As leishmanioses são antropozoonoses com amplo problema de saúde pública, que acometem aproximadamente 12 milhões de indivíduos em todo o mundo e causam cerca de 60 mil mortes por ano. No Brasil, a leishmaniose tegumentar (LT) apresenta coeficiente médio de detecção de 16 casos por 100 mil habitantes, onde em notificações no estado do Maranhão apresenta um dos maiores índices de incidência. Os fármacos utilizados atualmente apresentam eficácia limitada e algumas vezes significante toxicidade e efeitos adversos, sendo necessária a busca por novos tratamentos. Um dos meios para obtenção deste propósito é obter extratos vegetais que proporcionem a inativação da enzima arginase presente no parasito e responsável pela produção de poliaminas essenciais a sua sobrevivência. A escolha do material vegetal foi baseada através de práticas medicinais de populações onde a planta Stachytarpheta cayennensis é utilizada como analgésica, antiinflamatória e no tratamento de úlceras causadas por Leishmania. A planta foi coletada e feita a identificação botânica, e a droga foi utilizada para preparo de dois extratos por decocção e maceração em etanol 50%. Ambos foram fracionados com n-butanol e utilizados em testes de inibição da arginase. A fração butanólica do chá (BUF) foi a que apresentou menor número de constituintes. A análise do BUF por ressonância magnética nuclear indicou a presença de uma mistura de 7:3 de verbascosídeo/isoverbascosideo. Em seguida foi realizado o teste de inibição enzimática com a mesma fração e com os compostos estruturalmente relacionado com o verbascosídeo: ácido cafeico (IC50 = 1.5 µM), ácido clorogênico (IC50 = 3.4 µM), e ácido rosmarínico (IC50 = 1.5 µM). O teste de inibição na forma promastigota do parasito com a fração (BUF-CHÁ) em 72h de tratamento apresentou EC50 de 51 µg/mL. A partir dos resultados encontrados faz-se necessário mais experimentos com a planta, como a realização de ensaios com amastigotas de Leishmania e teste de toxicidade celular. Conclusão: S. cayennensis pode ser uma promissora fonte de novos fármacos para leishmaniose. / Stachytarpheta cayennensis is a plant traditionally used to treat tegumentary Leishmaniasis and as an anti-inflammatory. The aim of this study was to evaluate the mechanisms of action of extracts from S. cayennensis on the arginase enzyme of the trypanosome parasite Leishmania (Leishmania) amazonensis. S. cayennensis was collected in Formosa da Serra do Maranhão, Brazil. Crude water extract was fractionated with n-butanol and fractions were tested against arginase enzymes collected from L. (L.) amazonensis. The most potent arginase inhibitor fraction was then tested against L. (L.) amazonensis promastigotes in axenic culture. To verify arginase inhibition in L. (L.) amazonensis, promastigote cultures were supplemented with L-arginine (substrate) and L-ornithine, a product of hydrolysis of L-arginine by the arginase enzyme. Butanolic fraction (BUF) is a potent L. (L.) amazonensis arginase inhibitor (IC50 = 5 ± 1 µg/mL). BUF showed an IC50 of 51 µg/mL against L. (L.) amazonensis promastigotas. In addition, caffeic acid and two acids containing caffeoyl moiety were tested against arginase showing IC50 1.5-3.4 µM. The inhibition of arginase by BUF in the promastigote cultures was demonstrated by adding L-ornithine, which enhances parasite growth. In conclusion, verbascoside present in S. cayennensis extracts (BUF) target the arginase enzyme of L. (L.) amazonensis, resulting in the death of the parasites.

