CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Calotropis procera e Cryptostegia grandiflora sÃo plantas laticÃferas. Em seus fluidos laticÃferos, foram encontradas proteÃnas do tipo osmotina. A literatura reporta que osmotinas sÃo proteÃnas relacionadas com mecanismos de defesa vegetal em situaÃÃes de estresse biÃtico e/ou abiÃtico. Entretanto, ainda hà vÃrias inconsistÃncias nessa afirmaÃÃo. Nesse contexto, tÃcnicas in vitro de cultura de tecidos vegetais foram aplicadas como modelo para auxiliar na compreensÃo de como as cÃlulas de calos de C. procera e C. grandiflora respondem ao estresse salino, em termos bioquÃmicos, e se o nÃvel de transcritos para a osmotina seria aumentado em resposta à exposiÃÃo a NaCl. Para induÃÃo desse estresse, NaCl foi adicionado à formulaÃÃo nutritiva de Murashige e Skoog (MS), em concentraÃÃes crescentes (0, 20, 40, 60 e 80 mM). Os resultados mostram que os calos cultivados com NaCl a 80 mM tiveram o crescimento e o teor de umidade reduzidos, respectivamente, em 33% e 10%, em C. procera e de 83% e 39%, em C. grandiflora, em comparaÃÃo ao seu tratamento controle. Nessas mesmas condiÃÃes, foi observado um aumento nas concentraÃÃes dos Ãons Na+ e Cl- de, respectivamente, 98,9% e 98%, em C. procera, e de 98,8% e 96%, em C. grandiflora. Foi tambÃm observada diminuiÃÃo no teor de K+ nos calos tratados com NaCl a 80 mM. Essa reduÃÃo foi de 43%, em C. procera, e de 18% em C. grandiflora, quando comparado ao tratamento controle. Os calos tratados com NaCl a 80 mM, apresentaram uma tendÃncia de acÃmulo de prolina e aÃÃcares solÃveis, alcanÃando, respectivamente valores, 26% e 37% maiores em calos de C. procera, e 55,4% e 45% maiores, em calos de C. grandiflora, que aqueles em condiÃÃes controle. O aumento na atividade das enzimas que degradam H2O2 foi observado em calos de C. grandiflora submetidos a estresse salino, sugerindo um possÃvel dano oxidativo. Esse aumento foi de 73%, para a ascorbato peroxidase, e de 62% para a peroxidase do guaiacol, nos calos tratados com NaCl a 80 mM, em relaÃÃo ao controle. NÃo foi observada qualquer alteraÃÃo significante na atividade das enzimas do sistema antioxidativo em razÃo do estresse salino em calos de C. procera. Em relaÃÃo à transcriÃÃo da osmotina, foi avaliado o perfil de seus transcritos nos intervalos de tempo de 0, 2, 12, 24, 48 horas e de 4, 7, 14 e 28 dias sob estresse. Os transcritos de osmotina foram observados a partir de 12 horas de contato dos calos com NaCl a 80 mM, em ambas as espÃcies. Contudo, nos extratos proteicos dos calos de C. procera e C. grandiflora cultivados em condiÃÃes controle e de 80 mM de NaCl, nÃo foi detectada a presenÃa da proteÃna osmotina quando avaliado pelos ensaios de eletroforese, Dot blotting e espectrometria de massas. Assim, a avaliaÃÃo do estresse salino utilizando como modelo de estudo cÃlulas in vitro foi eficiente, fornecendo informaÃÃes do comportamento celular de duas espÃcies laticÃferas, mostrando suas alteraÃÃes fisiolÃgicas, bioquÃmicas e moleculares. Os resultados sugerem que o estresse salino favoreceu o aumento da transcriÃÃo do gene da osmotina em calos das duas espÃcies em estudo e permite propor uma possÃvel relaÃÃo das osmotinas dessas espÃcies com a tolerÃncia à salinidade. A falha em detectar as proteÃnas correspondentes aos genes propicia a concepÃÃo de vÃrias novas hipÃteses a serem validadas. / Calotropis procera e Cryptostegia grandiflora are laticiferous plants. It was found osmotin protein. The literature shows that the osmotinas are associated to plant defence mechanisms in situations of biotic or abiotic stress. However, there are still several inconsistencies in this hypothesis. In this context, it was used in vitro tissue culture techniques as model to assist in the understanding of how the C. procera and C. grandiflora callus cells respond to salt stress in biochemical terms, and whether the