Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Pampa Biome has a great biodiversity of plants, among them the Family Malvaceae. Despite the medicinal use of many of these plants, studies on the biological activity of these are still very scarce. This is the case of the plant known as "erva de ovelha", which is traditionally used in therapy against prostate cancer, used as tea and prepared from two species of the genus Pavonia, highlighting the Pavonia xanthogloea. Therefore, this study aimed to identify bioactive compounds in the extract and five fractions of P. xanthogloea, evaluating their antioxidant and antitumor action in the lineage of prostate cancer DU145. Additionally, the potential cytotoxic effect via pharmacogenetic studies on human red blood cells (RBCs) bearers of different genotypes of the polymorphism found in the gene of the enzyme superoxide dismutase manganese dependent (Ala16Val-SOD2). These RBCs afterwards were exposed to extract and fractions of P. xanthogloea. The results were arranged and shown as three scientific papers. Manuscript 1: The chemical composition of the extract and fractions (ethyl acetate, hexane, n-butanol, aqueous and dichloromethane) was determined by liquid chromatography of high efficiency. The antioxidant activity was determined by DPPH assay. The antioxidant activity and the cytotoxicity evaluated by exposure of human lymphocytes exposed to different concentrations of extract/fractions with and without sodium nitroprusside and H2O2. Tiliroside was found in all extracts. The aqueous and ethyl acetate fractions showed high antioxidant capacity. The crude extract (ethanol) and hexane, n-butanol and aqueous fractions reverts the ROS levels generated by H2O2. The crude extract and hexane, ethyl acetate and n-butanol fractions do not cause cytotoxicity. The aqueous fraction was cytotoxic at concentration of 300 μg/mL. The reversal of the cytotoxicity caused by SNP was dependent on the concentration and extract/fraction. The dichloromethane fraction was cytotoxic at all concentrations. The results suggest potential medicinal use of this species. Manuscript 2: The study evaluated in vitro the hemolytic effect of chelerythrine (CHE), alkaloid extracted from Zanthoxylum rhoifolium, and the possible pharmacogenetic influence of SOD2-Ala16Val in RBCs. The CHE inhibits protein kinase C activity decreasing the RBCs deformation and causing oxidative stress. Blood was collected from healthy subjects previously genotyped for the polymorphism Ala16Val-SOD2. The CHE was incubated with RBCs (1 × 109 cell/mL) at concentrations 0.1 μM, 2 μM and 8 μM. Pharmacogenetic effect was evaluated through spectrophotometric analysis of indicators of oxidative stress, lipid peroxidation, catalase, advanced oxidation protein products (AOPP) and nitrate/nitrite (NOx), and hemolysis. The RBCs were maintained under controlled conditions. The response to treatment with CHE was genotype dependent and AA RBCs were more sensitive than VV. The SOD2 plays an important role in erythropoiesis and causes an impact on the quality of RBC. Therefore, the results presented here suggest toxicogenetic influence of SOD2 in hemolytic assay using human cells. Manuscript 3: To evaluate the antitumor effect viability assays of (24 hour exposure) and cell proliferation (72 hour exposure) were performed by MTT assay and spectrophotometric analisys. The pharmacogenetic effect through the hemolysis assay by spectrophotometry. Blood was collected from healthy subjects previously genotyped for the polymorphism Ala16Val-SOD2. Both erythrocytes and tumor cells were grown under controlled conditions. Study the pattern of hemolysis associated with different genotypes of the polymorphism Ala16Val-SOD2 suggests pharmacogenetic effect. When hemolysis assay was performed for different concentrations of extract and fractions of P. xanthogloea the anti-hemolytic protective effect observed was independent of the gene SOD2. Cytotoxic and antiproliferative activity was observed in the cell lineage of prostate cancer DU145 was dependent on the type of extract/fraction and concentration, highlighting n-butanol fraction that showed strong antiproliferative activity. These results showed great similarity to antitumor activity of doxorubicin chemotherapeutic and also seem to be associated with tiliroside isolated from P. xanthogloea. The overall results match with the popular use of P. xanthogloea regarding the prostate cancer therapy. However, further