Flavonoids and other phenolics are groups of natural bioactive compounds widely distributed in edible plants and are well documented to possess biological potential. Hyptis (Lamiaceae) is used in Brazilian folk medicine to treat various diseases. The aim of this study was to evaluate the antioxidant, anti-acetylcholinesterase, cytotoxic, antiviral and antibacterial potential of Hyptis radicans and Hyptis multibracteata by isolating and characterizing major constituents and their biological activities. H. radicans and H. multibracteata were dried, powdered and macerated in 70% ethanol which resulted in a crude ethanol extract (EE) for each species. EE were dissolved in 50% methanol and then was fractionated by partition with hexane and ethyl acetate; were obtained three phases: hexane phase (HP), ethyl acetate phase (EAP) and hydromethanol phase (HMP). EAP from H. radicans was the sample that presented the highest levels of total phenolic content, especially flavonoids, and was the sample with the high antioxidant activity with promising values of EC50: DPPH (32.12 µg mL-1), ABTS (5.04 µg mL-1), Metal chelator assay (42.36 µg mL-1), TBARS (40.46 µg mL-1) and nonsite-Specific Hydroxyl Radical-Mediated 2-Deoxy-D-ribose Degradation (NS-Spe) with EC50 of 75.08 µg mL-1. EE from H. radicans showed high antioxidant activity for FRAP and ORAC with EC50 of 6.01 and 2.68 µg mL-1, respectively and had the highest amount of rosmarinic acid (17.64 mg ?-CE g-1). HMP from H. radicans showed high antioxidant activity in Site-Specific Hydroxyl Radical-Mediated 2-Deoxy-D-ribose Degradation (S-Spe) assay with EC50 of 0.32 µg mL-1 and had the highest content of chlorogenic acid derivatives. Regarding the results of cytotoxicity, HP from H. multibracteata induced the death of more than 80% of RAW 264.7 Cell Lines at 100 µg mL-1. Nepetoidin B, isolated from H. multibracteata had the best EC50 (52.73 µg mL-1) for anti-acetylcholinesterase activity. Antibacterial activity was evaluated in vitro against two Gram-negative bacteria, Pseudomonas aeruginosa and Escherichia coli, and a Gram-positive Bacillus subtilis. Phases from H. multibracteata were more effective on inhibiting B. subtillis with MIC50 of 23.6 ?g mL-1 and 12.13 ?g mL-1 for HP and EAP, respectively. HP was also activity against P. aeruginosa with MIC50 of 37.55 µg mL-1. EE and HMP phase from H. radicans showed moderate anti-HIV-1 activity (MIC50 159 µg mL-1; MIC50 180 µg mL-1). Contents of total phenolic were not the main sample feature to define this activity, but there was correlation between Rosmarinic acid contents and anti-HIV1 activity of H. radicans. Cirsimaritin and litospermic acid A were isolated for the first time, being the first time that they are described for the genus Hyptis. This study provides the first evidence of chemical and biological potential for these two Brazilian native species of Hyptis / Flavonoides e outros compostos fenólicos são grupos de compostos bioativos naturais amplamente distribuídos em plantas e estão bem documentados por possuírem potencial biológico. Hyptis (Lamiaceae) é usado na medicina popular brasileira para tratar várias doenças. O objetivo deste estudo foi avaliar o potencial antioxidante, anti-acetilcolinesterase, citotóxico, antiviral e antibacteriano de Hyptis radicans, e Hyptis multibracteata, isolar e identificar substâncias e correlacionar as atividades biológicas com a quantidade de compostos fenólicos e substâncias isoladas. H. radicans e H. multibracteata foram secas, pulverizadas e maceradas em etanol 70%, resultando em extrato etanólico bruto (EE). EE foi dissolvido em metanol 50% e depois foi fracionado por partição com hexano e acetato de etila, o que resultou em três fases: fase hexânica (HP), fase acetato de etila (EAP) e fase hidrometanólica (HMP). EAP de H. radicans foi a amostra que apresentou os maiores teores de conteúdo fenólico, principalmente flavonoides, e foi a amostra com a maior atividade antioxidante, com valores promissores de EC50: DPPH (32,12 µg mL-1), ABTS (5,04 µg mL- 1), Quelante de metais (42,36 µg mL-1), TBARS (40,46 µg mL-1) e Degradação da 2-deoxy-D-ribose de sitio não especifico mediada pelo radical hidroxil (NS-Spe) com EC50 de 75,08 µg mL-1. EE de H. radicans apresentou a maior atividade antioxidante para FRAP e ORAC com EC50 de 6,01 e 2,68 µg mL-1, respectivamente, e apresentou a maior quantidade de ácido rosmarínico (17,64 mg ?