transcripts level for osmotin has raised in response to exposure to NaCl. It was added NaCl to the culture medium of Murashige e Skoog (MS) in increasing concentrations (0, 20, 40, 60 e 80 mM). The results show that callus treated with 80 mM NaCl have reduced the growth and the humidity percentage of respectively 33% and 10% in C. procera and 83% and 39% in C. grandiflora compared to the control treatment callus. Under the same conditions, it was seen an increase in ions concentrations of Na+ and Cl-, 98.9% and 98% in C. procera and 98.8% and 96% in C. grandiflora respectively. It was also seen a reduction in K+ level in callus treated with 80 mM NaCl, 43% in C. procera and 18% in C. Grandiflora, when compared to the control. The callus treated with 80 mM NaCl, showed a tendency of the proline accumulation and soluble sugars, increasing 26% and 37% in C. procera callus and 55.4% and 45% in C. grandiflora callus, respectively, when compared to control conditions. The increase in the activity of enzymes that break H2O2 has been observed in C. grandiflora callus under the salt stress, suggesting a possible oxidative damage, this increase was 73% in the ascorbate peroxidase activity and 62% in guaiacol peroxidase activity when compared to the activity of enzymes of the control callus with the treaty in 80 mM NaCl. None connection was seen between changes in the activity of the enzymes of the oxidative system and the salt stress in C. procera callus. It was evaluated the behaviour of osmotin in the osmotin transcription at 0, 2, 12, 24, 48 hours and at 4, 7, 14, 28 days of callus contact under stress. The osmotin transcripts were observed from 12 hours of contact of callus in 80mM NaCl in both species. However, it was not found osmotin by electrophoresis assays, dot blotting and mass spectrometry in the protein extracts of C. procera and C. grandiflora callus grown in control conditions and in 80 mM NaCl. Thus, the salt stress evaluation using in vitro cell model study was effective, providing cellular behaviour information for these two laticifers plants species showing their physiological, biochemical and molecular changes. The results suggest that the induced salt stress has favoured the increase of osmotin gene expression in both cases and suggests a possible relationship between osmotin of these species with the protection to salinity conditions. The failure to detect the proteins corresponding to genes provides the conception of several new hypotheses to be validated.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A planta Calotropis procera, pertencente à famÃlia Apocinaceae, tem como uma de suas principais caracterÃsticas a produÃÃo constitutiva de lÃtex. Este fluido à amplamente utilizado na medicina popular, principalmente da Ãndia, por apresentar diversas propriedades curativas. Na literatura, o produto da extraÃÃo do lÃtex Ãntegro com solvente aquoso e/ou orgÃnico desta planta à citado por apresentar atividade antinociceptiva e antiinflamatÃria. Por outro lado, a mesma preparaÃÃo do lÃtex tambÃm à relatada por induzir processos inflamatÃrios. O presente trabalho teve como objetivo fracionar o lÃtex da planta Calotropis procera para separar as atividades prÃ- e antiinflamatÃria; caracterizar estes mecanismos e avanÃar na identificaÃÃo das molÃculas envolvidas na atividade antiinflamatÃria e antinociceptiva. O lÃtex coletado em Ãgua destilada (1:1; v/v) foi submetido Ãs etapas de centrifugaÃÃo e diÃlise e trÃs fraÃÃes foram obtidas (FD, PL e B) e inicialmente avaliadas quanto à presenÃa de atividade prÃ- e antiinflamatÃria, utilizando o modelo de peritonite em ratos. A fraÃÃo FD, rica em compostos de massa molecular inferior a 8.000 Da, nÃo se mostrou antiinflamatÃria quando administrada por via endovenosa nos animais. Por outro lado, uma forte atividade prÃ-inflamatÃria foi observada quando esta foi injetada na cavidade peritoneal de