Made available in DSpace on 2014-12-17T14:10:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GracielleRD_DISSERT.pdf: 641978 bytes, checksum: 570ea10863ca885dc9cff38e172d53f2 (MD5) Previous issue date: 2012-03-07 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Malaria is a major parasitic disease worldwide, accounting for about 500 million cases and causing 2 million to 3 million deaths annually. Four species are responsible for transmitting this disease to humans: Plasmodium falciparum, Plasmodium vivax, Plasmodium malariae and Plasmodium ovale. The parasite resistance to antimalarial drugs and the usual limitations of the vector control implications are contributing to the spread of the disease. The most of significant advances in the search for new antimalarial drugs is based on natural components, the main ones being currently used antimalarial drugs derived from plants. Research on natural products of marine origin (particularly algae) show that some species possess antiplasmodial activity. Knowing that the coast of Rio Grande do Norte is home to several species of algae, the present study was to evaluate, for the first time, the antimalarial activity of ethanolic extracts of seaweed Spatoglossum schroederi, Gracilaria birdiae and Udotea flabellum against Plasmodium falciparum 3D7 strain tests and in vitro using the murine model (Plasmodium berghei) for evaluation in vivo. These species were ground, macerated with ethanol for 24 hours and the extracts concentrated in rotaevaporador (45 ? C ? 5 ? C). For in vitro tests, the extracts were diluted and tested at concentrations between 100 and 1.56 μg/ml (seven concentrations in triplicate), in order to obtain IC50 of each extract. The cytotoxicity tests with macrophages and BGM were performed using the MTT colorimetric assay. BGM macrophages and cells were distributed in 96 wells per plate (1x 105 to macrophages and 1x104 cells per well for BGM) and incubated for 24h at 37 ? C. The ethanol extracts were diluted and tested at concentrations of 100 to 1,56 μg/ml (seven concentrations in triplicate). After periods of 24 hours of incubation with the extracts, 100 μg of MTT was added to each well, and 3 hours elapsed, the supernatant was removed and added 200 μl of DMSO in each well. The absorbance of each well was obtained by reading on a spectrophotometer at 570 nm filter. To evaluate the acute toxicity in vivo, Swiss mice received a single dose (oral) 2000 mg/kg/animal of each extract tested. The parameters of acute toxicity were observed for 8 days. For in vivo tests, Swiss mice were inoculated with 1x105 erythrocytes infected with P. berghei. The treatment was given first to fourth day after infection with 0.2 ml of the extracts in doses of 1000 and 500 mg//g animal. The negative control group received 0.2 ml of 2% Tween-20, whereas the positive control group received sub-dose of chloroquine (5 mg/kg/animal). The assessment of antimalarial activity was done by suppressing suppressing the parasitemia at 5 and 7 days after infection. The growth inhibition of parasites was determined relative to negative control (% inhibition = parasitaemia in control - parasitemia in sample / parasitemia control x 100), the mortality of animals was monitored daily for 30 days The results showed that algae Spatoglossum schroederi and Udotea flabellum showed antimalarial activity in vitro, with reduced parasitemia of 70.54% and 54, respectively. The extracts of the three algae tested showed moderate to high cytotoxicity. Algae S. schroederi and U. flabellum were active against P. berghei only at doses of 500 mg / kg with reduction ranging from 54.58 to 52.65% for the fifth day and from 32.24 to 47.34% for the seventh day, respectively. No toxicity was observed in vivo at the dose tested, over the 8 days of observation. Although preliminary data, the bioactive components in those possible seaweed may be promising for the development of new anti-malarial drugs / A mal?ria ? a maior doen?a paras?tica mundial, respons?vel por cerca de 500 milh?es de casos e causando 2 a 3 milh?es de mortes anualmente. Quatro esp?cies s?o respons?veis pela transmiss?o dessa doen?a ao homem: Plasmodium falciparum, Plasmodium vivax, Plasmodium