-CE g-1). HMP de H. radicans apresentou a mais alta atividade antioxidante no ensaio de Degradação da 2-deoxy-D-ribose de sitio especifico mediada pelo radical hidroxil (S-Spe) com EC50 de 0,32 µg mL-1 e apresentou o maior teor de derivados de ácido clorogênico. Em relação aos resultados da citotoxicidade, HP de H. multibracteata induziu a morte de mais de 80% das células do tipo RAW 264.7 com uma concentração de 100 µg mL-1. A Nepetoidina B isolada de H. multibracteata apresentou a melhor EC50 (52,73 µg mL-1) para atividade anti-acetilcolinesterase. A atividade antibacteriana foi avaliada in vitro contra duas bactérias Gram-negativas, Pseudomonas aeruginosa e Escherichia coli, e uma bacteria Gram-positiva. Bacillus subtilis,. Fases de H. multibracteata foram mais eficazes na inibição de B. subtillis com MIC50 23,6 ?g mL-1 e 12,13 ?g mL-1 para HP e EAP, respectivamente. HP também apresentou atividade contra P. aeruginosa com MIC50 de 37,55 µg mL-1. EE e HMP de H. radicans mostraram moderada atividade anti-HIV-1 (MIC50 159 µg mL-1; MIC50 180 µg mL-1). Não há correlação entre o conteúdo total de fenólicos e esta atividade biológica, mas sim entre a quantidade de ácido rosmarínico das fases e a atividade anti-HIV1 de H. radicans. Foram isoladas pela primera vez a Cirsimaritina e o ácido litospermico A, sendo esta a primeira vez que se descrevem para o gênero Hyptis. Este estudo fornece a primeira evidência do potencial químico e biológico para estas duas espécies nativas de Hyptis

Oxidative stress plays an important role in diabetic pathogenesis. Rosmarinic acid (RA) was used for the first time as an antioxidant agent for inhibition of diabetic nephropathy. Oxidative stress induced by Streptozotocin (STZ) has been shown to damage pancreatic beta cell and produce hyperglycemia in rats, inducing diabetes. In the present study, an attempt was made in investigation, the efficiency of rosmarinic acid in preventing alteration of oxidative parameters in liver, kidney and acetylcholinesterase (AChE) in brain of diabetic rat induced by STZ. The animals were divided into six groups (n=8): control; ethanol; RA 10 mg/kg; diabetic; diabetic/ethanol; diabetic/RA 10 mg/kg.In diabetes, the brain region become affected and showed increased level of lipid peroxidation in hippocampus, cortex and striatum, compared with control. The increased in lipid peroxidation was decreased or maintained to the level of control by RA in hippocampus (28%), cortex (38%) and striatum (47%) of diabetic rats after 21 days treatment at the dose of 10 mg/kg body weight. Furthermore, we found that diabetes caused significant decreased in the activity of antioxidant enzymes i.e. superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), Delta-aminolevulinic acid dehydratase (ALA-D) and non- enzymatic parameter like ascorbic acid, non proteinthiol (NPSH) in liver and kidney. The diabetic group treated with RA (10 mg/kg body weight for 21 days) significantly increased the activity of enzymes SOD, CAT, ALA-D and nonenzymatic ascorbic acid, NPSH in liver and kidney. Furthermore, these results indicate that rosmarinic acid sigificantly mimic the oxidative stress produced during hyperglycemia in STZ-induced diabetic rats. In addition, rosmarinic acid is potential candidate in the prevention of any alteration of pathological condition in diabetes. We suggest that rosmarinic acid could be a suitable candidate for the treatment of diabetes. / O estresse oxidativo desempenha um papel significativo na patogênese do diabetes. O ácido rosmarínico (RA) foi utilizado pela primeira vez como agente antioxidante para a inibição da nefropatia diabética. O diabetes induzido por estreptozotocina (STZ) é capaz de destruir as células beta pancreáticas e produzir hiperglicemia causando estresse oxidativo. No presente estudo, investigou, a eficiência do ácido rosmarínico na prevenção de alteração de parâmetros oxidativos no fígado, rim e acetilcolinesterase (AChE) no cérebro de ratos diabéticos induzidos por STZ. Os animais foram divididos em seis grupos (n = 8): controle; etanol; RA 10 mg / kg; diabéticos; diabéticos /etanol; diabético / RA 10 mg / kg. Ratos diabéticos apresentaram um aumento do nível de peroxidação lipídica no hipocampo, córtex e estriado, em comparação com o controle. O tratamento com ácido rosmarínico (10 mg/kg) durante 21 dias preveniu o aumento da peroxidação lipídica no hipocampo (28%), no córtex (38%) e no estriado (47%) de ratos diabéticos. Além disso, o diabetes causou uma diminuição significativa na atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e delta aminolevulínico-desidratase (ALA-D) e nos níveis dos antioxidantes nãoenzimáticos ácido ascórbico e tióis não-proteicos (NPSH) no fígado e no rim. O tratamento com ácido rosmarínico preveniu o decréscimo na atividade da SOD, CAT e ALA-D e o decréscimo nos níveis de ácido ascórbico e NPSH no fígado e no rim. Assim, os resultados encontrados neste estudo indicam que o ácido rosmarínico diminuiu o estresse oxidativo produzido pela hiperglicemia em ratos diabéticos induzidos por STZ. Dessa forma, é plausível sugerir que o ácido rosmarínico é um potencial candidato na prevenção de alterações no sistema colinérgico bem como de danos oxidativos observados no diabetes.