracy and precision in relation to the specifications of FDA and ANVISA. The content of rosmarinic acid found in R. officinalis and O. vulgare were 6.55 and 2.63%, respectively. The concentration of capsaicin in C. chinense was 1.84%. Regarding antimicrobial activity, most of the tested fractions were more effective than the crude ethanolic extracts (EEB), and the fractions that showed good activity to a greater number of microorganisms were hexane fraction of O. vulgare (OFH) and dichloromethanic fraction of R. officinalis (AFD) and C. chinense (PFD). Most of the tested fractions showed better activity against Gram-positive bacteria than against Gram-negative bacteria. The rosmarinic acid showed antimicrobial activity mainly against fungi. Polar fractions of O. vulgare also showed good antifungal activity and rosmarinic acid can be considered one of the possible compounds responsible for the antimicrobial activity. Capsaicin showed moderate activity against all strains of Listeria and can be one of the components responsible for moderate inhibition of this group of bacteria. The results of this study suggest that the AFD, OFH and PFD fractions show promising potential in the search for natural alternatives for conservation and control pathogens in food. / Nos últimos anos, o interesse por produtos derivados de plantas medicinais que apresentem atividade antimicrobiana tem sido intensificado. O presente estudo buscou caracterizar drogas e extratos vegetais, determinar o teor de polifenóis, taninos, flavonoides, quantificar o marcador escolhido e avaliar a atividade antimicrobiana de extratos etanólicos brutos e frações de Rosmarinus officinalis Linn., Origanum vulgare Linn., e Capsicum chinense Jack frente a diferentes micro-organismos (bactérias Gram-positivas e Gram negativas, fungos filamentosos e leveduriformes), patogênicos ou não. As drogas vegetais e os extratos foram obtidos e caracterizados físico-quimicamente de acordo com a Farmacopeia Brasileira 5. Ed. Os teores de polifenóis, taninos e flavonoides foram calculados. Covalidou-se metodologia para quantificar ácido rosmarínico em R. officinalis e O. vulgare e validou-se metodologia para quantificar a capsaicina em C. chinense. As frações hexânica, diclorometânica, acetato de etila e aquosa foram obtidas por partição a partir do extrato etanólico bruto. Foram realizados testes de microdiluição em caldo para a determinação da concentração inibitória mínima (CIM). A metodologia para quantificar o ácido rosmarínico, tanto em R. officinalis, quanto em O. vulgare, e a metodologia para quantificar a capsaicina, foram validadas e apresentam-se aptas a gerar resultados com exatidão e precisão aceitáveis em relação as especificações do FDA e ANVISA. Os teores de ácido rosmarínico encontrados no R. officinalis e O. vulgare foram de 6,55 e 2,63%, respectivamente. O teor de capsaicina em C. chinense foi de 1,84%. Com relação à atividade antimicrobiana, a maioria das frações testadas foram mais ativas que os extratos etanólicos brutos (EEB), sendo que as frações que apresentaram boa atividade frente a um maior número de micro-organismos foram a fração hexânica de O. vulgare (OFH) e as frações diclorometânica de R. officinalis (AFD) e C. chinense (PFD). A maioria das frações testadas apresentou uma atividade inibitória melhor frente a bactérias Gram-positivas do que frente a Gram-negativas. O ácido rosmarínico apresentou boa atividade antimicrobiana principalmente frente a fungos. Frações polares de O. vulgare também apresentaram boa atividade antifúngica, podendo o ácido rosmarínico ser considerado um dos possíveis compostos responsáveis pela atividade antimicrobiana. A capsaicina apresentou atividade inibitória moderada frente a todas as cepas de Listeria e pode ser um dos componentes responsáveis pela inibição deste grupo de bactérias. Os resultados obtidos neste estudo sugerem que as frações AFD, OFH e PFD mostram potencial promissor na busca de alternativas naturais para a conservação e o controle de patógenos em alimentos.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-12-22T14:31:16Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Maria Juíva Marques de Faria - 2014.pdf: 3781718 bytes, checksum: 5a98e4c3d48dde6e80b58427a1a73012 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-01-26T13:13:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Maria Juíva Marques de Faria - 2014.pdf: 3781718 bytes, checksum: 5a98e4c3d48dde6e80b58427a1a73012 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-26T13:13:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Maria Juíva Marques de Faria - 2014.pdf: 3781718 bytes, checksum: 5a98e4c3d48dde6e80b58427a1a73012 (MD5) Previous issue date: 2014-05-07 / Bovine mastitis is an inflammatory/infectious process of the mammary gland, its etiology is complex and multivariate. The most common mastitis has bacterial origin. Because of