malariae e Plasmodium ovale. A resist?ncia do parasito aos antimal?ricos usuais e as limita??es existentes no combate ao vetor s?o implica??es que contribuem para a expans?o dessa parasitose. Os avan?os mais significativos na busca de novos medicamentos contra a mal?ria baseiam-se em componentes naturais, sendo os principais antimal?ricos atualmente utilizados derivados de plantas. Pesquisas com produtos naturais de origem marinha (particularmente as algas) mostram que algumas esp?cies possuem atividade antiplasm?dica. Sabendo que o litoral do Rio Grande do Norte abriga v?rias esp?cies de algas, o presente estudo consistiu em avaliar, pela primeira vez, a atividade antimal?rica dos extratos etan?licos das algas Spatoglossum schroederi, Gracilaria birdiae e Udotea flabellum contra a cepa 3D7 Plasmodium falciparum em testes in vitro e utilizando o modelo murino (P. berghei) para avalia??o in vivo. As algas foram trituradas, maceradas com etanol por 24 horas e os extratos concentrados em rotaevaporador (45? C ? 5?C). Para os testes in vitro, os extratos foram dilu?dos e testados nas concentra??es entre 100 e 1,56 μg/ml (sete concentra??es em triplicata), com a finalidade de obten??o da CI50 de cada extrato. Os testes de citotoxicidade com macr?fagos e c?lulas BGM foram realizados usando o ensaio colorim?trico MTT. Macr?fagos e c?lulas BGM foram distribu?das em 96 po?os por placa (1x 105 para macr?fagos e 1x104 c?lulas por po?o para BGM), sendo incubadas por 24h a 37?C. Os extratos etan?licos foram dilu?dos e testados nas concentra??es de 100 at? 1,56 μg/ml (sete concentra??es em triplicata). Ap?s per?odos de 24h de incuba??o com os extratos, 100 μl de MTT foi adicionado a cada po?o, e decorridas 3h, o sobrenadante foi removido e adicionou-se 200 μl DMSO em cada po?o. A absorb?ncia de cada po?o foi obtida atrav?s de leitura em espectrofot?metro com filtro de 570 nm. Para avaliar a toxicidade aguda in vivo, camundongos Swiss receberam dose ?nica (oral) de 2000 mg/kg/animal dos extratos testados. Os par?metros de toxicidade aguda foram observados durante 8 dias. Para os testes in vivo, camundongos Swiss foram inoculados com 1x105 hem?cias infectadas com Plasmodium berghei. O tratamento deu-se do primeiro ao quarto dia ap?s a infec??o, com 0,2 ml dos extratos em doses de 1000 e 500 mg/kg/animal. O grupo controle negativo recebeu 0,2 ml de Tween-20 2%, enquanto que o grupo controle positivo recebeu sub-dose de cloroquina (5 mg/kg/animal). A avalia??o da atividade antimal?rica foi feita atrav?s da supress?o da parasitemia no 5? e 7? dias ap?s infec??o. A inibi??o do crescimento dos parasitos foi determinada em rela??o ao grupo controle negativo (% inibi??o = parasitemia do controle parasitemia com amostra/ parasitemia do controle x 100); a mortalidade dos animais foi acompanhada diariamente por 30 dias. Os resultados mostraram que as algas Spatoglossum schroederi e Udotea flabellum apresentaram atividade antimal?rica in vitro, com redu??o da parasitemia de 70,54 e 54%, respectivamente. Os extratos das tr?s algas testadas mostraram citotoxicidade moderada a elevada. As algas S. schroederi e U. flabellum foram ativas contra o P. berghei apenas nas doses de 500 mg/kg com redu??o variando de 54,58 a 52,65% para o quinto dia e 32,24 a 47,34% para o s?timo dia, respectivamente. N?o foi observada toxicidade in vivo para a dose testada, durante os 8 dias de observa??o. Embora sejam dados preliminares, os poss?veis componentes bioativos presentes nessas algas marinhas podem ser promissores para o desenvolvimento de novas drogas antimal?ricas

Os efeitos de cianobactérias sobre organismos aquáticos planctônicos foram avaliados, visando caracterizar e quantificar as cianotoxinas e determinar a toxicidade de uma linhagem em cultura monoespecífica e de florações naturais de reservatórios do rio Tietê, SP. Assim, cultivou-se uma linhagem (NPLJ-4) de Microcystis aeruginosa, reconhecidamente tóxica, em meio ASM-1 a 25°C e fotoperíodo de 12h luz/12h escuro em câmara incubadora, avaliando-se sua toxicidade em diferentes estágios do crescimento populacional (meio e final da fase exponencial, fase estacionária e fase senescente), por meio de testes ecotoxicológicos com os