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-03-24T13:54:43Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mythali Lima Garcia - 2015.pdf: 491428 bytes, checksum: 7dd3092c147803197166317497cfaa6d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-03-24T13:56:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mythali Lima Garcia - 2015.pdf: 491428 bytes, checksum: 7dd3092c147803197166317497cfaa6d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-24T13:56:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mythali Lima Garcia - 2015.pdf: 491428 bytes, checksum: 7dd3092c147803197166317497cfaa6d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-11-27 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / The blast caused by the fungus Magnaporthe oryzae, is a disease affecting rice significantly throughout the world. Seeking its control, fungicides have been used indiscriminately. With the need to develop alternative control methods, the uses of plant extracts have been a promising strategy for the control of phytopathogens. The objective of this study was to develop and characterize the liquid extract of Rosmarinus officinalis standardized in rosmarinic acid and evaluate its potential as resistance inducer and suppressor of leaf blast on rice crops. The standardization was initiated by characterization of plant material followed by obtaining the liquid extract by percolation method. The liquid extract was characterized as pH, viscosity, density, solids content and chromatographic profile for Thin Layer Chromatography. A method by high-performance liquid chromatography to quantify the rosmarinic acid in the liquid extract was validated. In Embrapa Rice and beans, rice seeds were sown and three concentrations of R. officinalis extract and standard of rosmarinic acid were sprayed and monitored in plants to test their respective capabilities suppression of leaf blast and inducing resistance in rice from increase enzyme activity of chitinase, β-1,3 glucanase, peroxidase, lipoxygenase, phenylalanine ammonia lyase, of phenolic compounds and salicylic acid hormone, before and after challenge with M. oryzae. All treatments reduced the severity of leaf blast in rice in more than 80%. In the absence of the pathogen from four hours, all treatments increased the expression of enzymes related to the defense of the plant, the phenolic compounds and salicylic acid hormone, except for the peroxidase. In the presence of M. oryzae, the enzymatic activity of GLU, CHI, POX, LOX, PAL, phenolic compounds and salicylic acid content increased significantly. The standardized rosemary extract in rosmarinic acid has proven to be a powerful alternative method for controlling the blast in rice and may be associated with integrated management techniques. / A brusone, causada pelo fungo Magnaporthe oryzae, é uma doença que acomete o arroz de forma expressiva em todo o mundo. Visando o seu controle, fungicidas têm sido utilizados indiscriminadamente. Com a necessidade de se desenvolver métodos alternativos de controle, a utilização de extratos vegetais tem se mostrado uma estratégia promissora para o controle de fitopatôgenos. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar o extrato líquido de Rosmarinus officinalis padronizado em ácido rosmarínico e avaliar seu potencial como indutor de resistência e supressor da brusone foliar em cultivos de arroz. A padronização iniciou-se pela caracterização da matéria-prima vegetal seguida da obtenção do extrato líquido pelo método de percolação. O extrato líquido foi caracterizado quanto ao pH, viscosidade, densidade, teor de sólidos e perfil cromatográfico por Cromatografia em Camada Delgada. Adicionalmente foi validado um método por Cromatografia Líquida de Alta eficiência para a quantificação do ácido rosmarínico no extrato líquido. Na Embrapa arroz e feijão, sementes de arroz foram semeadas e três concentrações do extrato de R. officinalis e do padrão de ácido rosmarínico foram pulverizadas e monitoradas nas plantas para testar as suas respectivas capacidades de supressão da brusone foliar e indutora de resistência no arroz a partir do aumento da atividade enzimática de quitinase, β-1,3 glucanase, peroxidase, lipoxigenase, fenilalanina amônia-liase, dos compostos fenólicos e do hormônio ácido salicílico, antes e depois do desafio com M. oryzae. Todos os tratamentos reduziram a severidade da brusone foliar no arroz em mais de 80%. Na ausência do patógeno, a partir de 4 horas, todos os tratamentos aumentaram a expressão das enzimas relacionadas à defesa da planta, dos compostos fenólicos e do hormônio ácido salicílico, com exceção da peroxidase. Na presença de M. oryzae, a atividade enzimática de GLU, QUI, POX, LOX, PAL, os compostos fenólicos e o teor de ácido salicílico aumentaram significativamente. O extrato de alecrim padronizado em ácido rosmarínico revelou-se um potente método complementar para o controle da brusone no arroz podendo este ser associado às técnicas de manejo integrado.