the high cost to treat this disease, and the bacterial resistance to antibiotics, beyond the losses due to the milk discard or the presence of drug residues in milk, studies are necessary to find out alternative methods to circumvent these problematic. The medicinal plants with antimicrobial activity have been making room in veterinary medicine with the objective to reduce the impact and the use of drugs indiscriminately, as well as maintain the integrity of the animal and control the dissemination of resistant bacterial lineage. Therefore, the aim of this work was characterize the oleoresin Copaifera spp., verify the antimicrobial activity in vitro of oleoresin and essential oil of Copaifera spp. in combating against aerobic and facultative isolated bacteria from cows’ milk with subclinical grade III mastitis diagnostic and evaluate preliminarily, in vivo, phytotherapic formulation composed of Copaifera spp. The tests for characterization of the oleoresin, confirmed its authenticity and quality, considered appropriate for use. The analyzes performed by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC/MS) and electrospray ionization Fourier transformed íonic cyclotron resonance mass spectrometry (ESI FT-ICR MS) identified sesquiterpenes and diterpenes present in the essential oil and oleoresin of Copaifera spp., respectively. The technique of High Performance Liquid Chromatography (HPLC) for sesquiterpenes, especially for β-caryophyllene, can be used in quality control of essential oil and oleoresin of Copaifera spp., as well as in phytotherapic formulation using oleoresin of Copaifera spp. The oleoresin showed better antimicrobial activity than the essential oil of Copaifera spp. (ρ<0,0001) in combating the 55 isolated bacteria. The antibiogram test of the three phytotherapic formulations demonstrated that the oleoresin had antimicrobial activity against the isolated microorganisms. The preliminary evaluation, in vivo, of a phytotherapic formulation containing 20% oleoresin of copaiba was neither effective nor safe, because it intensified the inflammatory process, requiring further tests, such as cytotoxicity and irritability of the raw material plant and of the vehicle used. Key words: Bovine Mastitis. Oleoresin. Essential Oil. Copaifera spp. Minimum Inhibitory Concentration. ESI FT-ICR MS. / Mastite bovina é um processo inflamatório/infeccioso da glândula mamária, de etiologia complexa e multivariada, sendo a de origem bacteriana a mais frequente. Devido aos elevados custos dos tratamentos dessa enfermidade, resistência bacteriana aos antibióticos, além dos prejuízos inerentes ao descarte do leite ou à presença de resíduos de medicamentos no mesmo, faz-se necessário estudos que busquem métodos alternativos para contornar essa problemática. As plantas medicinais com potencial antimicrobiano vêm ganhando espaço na medicina veterinária com o objetivo de reduzir o impacto e o uso de medicamentos de forma indiscriminada, bem como manter a integridade do animal e controlar a disseminação de linhagens bacterianas resistentes. Diante disso, o objetivo desse trabalho foi caracterizar a oleorresina de Copaifera spp., verificar atividade antimicrobiana in vitro da oleorresina e do óleo essencial de Copaifera spp. frente às bactérias aeróbias e facultativas isoladas de leite de vacas diagnosticadas com mastite subclínica grau III e avaliar preliminarmente, in vivo, formulação fitoterápica à base de Copaifera spp. Os testes de caracterização da oleorresina de Copaifera spp. demonstraram sua autenticidade e qualidade, a qual foi considerada adequada para o uso. As análises realizadas por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG/EM) e por espectrometria de massas com ionização por electrospray de ressonância ciclotrônica de íons por transformada de Fourier (ESI FT-ICR MS) identificaram os sesquiterpenos e diterpenos presentes no óleo essencial e na oleorresina de Copaifera spp., respectivamente. A técnica Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) para sesquiterpenos, em especial para β-cariofileno, pode ser utilizada no controle de qualidade de oleorresina e óleo essencial de Copaifera spp., bem como em formulação fitoterápica utilizando oleorresina de Copaifera spp. como matéria-prima vegetal. A oleorresina apresentou melhor atividade antimicrobiana do que o óleo essencial de Copaifera spp. (ρ<0,0001) frente às 55 bactérias isoladas. O teste de antibiograma das três formulações fitoterápicas demonstrou que a oleorresina de copaíba reproduziu a sua atividade antimicrobiana frente aos micro-organismos isolados. A avaliação preliminar, in vivo, de uma formulação fitoterápica contendo 20% oleorresina de copaíba não foi eficaz e nem segura, pois intensificou o processo inflamatório, havendo necessidade de testes futuros, como de citotoxicidade e de irritabilidade dessa matéria-prima vegetal e do veículo utilizado.