organismos-teste Ceriodaphnia dubia e C. silvestrii. Esses testes foram realizados de acordo com normas padronizadas pela ABNT, sendo utilizados também para avaliar a toxicidade das florações naturais e a eficiência de diferentes processos de tratamento de água na remoção de células, microcistinas e subprodutos de cianobactérias. Os resultados indicaram aumento na concentração de microcistinas com o crescimento populacional da cianobactéria. Os extratos na fase estacionária tiveram menor toxicidade, enquanto nas demais fases causaram efeito tóxico agudo, resultando em valores de CE50; 48h de: 1,4 - 4,7 × \'10 POT.6\' cel/mL (meio fase exponencial), 1,6 - 8,7 × \'10 POT.6\' cel/mL (final fase exponencial), 7,5 - 14,1 × \'10 POT.6\' cel/mL (fase estacionária) e 1,9 - 4,6 × \'10 POT.6\' cel/mL (fase senescente) para C. dubia; e 1,9 - 5,4 × \'10 POT.6\' cel/mL (meio fase exponencial), 1,6 - 10,9 × \'10 POT.6\' cel/mL (final fase exponencial), 10,2 - 15,4 × \'10 POT.6\' cel/mL (fase estacionária) e 2,0 - 4,2 × \'10 POT.6\' cel/mL (fase senescente) para C. silvestrii. Células livres de Microcystis (M. aeruginosa, M. panniformis e M. protocystis) e Pseudanabaena mucicola foram as cianobactérias dominantes nas florações dos reservatórios de Barra Bonita e células livres de Microcystis (M. aeruginosa e M. panniformis), no de Promissão. A dominância das cianobactérias em ambos os reservatórios pode estar relacionada a períodos de estabilidade da coluna de água, razões N/P de 8 - 13 (Barra Bonita) e 19 - 20 (Promissão) na superfície, temperatura da água de 19 - 30°C (Barra Bonita) e 26 - 28°C (Promissão) e disponibilidade de nutrientes (0,05 - 0,26 mg/L de fósforo total para Barra Bonita e 0,01 - 0,05 mg/L P-total para Promissão), devido ao grau de trofia dos reservatórios. A água de ambos os reservatórios, coletada durante as florações, apresentou toxicidade aos dafinídeos, sendo que a água de Barra Bonita foi mais tóxica do que a de Promissão. Todos os extratos brutos de material oriundo das florações naturais apresentaram microcistinas (239 - 1647 µg/L para Barra Bonita e 192 - 1295 µg/L para Promissão) e causaram toxicidade aguda aos dafinídeos, com valores de CE50; 48h de: 87 - 282 mg/L (Barra Bonita) e 146 - 428 mg/L (Promissão) para C. dubia, e 98 - 546 mg/L (Barra Bonita) e 110 - 391 mg/L (Promissão) para C. silvestrii. Concentrações dos extratos a partir de 80 mg/L (Barra Bonita) e 100 mg/L (Promissão) afetaram adversamente a sobrevivência e a reprodução dos dafinídeos. Os resultados mostram riscos à biota natural e à saúde humana, bem como comprometimento dos usos múltiplos dos reservatórios, exigindo ações remediadoras e, sobretudo, preventivas para conter o processo de eutrofização. / The effects of cyanobacteria upon aquatic organisms were evaluated, aiming to characterize and quantify the toxins of both, a monospecific cyanobacterial culture and material from natural blooms occurring in the reservoirs of Tietê river, SP. The already known toxic strain NPLJ-4 of Microcystis aeruginosa was cultured in ASM-1 medium at 25 Celsius degrees and 12h light/12h dark in the incubator, in order to evaluate its toxicity at different stages of the culture growth by ecotoxicological tests using the cladocerans Ceriodaphnia dubia and C. silvestrii as test-organisms. These tests were carried out according to the procedures standardized by ABNT, in order to evaluate also the toxicity of natural blooms and the efficiency of different water treatment processes in removing cells, microcystins and by-products of cyanobacteria. The results obtained indicated an increase in the concentration of microcystins along the cyanobacterial culture growth. Extracts from the stationary phase of the culture were less toxic compared with those from the other phases which had acute toxicity and adversely affected cladoceran survival, resulting in EC50; 48h values of 1,4 - 4,7 × \'10 POT.6\' cells/mL (middle exponential phase), 1,6 - 8,7 × \'10 POT.6\' cells/mL (final exponential phase), 7,5 - 14,1 × \'10 POT.6\' cells/mL (stationary phase) and 1,9 - 4,6 × \'10 POT.6\' cells/mL (senescent phase) for C. dubia; and 1,9 - 5,4 × \'10 POT.6\' cells/mL (middle exponential phase), 1,6 - 10,9 × \'10 