As leishmanioses são antropozoonoses com amplo problema de saúde pública, que acometem aproximadamente 12 milhões de indivíduos em todo o mundo e causam cerca de 60 mil mortes por ano. No Brasil, a leishmaniose tegumentar (LT) apresenta coeficiente médio de detecção de 16 casos por 100 mil habitantes, onde em notificações no estado do Maranhão apresenta um dos maiores índices de incidência. Os fármacos utilizados atualmente apresentam eficácia limitada e algumas vezes significante toxicidade e efeitos adversos, sendo necessária a busca por novos tratamentos. Um dos meios para obtenção deste propósito é obter extratos vegetais que proporcionem a inativação da enzima arginase presente no parasito e responsável pela produção de poliaminas essenciais a sua sobrevivência. A escolha do material vegetal foi baseada através de práticas medicinais de populações onde a planta Stachytarpheta cayennensis é utilizada como analgésica, antiinflamatória e no tratamento de úlceras causadas por Leishmania. A planta foi coletada e feita a identificação botânica, e a droga foi utilizada para preparo de dois extratos por decocção e maceração em etanol 50%. Ambos foram fracionados com n-butanol e utilizados em testes de inibição da arginase. A fração butanólica do chá (BUF) foi a que apresentou menor número de constituintes. A análise do BUF por ressonância magnética nuclear indicou a presença de uma mistura de 7:3 de verbascosídeo/isoverbascosideo. Em seguida foi realizado o teste de inibição enzimática com a mesma fração e com os compostos estruturalmente relacionado com o verbascosídeo: ácido cafeico (IC50 = 1.5 µM), ácido clorogênico (IC50 = 3.4 µM), e ácido rosmarínico (IC50 = 1.5 µM). O teste de inibição na forma promastigota do parasito com a fração (BUF-CHÁ) em 72h de tratamento apresentou EC50 de 51 µg/mL. A partir dos resultados encontrados faz-se necessário mais experimentos com a planta, como a realização de ensaios com amastigotas de Leishmania e teste de toxicidade celular. Conclusão: S. cayennensis pode ser uma promissora fonte de novos fármacos para leishmaniose. / Stachytarpheta cayennensis is a plant traditionally used to treat tegumentary Leishmaniasis and as an anti-inflammatory. The aim of this study was to evaluate the mechanisms of action of extracts from S. cayennensis on the arginase enzyme of the trypanosome parasite Leishmania (Leishmania) amazonensis. S. cayennensis was collected in Formosa da Serra do Maranhão, Brazil. Crude water extract was fractionated with n-butanol and fractions were tested against arginase enzymes collected from L. (L.) amazonensis. The most potent arginase inhibitor fraction was then tested against L. (L.) amazonensis promastigotes in axenic culture. To verify arginase inhibition in L. (L.) amazonensis, promastigote cultures were supplemented with L-arginine (substrate) and L-ornithine, a product of hydrolysis of L-arginine by the arginase enzyme. Butanolic fraction (BUF) is a potent L. (L.) amazonensis arginase inhibitor (IC50 = 5 ± 1 µg/mL). BUF showed an IC50 of 51 µg/mL against L. (L.) amazonensis promastigotas. In addition, caffeic acid and two acids containing caffeoyl moiety were tested against arginase showing IC50 1.5-3.4 µM. The inhibition of arginase by BUF in the promastigote cultures was demonstrated by adding L-ornithine, which enhances parasite growth. In conclusion, verbascoside present in S. cayennensis extracts (BUF) target the arginase enzyme of L. (L.) amazonensis, resulting in the death of the parasites.

The HIV-1 pandemic affects millions of people worldwide with approximately 70% of those affected residing in sub-Saharan Africa (SSA) relying on traditional medicines for treatment. The key aim of the study was to isolate and characterise an active phyto-pharmaceutical ingredient (API) from L. trigonus for use as a vaginal microbicide. The aerial parts of L. trigonus were oven-dried at 80°C, ground and then extracted with boiling water for 30 minutes. Aqueous extracts were screened using an HIV-1 neutralization assay in TZM bl cells. Chromatographic and spectroscopic techniques were used to purify, isolate and identify the API. The API (BP36-117-26464C) was identified as a polymeric macromolecule with IC50 = 0.04 μg/ml against HIV-1 HXB 2 subtype B. This activity is comparable to the ARV drug, enfuvirtide (IC50 = 0.02 μg/ml). The API consists of galacturonic acid polymer and a mixture of seven compounds. Its mode of action may involve inhibiting virus attachment. The activity of this precipitate (BP36-117-26464C) tested against HIV-1 subtype C pseudovirions and shown to compare favorably with that of enfuvirtide (T20). The water-soluble nature of this API and its mode of action identified it as a potential microbicide. In the current form, the precipitate (API) would be difficult to develop as an oral treatment for HIV, as high-molecular weight agents often have poor bioavailability following oral administration. However, large molecules with potent anti-HIV activity are ideal for topical use and potent development as a microbicide. / Life & Consumer Sciences / M.Sc (Life Sciences)