O objetivo desse trabalho foi construir o fago recombinante D29::gfp e testar a sua utilização como um agente revelador da viabilidade bacilar na determinação da concentração inibitória mínima (GIM) aos principais fármacos administrados no tratamento da tuberculose. O fago recombinante contém o promotor hsp70 e o gene da proteína verde fluorescente (gfp) e foi construído através da restrição pela Spe I em uma região intergênica próxima a extremidade coesiva direita no genoma do fago D29. O promotor hsp70 e gfp clonados no pYL GFP foram amplificados pela PCR utilizando iniciadores com sítios para Spe I. O DNA do fago D29 digerido pela Spe I foi ligado com o fragmento hsp 70- gfp empregando a T 4 DNA ligase e os produtos da reação de ligação foram transformados de acordo com o protocolo de encapsulamento. A infecção do M.smegmatis com esse fago recombinante induziu a expressão da proteína verde fluorescente (GFP). Para avaliar o uso do fago recombinante em teste de sensibilidade aos fármacos anti-tuberculose, 100 isolados clínicos foram testados quanto ao perfil de sensibilidade a isoniazida (H), rifampicina (R), estreptomicina (S) e etambutol (E), utilizando o método das proporções em Lowenstein-Jensen (L-J), técnica em microplaca com a resazurina (REMA) e técnica em microplaca com D29::gfp. Os resultados do REMA demonstraram que 30 isolados clínicos foram sensíveis à H e 58 (66 %) isolados clínicos foram resistentes, dentre os quais a CIM foi 1 &#181;g/mL ou maior para 41 (71 %). A CIM da R para 49 (56%) dos isolados clínicos resistentes foi de 0,5 &#181;g/mL para 17 (35%). A CIM da S para 33 (37%) dos isolados clínicos resistentes foi de 2 &#181;g/mL para 13 (40%) e CIM do E para 34 (39%) dos isolados clínicos resistentes foi de 16 &#181;g/mL ou maior para 19 (56%). A caracterização molecular pela PCR IS6110 identificou 88 isolados clínicos como M.tuberculosis e pelo PRA hsp65, sete isolados clínicos foram M.kansasii, quatro foram M.abscessus e um M.szulgai. Após empregar o fago recombinante como um agente indicador da viabilidade bacilar para testar a atividade dos fármacos anti-tuberculose conclui-se que a expressão da proteína verde fluorescente foi inespecífica e não reprodutiva, não justificando o seu uso para determinar a CIM para os principais fármacos administrados no tratamento da tuberculose. / The objective of this work was to construct the recombinant phage D29::gfp and to use this phage as an indicator agent of cell viability in a minimal inhibitory concentration (MIC) assay for the mains drugs used for tuberculosis treatment. The recombinant phage contains the mycobacteria-specific hsp70 promoter controlling the green fluorescent protein gene (gfp) and was constructed by Spe I restriction in the intergenic region next to the right cohesive termini of the D29 phage genome. An hsp 70 promoter and gfp previously cloned in p YL GFP was amplified by PCR using primers with Spe I sites. The Spe I-restricted D29 phage DNA was ligated with the hsp 70-gfp fragment using T4 DNA ligase and ligated product was transformed using the packing protocol. Infection of M.smegmatis with this recombinant phage indicated the expression of green f1uorescent protein (GFP). To use the recombinant phage for assaying the activity of anti-TB drugs, 100 clinical isolates was tested for susceptibility to isoniazid (H), rifampicin (R), streptomycin (S), and ethambutol (E) using both the proportion method on Lowenstein-Jensen (L-J) medium, resazurin microtiter assay plate (REMA), as well as a microplate assay using D29::gfp. The REMA plate method showed that 30 clinical isolates were susceptible to H and 58 (66%) clinical isolates were resistant, where the MICs were 1 &#181;g/mL or higher for 41 (71%). The R MICs for 49 (56%) resistant clinical isolates were 0,5 &#181;g/mL for 17 (35%). The S MICs for 33 (37%) resistant clinical isolates were 2 &#181;g/mL for 13 (40%) and E MICs for 34 (39%) resistant clinical isolates were 16 &#181;g/mL or higher for 19 (56%). Molecular characterization by PCR IS6110 showed that 88 clinical isolates were M.tuberculosis and by PRA hsp65 were seven clinical isolates were M.kansasii and four was M.abscessus, and one M.zulgai. After using the recombinant phage as an indicator agent of cell viability for assaying the activitity of anti-TB drugs we can conclude that the expression of green fluorescent protein was non-specific and not reproducible, rendering it not useful for the determination of the MIC of the principal drugs used for the treatment of tb.