ratos. A resposta inflamatÃria induzida por FD foi dependente de tempo e dose e parece estar relacionada com a presenÃa de peptÃdeos detectados na fraÃÃo, jà que esta atividade foi diminuÃda quando a fraÃÃo foi tratada com pronase durante 24 horas antes de sua administraÃÃo nos ratos. A inflamaÃÃo induzida por FD foi inibida por Dexametasona, Talidomida e Meclizina sugerindo um processo inflamatÃrio induzido por vias de liberaÃÃo de histamina e TNF-α. A fraÃÃo PL, rica em proteÃnas, e a fraÃÃo borracha (B) nÃo foram prÃ-inflamatÃrias e apresentaram forte atividade antiinflamatÃria por via endovenosa. A atividade promovida por B parece estar relacionada à presenÃa de proteÃnas pertencentes à fraÃÃo PL, como observado em ensaio de detecÃÃo imunolÃgica. PL inibiu o processo inflamatÃrio induzido por FD. A atividade antiinflamatÃria promovida pela fraÃÃo PL parece ser um evento promovido pela aÃÃo de proteÃnas, visto que a atividade antiinflamatÃria da fraÃÃo foi perdida apÃs aquecimento ou tratamento com pronase, e permaneceu ativa apÃs precipitaÃÃo com acetona. TrÃs novas sub-fraÃÃes (PI, PII e PIII) foram obtidas apÃs aplicaÃÃo da fraÃÃo PL em coluna de troca iÃnica (CM-Sepharose Fast Flow) em pH 5,0. As sub-fraÃÃes, distintas entre si, como observado atravÃs de eletroforese em gel de poliacrilamida, foram igualmente capazes de reverter a inflamaÃÃo induzida por carragenina no modelo de peritonite em ratos, bem como reduzir as contorÃÃes abdominais induzidas por Ãcido acÃtico, evidenciando o envolvimento de mÃltiplas proteÃnas na resposta antiinflamatÃria e antinociceptiva produzida pela fraÃÃo PL. Ensaio de microscopia intravital revelou que PI, PII e PIII inibem o rolamento e a adesÃo leucocitÃria no mesentÃrio de camundongos. Somente PI induziu intensa produÃÃo de Ãxido nÃtrico em ratos alÃm de ter sido a Ãnica sub-fraÃÃo capaz de reverter a resposta prÃ-inflamatÃria promovida pela fraÃÃo FD, evidenciando diferentes mecanismos antiinflamatÃrios promovidos por diferentes proteÃnas do lÃtex. A atividade antiinflamatÃria nÃo foi observada quando a fraÃÃo PL foi administrada por via oral nos animais. Este à o primeiro trabalho que confirma a presenÃa de duas atividades antagonistas no lÃtex de C. procera e que estas sÃo promovidas por molÃculas distintas passÃveis de serem separadas com base em seu tamanho molecular. O conjunto de resultados aqui apresentados mostra que a atividade antiinflamatÃria e antinociceptiva do lÃtex foram promovidas por molÃculas protÃicas / Latex is a general term used to describe fluid exudates from plants after mechanical injury. Latex from Calotropis procera is well known for its medicinal properties mainly in Indian traditional medicine. Moreover, it has been experimentally shown that it exhibits interesting biological activities such as anti-inflammation. However its latex has been reported to induce proinflammatory responses. In the present work, (1) the latex was fractionated to segregate pro- and anti-inflammatory activities; (2) assays were carried out to characterize the mechanism of action of active fractions and (3) attempts were done to identify molecules involved in anti-inflammatory and antinociceptive activities. First, the latex was collected in distilled water (1:1; v/v) and submitted to centrifugation and dialysis steps to obtain three different fractions (FD, PL and B). These fractions were evaluated to pro- and anti-inflammatory activities using peritonitis model in rats. FD, constituted by compounds with molecular mass lower than 8,000 Da, did not exhibited anti-inflammatory activity, however induced intense neutrophil migration into peritoneal cavity of rats. The inflammation induced by FD was time and dose dependent. Moreover, it was seen that previous injection of Dexamethasone, Thalidomide and Meclizine in animals inhibited FD inflammatory responses suggesting that inflammation triggered by