Die mittlere Lebenserwartung des Menschen ist über die letzten 200 Jahre kontinuierlich gestiegen. Da Langlebigkeit ohne Gesundheit wenig Wert besitzt, ist es ein zentrales Anliegen, das Auftreten altersbedingter Krankheiten zu mindern. Besonders pflanzliche Phytochemikalien, im speziellen Polyphenole (PPs), sollen erheblich an der Gesundheitsförderung mitwirken. Die exakten Mechanismen jedoch, welche die Wirkvielfalt erklären könnten, sind nicht im Detail bekannt. Diese Fragen können nur durch in vivo Studien an Modelorganismen beantwortet werden, die sowohl die Lebensdauer, sowie physiologische und genetische Parameter einschließen. In dieser Studie wurden drei PPs mit lebensverlängernden Eigenschaften in C. elegans identifiziert: Quercetin (Q), Kaffeesäure (CA) und Rosmarinsäure (RA). Für alle drei PPs wurden hormetische Konzentration-Wirkungs-Kurven gefunden, dennoch war die Hormetin-typische Aktivierung einer Stressantwort (gemessen als Geneexpressions-Level von Hitzeschock-Proteinen) auf Q und RA beschränkt. Eine Umverteilung von Ressourcen nach dem Prinzip der „Disposable Soma Theorie“ konnte anhand von Abweichungen in der Größe, verändertem Lipid-Metabolismus und verzögerter Reproduktion (bei gleichbleibender Anzahl der Nachkommen), für alle drei PPs gezeigt werden. Während direkte CR-Effekte ausgeschlossen wurden, ist dies nicht möglich für durch CA und RA ausgelöste indirekte CR-Effekte, da beide die Lebensspanne von sir-2.1 Mutanten nicht verlängern konnten. Alle drei PPs verlängerten die Lebensspanne von mev-1 Mutanten, jedoch wurde eine erhöhte TAC in vivo und eine reduzierte oxidative Schädigung, nur durch Q- und CA- Gabe erreicht. Die genetischen Wirkwege der PPs wurden durch Lebensdauer- und Thermotoleranztests mit in alters-relevanten Genen mutierten Nematoden definiert. Die gesundheitsfördernden Eigenschaften von CA und RA konnten so osr-1, sek-1, sir-2.1 and unc-43, sowie daf-16 im Falle von CA, zugeschrieben werden. Die Mechanismen von Q wurden in größerem Umfang, durch die Integration von durchgeführten Lebensdauertests und Microarray-Studien einerseits und einer umfassenden Meta-Analyse von veröffentlichten, alters-relevanten Genexpressions-Profilen andererseits, analysiert. Q wirkt vermutlich durch ein komplexes Zusammenspiel von konservierten genetischen Signalwegen, im Speziellen dem Insulin-ähnlichen (ILS), TGF-beta, p38 MAPK, CAMKII und möglicherweise auch über eine von der Keimbahn und somatischen Gonade ausgehenden Signalwirkung. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sowohl in vivo antioxidative und prooxidative Eigenschaften, die Modulation auf Genebene, sowie eine Umverteilung von Ressourcen zu gewissen Teilen (abhängig vom PP) zur Lebensverlängerung beitragen. / The mean life expectancy of humans has increased continuously over the last 200 years. Since longevity is of little value in the absence of health, it is a central request to prevent the increasing burden of age-related diseases. It is suggested that phytochemicals in plants, specifically the polyphenols (PPs), are important factors to support the overall well-being. However, the precise mechanisms that can explain, in full, the magnitude of impact remains elusive. This knowledge gap can only be plugged by in vivo model organism approaches that integrate lifespan assays with physiological, and genetic parameters following the ingestion of PPs. In this study, three PPs with life-extending properties in C. elegans were identified: Quercetin (Q), Caffeic acid (CA) and Rosmarinic acid (RA). The underlying mechanisms were systematically studied by a broad spectrum of functional and genetic investigations. For all three compounds, life extension was characterized by hormetic concentration-response curves, but stress-response induction, a hallmark of hormetin action, was restricted to Q and RA, at least when assessed at the level of gene expression of heat shock proteins. A reallocation of resources in a disposable soma-like pattern could be shown for all three PPs, because the exposure to Q, CA and RA resulted in variations in body size, altered lipid-metabolism and a tendency towards a delay in reproductive timing. However, the total number of offspring was unaltered. While direct CR effects arising from reduced food uptake could be rejected, an indirect CR effect cannot be excluded for CA and RA, as these PPs failed to provoke longevity in sir-2.1 mutants. Furthermore, the in vitro versus in vivo antioxidative properties were evaluated. While all three PPs could prolong mev-1 lifespan, only Q and CA were shown to increase the TAC in vivo and reduce oxidative damage in the nematodes. To define the genetic pathways of PP action, lifespan and thermotolerance assays were performed in mutant animals devoid of aging-relevant genetic