POT.6\' cells/mL (final exponential phase), 10,2 - 15,4 × \'10 POT.6\' cells/mL (stationary phase) and 2,0 - 4,2 × \'10 POT.6\' cells/mL (senescent phase) for C. silvestrii. Cells of Microcystis (Microcystis aeruginosa, M. panniformis and M. protocystis) and Pseudanabaena mucicola were cyanobacteria species dominant in the Barra Bonita reservoir and cells of Microcystis (M. aeruginosa and M. panniformis), in the Promissão reservoir. The dominance of cyanobacteria in both studied reservoirs was related to the stability of the water column, N/P ratios of 8 to 13 (Barra Bonita) and 19 to 20 (Promissão), high water temperatures (19 - 30°C for Barra Bonita and 26 - 28°C for Promissão) and high nutrient availability (0,05 - 0,26 mg/L total phosphorus for Barra Bonita, and 0,01 - 0,05 mg/L total P for Promissão) as a consequence of the trophic state of the reservoirs. The water from Barra Bonita reservoir during the cyanobacterial blooms was more toxic to daphnids than that from Promissão reservoir. Crude extracts from all cyanobacteria blooms tested presented microcystins (239 - 1647 µg/L for Barra Bonita and 192 - 1295 µg/L for Promissão) and caused acute toxicity to daphnids, resulting in EC50; 48h values of 87 - 282 mg/L (Barra Bonita) and 146 - 428 mg/L (Promissão) for C. dubia, and 98 - 546 mg/L (Barra Bonita) and 110 - 391 mg/L (Promissão) for C. silvestrii. Crude extracts concentrations above 80 mg/L to Barra Bonita and 100 mg/L to Promissão adversely affected the survival and reproduction of daphnids. The results obtained evidenced the risks to the natural biota and possibly to the human health, and can therefore jeopardize the multiple uses of the reservoirs. They reveal the urgent necessity for remedial action, particularly to slow down and to prevent eutrophication.

Os efeitos de cianobactérias sobre organismos aquáticos planctônicos foram avaliados, visando caracterizar e quantificar as cianotoxinas e determinar a toxicidade de uma linhagem em cultura monoespecífica e de florações naturais de reservatórios do rio Tietê, SP. Assim, cultivou-se uma linhagem (NPLJ-4) de Microcystis aeruginosa, reconhecidamente tóxica, em meio ASM-1 a 25°C e fotoperíodo de 12h luz/12h escuro em câmara incubadora, avaliando-se sua toxicidade em diferentes estágios do crescimento populacional (meio e final da fase exponencial, fase estacionária e fase senescente), por meio de testes ecotoxicológicos com os organismos-teste Ceriodaphnia dubia e C. silvestrii. Esses testes foram realizados de acordo com normas padronizadas pela ABNT, sendo utilizados também para avaliar a toxicidade das florações naturais e a eficiência de diferentes processos de tratamento de água na remoção de células, microcistinas e subprodutos de cianobactérias. Os resultados indicaram aumento na concentração de microcistinas com o crescimento populacional da cianobactéria. Os extratos na fase estacionária tiveram menor toxicidade, enquanto nas demais fases causaram efeito tóxico agudo, resultando em valores de CE50; 48h de: 1,4 - 4,7 × \'10 POT.6\' cel/mL (meio fase exponencial), 1,6 - 8,7 × \'10 POT.6\' cel/mL (final fase exponencial), 7,5 - 14,1 × \'10 POT.6\' cel/mL (fase estacionária) e 1,9 - 4,6 × \'10 POT.6\' cel/mL (fase senescente) para C. dubia; e 1,9 - 5,4 × \'10 POT.6\' cel/mL (meio fase exponencial), 1,6 - 10,9 × \'10 POT.6\' cel/mL (final fase exponencial), 10,2 - 15,4 × \'10 POT.6\' cel/mL (fase estacionária) e 2,0 - 4,2 × \'10 POT.6\' cel/mL (fase senescente) para C. silvestrii. Células livres de Microcystis (M. aeruginosa, M. panniformis e M. protocystis) e Pseudanabaena mucicola foram as cianobactérias dominantes nas florações dos reservatórios de Barra Bonita e células livres de Microcystis (M. aeruginosa e M. panniformis), no de Promissão. A dominância das cianobactérias em ambos os reservatórios pode estar relacionada a períodos de estabilidade da coluna de água, razões N/P de 8 - 13 (Barra Bonita) e 19 - 20 (Promissão) na superfície, temperatura da água de 19 - 30°C (Barra Bonita) e 26 - 28°C (Promissão) e disponibilidade de nutrientes (0,05 - 0,26 mg/L de fósforo total para Barra Bonita e 0,01 - 0,05 mg/L P-total para Promissão), devido ao grau de trofia dos reservatórios. A água de