this fraction occurs through histamine and TNF-α release. Peptides, present in FD as shown in electrophoresis, should be involved in inflammation responses displayed by FD since such activity was diminished after 24 hour pronase treatment. Fractions PL, and B did not induce inflammatory response when injected into peritoneal cavity of animals, however intravenous injection displayed strong anti-inflammatory activity against inflammation induced by carrageenan. The anti-inflammatory activity promoted by B seems to be related to PL proteins present in B. PL fraction inhibited neutrophil migration trigged by FD. PL anti-inflammatory activity ought to be related to proteins since such activity was completely abolished after heat or pronase treatment and it still remained after acetone precipitation. Three protein sub-fractions (PI, PII and PIII) were recovered after PL chromatography on ion-exchange column (CM-Sepharose Fast flow) at pH 5.0. In spite of the fact that PI, PII e PIII were seen to be different by electrophoresis they were equally able to inhibit neutrophil migration induced by carrageenan in rats as well as abdominal writhes stimulated by acetic acid in mice. Intravital microscopy assay revealed that, PI, PII and PIII inhibit both leucocyte rolling and adhesion in mice mesenteric tissues. In addition, PI was able to induce nitric oxid production and inflammation induced by FD. These results show that multiples proteins in PL display anti-inflammatory activity and they act at different pathway of inflammation. Several experiments were performed aiming to detect the anti-inflammatory activity of PL when it was administered by oral route however, we did not obtain success. This is the first report which confirms the presence of pro- and anti-inflammatory activities and it shows that such activities are displayed by compounds suitable to be fractionated on the basis of their molecular size. In addition, these results show that anti-inflammatory and antinociceptive activities are displayed by proteins present in the latex

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Plants are constantly exposed to a variety of stresses conditions. However, they react to biotic stresses by triggering a set of defense mechanisms including the synthesis of defensive substances as the pathogenesis-related (PR) proteins. The PR-protein named osmotin can be induced under osmotic stress and water shortage conditions. Osmotin-like proteins have been purified from latex and some of them are related to antifungal activity. The aim of this study was to investigate the osmotin in the following species laticifers: C. grandiflora, P. rubra, T. peruviana, H. drasticus and C. papaya to isolate and evaluate its antifungal activities. Immunoaffinity column chromatography with anti-CpOsm antibodies were performed in order to purify these osmotin-like. They were detected in latex of C. grandiflora and P. rubra by immunoassays the ELISA, Dot Blot and Western Blot using anti-CpOsm antibody (the osmotin of C. procera latex). Osmotin of C. procera, C. grandiflora, P. rubra and H. drasticus were identified by mass spectrometry. However, the osmotin from C. procera was co-purified with cysteine proteases. The co-purified cysteine protease from C. procera was identified as Procerain B. The alignment and the 3-D structure analysis of Procerain B and CpOsm revealed the presence of a similar sequence in both proteins. This sequence might be an epitope which allows the anti-antibody recognition. The osmotin from C. grandiflora, and P. rubra did not show antifungal activity against Fusarium solani and Colletotrichum gloesporioides. Since no correlation between the antifungal activity and the presence of these osmotins were found, the proteolytic activities of these latex protein fractions were evaluated in order to correlate with the antifungal activity C. procera and C. grandiflora