players. These experiments revealed that the health gaining properties of CA and RA both rely on osr-1, sek-1, sir-2.1 and unc-43, plus daf-16 in the case of CA. The mechanisms of Q action are partly distinct and were analyzed in more detail by integrating own mutant lifespan assays and microarray studies with an extensive meta-analysis of published gene expression profiles obtained under aging-relevant conditions. Quercetin is proposed to act through a complex interplay of conserved genetic pathways, for example Insulin-like signaling (ILS), TGF-beta signaling, p38 MAPK, CaMKII, and possibly also due to germline and somatic gonad signaling. Taken together, hormesis, in vivo antioxidative/prooxidative properties, modulation of genetic players, as well as the re-allocation of resources all contribute (to some extent and dependent on the polyphenol) to life extension. Summary 1

The HIV-1 pandemic affects millions of people worldwide with approximately 70% of those affected residing in sub-Saharan Africa (SSA) relying on traditional medicines for treatment. The key aim of the study was to isolate and characterise an active phyto-pharmaceutical ingredient (API) from L. trigonus for use as a vaginal microbicide. The aerial parts of L. trigonus were oven-dried at 80°C, ground and then extracted with boiling water for 30 minutes. Aqueous extracts were screened using an HIV-1 neutralization assay in TZM bl cells. Chromatographic and spectroscopic techniques were used to purify, isolate and identify the API. The API (BP36-117-26464C) was identified as a polymeric macromolecule with IC50 = 0.04 μg/ml against HIV-1 HXB 2 subtype B. This activity is comparable to the ARV drug, enfuvirtide (IC50 = 0.02 μg/ml). The API consists of galacturonic acid polymer and a mixture of seven compounds. Its mode of action may involve inhibiting virus attachment. The activity of this precipitate (BP36-117-26464C) tested against HIV-1 subtype C pseudovirions and shown to compare favorably with that of enfuvirtide (T20). The water-soluble nature of this API and its mode of action identified it as a potential microbicide. In the current form, the precipitate (API) would be difficult to develop as an oral treatment for HIV, as high-molecular weight agents often have poor bioavailability following oral administration. However, large molecules with potent anti-HIV activity are ideal for topical use and potent development as a microbicide. / Life and Consumer Sciences / M.Sc (Life Sciences)

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.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:11:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacaoo Rene Oliveira do Couto.pdf: 320246 bytes, checksum: 816190f5ad7a712d430d34f4a9536d4b (MD5) Previous issue date: 2011-02-24 / In this work, standardized spray-dried extracts of Rosmarinus officinalis L.(Lamiaceae), were obtained. The work started with the obtainment and characterization of the R. officinalis dried and powder leaves. A hydroalcoholic extract was obtained by percolation using as solvent ethanol at 80 % (v/v). The drying experiments followed a Box-Behnken (33) factorial design in order to obtain dry powders with optimized properties. In this way, the influence of several in-process parameters e. g. extract feed rate, drying air inlet temperature and spray nozzle airflow rate, on the dried extracts properties were investigated. The herbal raw material as well as both hydroalcoholic and dried extracts were analyzed by several physic-chemical and physical techniques. Additionally, the in vitro antioxidant activity from both hydroalcoholic and dried extracts were assessed by DPPH free radical scavenging test. Rosmarinic acid, the major component on the specie and one of the main compounds responsible for these pharmacological activities, was used as chemical marker in High Performance Liquid Chromatography (HPLC) coupled to photodiode array detection (PDA) quantification assays in all steps of this work. The analytical method was validated following Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA Brazilian National Health Surveillance Agency) guidelines. This method proved to be simple, rapid, selective, linear, sensible, precise, accurate a robust. On the herbal raw material characterization, it were observed a swelling índex of 2.33 ± 0.11, a mean powder size of 437.94 ± 7.00 μm, as well as moisture, total ashes, acid insoluble ashes, total polyphenols, total tannins, total flavonoids and rosmarinic contents of 9.1 ± 0.23, 7.32 ± 0.045, 0.378 ± 0.016, 3.81 ± 0.043, 0.49 ± 0.01, 1.73 ± 0.07 and 1.05 ± 0.03% (w/w), respectively. The concentrated hydroalcoholic extract presented density of 0.964 ± 0.002 g/mL, solids content of 9.66 ± 0.07%, pH 5.106 ± 0.005, alcoholic content of 38.2 ± 0.53% and a viscosity of 5.2 ± 0.09 mPas. The levels of total polyphenols, total tannins, total flavonoids and rosmarinic contents were of 30.19 ± 0.24, 9.13 ± 