ambos os reservatórios, coletada durante as florações, apresentou toxicidade aos dafinídeos, sendo que a água de Barra Bonita foi mais tóxica do que a de Promissão. Todos os extratos brutos de material oriundo das florações naturais apresentaram microcistinas (239 - 1647 µg/L para Barra Bonita e 192 - 1295 µg/L para Promissão) e causaram toxicidade aguda aos dafinídeos, com valores de CE50; 48h de: 87 - 282 mg/L (Barra Bonita) e 146 - 428 mg/L (Promissão) para C. dubia, e 98 - 546 mg/L (Barra Bonita) e 110 - 391 mg/L (Promissão) para C. silvestrii. Concentrações dos extratos a partir de 80 mg/L (Barra Bonita) e 100 mg/L (Promissão) afetaram adversamente a sobrevivência e a reprodução dos dafinídeos. Os resultados mostram riscos à biota natural e à saúde humana, bem como comprometimento dos usos múltiplos dos reservatórios, exigindo ações remediadoras e, sobretudo, preventivas para conter o processo de eutrofização. / The effects of cyanobacteria upon aquatic organisms were evaluated, aiming to characterize and quantify the toxins of both, a monospecific cyanobacterial culture and material from natural blooms occurring in the reservoirs of Tietê river, SP. The already known toxic strain NPLJ-4 of Microcystis aeruginosa was cultured in ASM-1 medium at 25 Celsius degrees and 12h light/12h dark in the incubator, in order to evaluate its toxicity at different stages of the culture growth by ecotoxicological tests using the cladocerans Ceriodaphnia dubia and C. silvestrii as test-organisms. These tests were carried out according to the procedures standardized by ABNT, in order to evaluate also the toxicity of natural blooms and the efficiency of different water treatment processes in removing cells, microcystins and by-products of cyanobacteria. The results obtained indicated an increase in the concentration of microcystins along the cyanobacterial culture growth. Extracts from the stationary phase of the culture were less toxic compared with those from the other phases which had acute toxicity and adversely affected cladoceran survival, resulting in EC50; 48h values of 1,4 - 4,7 × \'10 POT.6\' cells/mL (middle exponential phase), 1,6 - 8,7 × \'10 POT.6\' cells/mL (final exponential phase), 7,5 - 14,1 × \'10 POT.6\' cells/mL (stationary phase) and 1,9 - 4,6 × \'10 POT.6\' cells/mL (senescent phase) for C. dubia; and 1,9 - 5,4 × \'10 POT.6\' cells/mL (middle exponential phase), 1,6 - 10,9 × \'10 POT.6\' cells/mL (final exponential phase), 10,2 - 15,4 × \'10 POT.6\' cells/mL (stationary phase) and 2,0 - 4,2 × \'10 POT.6\' cells/mL (senescent phase) for C. silvestrii. Cells of Microcystis (Microcystis aeruginosa, M. panniformis and M. protocystis) and Pseudanabaena mucicola were cyanobacteria species dominant in the Barra Bonita reservoir and cells of Microcystis (M. aeruginosa and M. panniformis), in the Promissão reservoir. The dominance of cyanobacteria in both studied reservoirs was related to the stability of the water column, N/P ratios of 8 to 13 (Barra Bonita) and 19 to 20 (Promissão), high water temperatures (19 - 30°C for Barra Bonita and 26 - 28°C for Promissão) and high nutrient availability (0,05 - 0,26 mg/L total phosphorus for Barra Bonita, and 0,01 - 0,05 mg/L total P for Promissão) as a consequence of the trophic state of the reservoirs. The water from Barra Bonita reservoir during the cyanobacterial blooms was more toxic to daphnids than that from Promissão reservoir. Crude extracts from all cyanobacteria blooms tested presented microcystins (239 - 1647 µg/L for Barra Bonita and 192 - 1295 µg/L for Promissão) and caused acute toxicity to daphnids, resulting in EC50; 48h values of 87 - 282 mg/L (Barra Bonita) and 146 - 428 mg/L (Promissão) for C. dubia, and 98 - 546 mg/L (Barra Bonita) and 110 - 391 mg/L (Promissão) for C. silvestrii. Crude extracts concentrations above 80 mg/L to Barra Bonita and 100 mg/L to Promissão adversely affected the survival and reproduction of daphnids. The results obtained evidenced the risks to the natural biota and possibly to the human health, and can therefore jeopardize the multiple uses of the reservoirs. They reveal the urgent necessity for remedial action, particularly to slow down and to prevent eutrophication.