showed a strong proteolytic activity. In latex, the cysteine proteases are more often related to antifungal activity than osmotin, which might explain, at least in part, the antifungal activity performed by C. grandifora and not for its osmotin. Further studies on the role of osmotin in physiology laticifers plants are needed. / As plantas estÃo constantemente sujeitas a diversos tipos de estresse, tanto biÃticos como abiÃticos, resultando em respostas de defesa. Decorrente disto, os vegetais sintetizam certas proteÃnas denominadas de proteÃnas relacionadas à patogÃnese (PR proteÃna). As Pr-proteÃnas chamadas de osmotinas podem ser induzidas sob condiÃÃes de estresse osmÃtico, frio e escassez de Ãgua. Osmotinas tem sido purificadas de fluidos laticÃferos e algumas delas estÃo relacionadas com a atividade antifÃngica. O objetivo do presente trabalho foi prospectar osmotinas, bem como isolÃ- las e avaliar suas atividades antifÃngicas, nos fluidos laticÃferos das seguintes espÃcies: C. grandiflora, P. rubra, T. peruviana, H. drasticus e C. papaya. Nos lÃtex de C. grandiflora e P. rubra foram detectadas osmotinas atravÃs de imunoensaios em placa de ELISA, Dot Blot e Westen Blot, utilizando os anticorpos anti-CpOsm (osmotina do lÃtex de C. procera). Cromatografia de imunoafinidade em coluna com anticorpos anti-CpOsm foram realizadas com o intuito de purificar estas osmotinas. AnÃlises por meio de espectrometria de massas, revelaram a presenÃa de osmotina em C. procera, C. grandiflora, P. rubra e H. drasticus. No entanto, a osmotina de C. procera foram co-purificadas com proteases cisteÃnicas. A protease cisteÃnica co- purificada no lÃtex de C. procera foi identificada como Proceraina B. O alinhamento e a anÃlise da estrutura tridimensional da Proceraina B e CpOsm revelaram a presenÃa de uma sequÃncia semelhante em ambas as proteÃnas, que pode ser um epÃtopo disponÃvel ao reconhecimento do anticorpo anti-CpOsm. As osmotinas isoladas de C. grandiflora e P. rubra nÃo apresentaram atividade antifÃngica contra F. solani e C. gloesporioides. Desde que nÃo houve correlaÃÃo entre a atividade antifÃngica e à presenÃa destas osmotinas, as atividades proteolÃticas das fraÃÃes proteicas foram avaliadas a fim de correlaciona-las à atividade antifÃngica. Nos fluidos laticÃferos, as proteases cisteÃnicas estÃo mais frequentemente relacionadas à atividade antifÃngica do que as osmotinas. Estudos mais aprofundados sobre a funÃÃo das osmotinas na fisiologia de plantas laticÃferas sÃo necessÃrios.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Himatanthus drasticus (Apocynaceae) à uma espÃcie tradicionalmente utilizada na medicina popular da regiÃo nordeste deste paÃs. Sua distribuiÃÃo ocorre das Guianas ao sudeste do Brasil. O lÃtex desta planta à obtido apÃs uma injÃria no caule e amplamente comercializado em mercados pÃblicos. As pessoas ingerem o lÃtex, conhecido como Leite de Janaguba (LJ), para o tratamento e/ou prevenÃÃo de diferentes doenÃas inflamatÃrias, gastrite, Ãlcera, cÃncer, entre outras. Apesar das diversas informaÃÃes oriundas da medicina popular, nÃo existem relatos cientÃficos suficientes confirmando tais propriedades farmacolÃgicas. Neste trabalho, LJ foi investigado com o propÃsito de validar sua tÃo popularmente relatada atividade anti-inflamatÃria. A fraÃÃo proteica deste lÃtex (HdLP) tambÃm foi investigada quanto à presenÃa de atividades anti-inflamatÃria, antinociceptiva, alÃm de seus efeitos toxicolÃgicos. LJ inibiu a resposta inflamatÃria induzida por carragenina em ratos (98%, p < 0.05), assim como o fez a fraÃÃo HdLP, independente da rota de administraÃÃo. HdLP reduziu a infiltraÃÃo de neutrÃfilos na cavidade peritoneal (96%, p < 0.05). Paralelamente a isto, ocorreu o aumento da sÃntese de Ãxido nÃtrico no plasma e a reduÃÃo de citocinas prÃ-inflamatÃrias (IL-1 e TNF-&#945;) no fluido peritonal. Esta fraÃÃo tambÃm preveniu