0.01, 8.78 ± 0.1 and 10.68 ± 0.43% (w/w), respectively. Also, in the antioxidant assessment, the extract presented an inhibitory concentration (IC50) of 17.29 μg/mL. Results showed drying yields ranging from 17.1 to 74.96%. Also, all dried products showed moisture contents and water activities below 5% (w/w) and 0.5, respectively. Although dry products having lost some of their polyphenols they still presented antioxidant activities (IC50) ranging from 17.58 to 24.83 μg/mL. However, most recovered products presented inadequate flowability and compressibility. In general, the particles showed spherical shape and various sizes. Analysis of variance (ANOVAs) proved that the factors studied and some of their interactions significantly affected most of the investigated responses. Moreover, the best condition for obtaining dry extracts of rosemary with stability evidence as well as adequate physicochemical and functional properties is the one performed with a high extract feed rate, an intermediate drying air inlet temperature and a low spray nozzle air flow rate. Accordingly, spray drying technique may be an attractive and promising alternative to develop intermediate phytopharmaceutical products of rosemary. / A obtenção de extratos secos padronizados da Rosmarinus officinalis L. (Lamiaceae),por meio da técnica de spray drying, foi precedida de duas etapas, iniciando-se pela obtenção e caracterização do material de partida (pó das folhas da planta) e a partir desse, obtendo-se o extrato hidroalcoólico pelo método de percolação usando como solvente etanol a 80% (v/v).Os experimentos de secagem foram conduzidos seguindo um planejamento fatorial do tipo Box-Behnken (33) a fim de se obter produtos secos com propriedades otimizadas. Nesse sentido, foram investigadas as influências de alguns parâmetros envolvidos no processo, e. g. fluxo de alimentação de extrato, temperatura de entrada do ar de secagem e vazão do ar de aspersão nas propriedades dos extratos secos obtidos. Tanto o material de partida quanto os produtos obtidos através dele, foram caracterizados por vários ensaios físico-químicos e físicos. Ainda, foi avaliado o potencial antioxidante in vitro do extrato hidroalcoólico e dos extratos secos por meio de um método colorimétrico empregando o radical livre DPPH . O ácido rosmarínico, componente majoritário e um dos principais responsáveis pelas atividades farmacológicas da espécie, foi selecionado como marcador químico e, em todas as etapas do processo, foi quantificado por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) acoplada a detector de arranjo de fotodiodos (DAD). Para tanto um método analítico foi validado seguindo os parâmetros e critérios de aceitação propostos pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), o qual provou ser de fácil execução, rápido, seletivo, linear, sensível, preciso, exato e robusto. Na caracterização da droga vegetal, foram verificados teores de voláteis, cinzas totais, cinzas insolúveis em ácido, polifenóis totais, taninos totais, flavonóides totais e ácido rosmarínico de 9,1 ± 0,23, 7,32 ± 0,045, 0,378 ± 0,016, 3,81 ± 0,043, 0,49 ± 0,01, 1,73 ± 0,07 e 1,05 ± 0,03% (m/m), respectivamente, além de índice de intumescência de 2,33 ± 0,11 e tamanho médio de partículas de 437,94 ± 7,00 μm. O extrato hidroalcoólico apresentou densidade de 0,964 ± 0,002 g/mL, resíduo seco de 9,66 ± 0,07%, pH 5,106 ± 0,005, teor alcoólico de 38,2 ± 0,53% e viscosidade de 5,2 ± 0,09 mPas. Ainda, foi obtida uma concentração inibitória (CE50) de 17,29 μg/mL nos ensaios de atividade antioxidante e os teores de polifenóis totais, taninos totais, flavonóides totais e ácido rosmarínico foram de 30,19 ± 0,24, 9,13 ± 0,01, 8,78 ± 0,1 e 10,68 ± 0,43% (m/m), respectivamente. Os rendimentos de secagem variaram de 17,1 a 74,96%, sendo que em todos os produtos secos, foram observados teores de voláteis e atividade de água abaixo de 5% (m/m) e 0,5, respectivamente. Apesar dos produtos secos terem perdido parte de seus compostos polifenólicos, eles ainda apresentaram CE50 variando de 17,58 a 24,83 μg/mL. Entretanto, a maioria dos extratos secos apresentou propriedades de fluxo e compressibilidade inadequadas para fins farmacêuticos. As fotomicrografias obtidas para esses produtos mostraram partículas de tamanho variável e formato esférico. Análises de Variância(ANOVAs) demonstraram que ambos os fatores estudados e algumas de suas interações afetaram significativamente a maioria das respostas investigadas, sendo que a melhor condição a ser empregada na obtenção de extratos secos padronizados com indícios de estabilidade, assim como propriedades físico-químicas e funcionais adequadas é aquela realizada com alto fluxo de extrato de alimentação, temperatura do ar de admissão intermediária e baixa vazão do ar de aspersão. Assim, a técnica de spray drying pode ser uma alternativa atrativa e promissora para a obtenção de produtos fitofarmacêuticos intermediários da R. officinalis.