a vacuolizaÃÃo e hiperplasia das cÃlulas de Kupfer, causadas pelo efeito da carragenina no fÃgado. Atividade anti-inflamatÃria està provavelmente associada com a fraÃÃo proteica de LJ. HdLP exibiu um efeito anti-inflamatÃrio mesmo apÃs aquecimento (100 &#61616;C, 30 minutos) ou proteÃlise. AlÃm desta atividade, um efeito prÃ-inflamatÃrio foi observado apÃs o tratamento com HdLP. Esta tambÃm suprimiu contraÃÃes abdominais induzidas por Ãcido acÃtico e reduziu a lambedura de pata induzida por formalina, ambos de maneira dose-dependente. A avaliaÃÃo da toxicidade aguda demonstrou a ausÃncia de efeitos tÃxicos apÃs tratamento com LJ e HdLP (v.o.) mesmo utilizando doses 5000 vezes maiores que as recomendadas. Uma dosagem qualitativa de fitoquÃmicos em HdLP mostrou a ausÃncia de lupeol e presenÃa de saponinas, taninos e esterÃides livres. Entretanto, as propriedades farmacolÃgicas provavelmente nÃo estÃo relacionadas com estas molÃculas. Desta forma, concluÃmos que o lÃtex de H. drasticus exibe duas das atividades farmacolÃgicas relatadas por seus usuÃrios e a fraÃÃo proteica deste lÃtex à um importante contribuinte para tais propriedades medicinais. A resistÃncia ao aquecimento e à proteÃlise pode explicar a efetividade de HdLP quando administrada oralmente. A ausÃncia de efeitos tÃxicos por via oral torna esta planta uma potencial candidata a fitoterÃpico. / Himatanthus drasticus (Apocynaceae) is traditionally used in folk medicine in Northeastern Brazil. The plant is wildly distribuited from Guianas until Southeast Brazil. Latex obtained by cutting its stem bark is mixed with water and extensively sold in public markets. People use Janaguba milk (âLeite de Janagubaâ- LJ) to treat or prevent different inflammatory disorders such as gastritis, ulcers as well as cancer, among other uses. Despite, there is not enough scientific data confirming these pharmacological properties. In this work, Janaguba milk was preliminarily investigated in an attempt to validate its anti- inflammatory activity. Its major protein fraction (HdLP) was assessed for the presence of anti- inflammatory, anti-nociceptive and toxicological effects. LJ inhibited the inflammatory response induced by carrageenan in rats (98%, p < 0.05), whereas HdLP did it independent of the route of administration. HdLP significantly reduced the infiltration of neutrophils into the peritoneal cavity (96%, p < 0.05) concomitant with increased nitric oxide synthesis in plasma and decrease of pro-inflammatory cytokines IL- 1 and TNF-&#945; in peritoneal fluid. This fraction also prevented vacuolization and Kupfer cell hyperplasia caused by carrageenan in liver. Further, the anti-inflammatory properties were shown to be associated with the protein fraction of LJ. HdLP exhibited anti-inflammation, even after heat-treatment (100 &#61616;C, 30 min) or proteolysis. Moreover, a pro-inflammatory effect was observed after HdLP treatment. It also suppressed abdominal constrictions in acetic acid-treated mice and reduced paw licking induced by formalin, both in a dose-dependent manner. An acute toxicological evaluation demonstrated no toxic effects after 14 days from LJ and HdLP administration by oral route even when high doses were tested. A qualitative phytochemical analysis showed the absence of lupeol and presence of saponinas, tannins and free steroids in HdLP. However, pharmacological properties are probably not related to them. It is therefore concluded that the latex of Himatanthus drasticus exhibits both the anti-inflammatory and anti-nociceptive activities claimed by its users. The protein fraction of the latex is an important contributor to the pharmacological properties of LJ. Resistance to heat and proteolytic treatment can explain the effectiveness of HdLP even when administered orally. The absence of toxic effects by oral route confirms the potential use of this plant as a phytotherapic agent.