investigations should be performed to evaluate the antitumor action mechanisms of P. xanthogloea. / O Bioma Pampa possui uma grande biodiversidade de plantas, entre as quais as da Família Malvaceae. Apesar do uso medicinal de muitas destas plantas, estudos sobre a atividade biológica das mesmas ainda são muito escassos. Este é o caso da planta conhecida como erva de ovelha , que é tradicionalmente utilizada na terapia contra o câncer de próstata, na forma de chá e preparado a partir de duas espécies do gênero Pavonia, com destaque a Pavonia xanthogloea. Portanto, o presente estudo teve como objetivo principal identificar compostos bioativos do extrato e cinco frações de P. xanthogloea, avaliando a sua ação antioxidante e antitumoral na linhagem de câncer de próstata DU145. Adicionalmente, o potencial efeito citotóxico via estudos farmacogenéticos em células sanguíneas vermelhas (RBCs) humanas, portadoras de diferentes genótipos do polimorfismo encontrado no gene da enzima superóxido dismutase dependente de manganês (Ala16Val-SOD2). Estas RBCs posteriormente foram expostas ao extrato e frações da P. xanthogloea. Os resultados obtidos foram organizados e apresentados sob a forma de três artigos científicos. Manuscrito 1: A composição química do extrato e frações (acetato de etila, n-butanol, hexano, aquosa e diclorometano) foi determinada por cromatografia de líquida de alta eficiência. A capacidade antioxidante foi determinada pelo ensaio do DPPH. A atividade antioxidante e a citotoxicidade avaliada através da exposição de linfócitos humanos expostos a diferentes concentrações de extrato/frações com e sem nitroprussiato sódico e H2O2. O tilirosídeo foi encontrado em todos os extratos. As frações aquosa e acetato de etila mostraram alta capacidade antioxidaente. O extrato bruto (etanólico) e frações hexano, aquosa e n-butanol revertem os níveis de ROS gerados pelo H2O2. O extrato bruto e frações hexano, acetato de etila e n-butanol não causam citotoxidade. A fração aquosa foi citotóxica na concentração de 300 μg/mL. A reversão da citotoxicidade causada pelo SNP foi dependente do extrato/fração e da concentração. A fração diclorometano foi citotóxica em todas as concentrações. O resultado sugere potencial uso medicinal desta espécie. Manuscrito 2: O estudo avaliou in vitro o efeito hemolítico da Queleritrina (CHE), alcaloide extraído da Zanthoxylum rhoifolium, e da possível influência farmacogenética da SOD2-Ala16Val em RBCs. A CHE inibe a atividade da proteina quinase C diminuindo a deformação das RBCs e causando estresse oxidativo. O sangue foi coletado de sujeitos saudáveis, previamente genotipados para o polimorfismo Ala16Val-SOD2. A CHE foi incubada com RBCs (1 × 109 cell/mL) nas concentrações 0.1 μM, 2 μM and 8 μM. O efeito farmacogenético foi avaliado através de análises espectrofotométricas de indicadores do estresse oxidativo, lipoperoxidação, catalase, produtos avançados da oxidação de proteínas (AOPP) e nitrato/nitrito (NOx), e hemólise. As RBCs foram mantidas em condições controladas. A resposta ao tratamento com CHE foi genótipo dependente e, RBCs AA foram mais sensíveis que as VV. A SOD2 tem um importante papel na eritropoiese e causa impacto na qualidade das RBC. Portanto, os resultados aqui apresentados sugerem influência toxicogenética de SOD2 em ensaio hemolítico utilizando células humanas. Manuscrito 3: Para avaliar o efeito antitumoral foram feitos ensaios de viabilidade (24 horas de exposição) e proliferação celular (72 horas de exposição) e análise espectrofotométrica pelo ensaio MTT. O efeito farmacogenético através do ensaio de hemólise, por espectrofotometria. O sangue foi coletado de sujeitos saudáveis, previamente genotipados para o polimorfismo Ala16Val-SOD2. Tanto os eritrócitos quanto as células tumorais foram cultivadas em condições controladas. O estudo do padrão de hemólise associado aos diferentes genótipos do polimorfismo Ala16Val-SOD2 sugere efeito farmacogenético. Quando foi realizado ensaio de hemólise para diferentes concentrações do extrato e frações de P. xanthogloea o efeito anti-hemolítico protetor observado foi independente do gene da SOD2. Atividade citotóxica e antiproliferativa observada na linhagem celular de câncer de próstata DU145 foi dependente do tipo de extrato/fração e concentração, com destaque a fração butanol que apresentou intensa atividade antiproliferativa. Estes resultados apresentaram grande similaridade a atividade antitumoral do quimioterápico doxirrubicina e também parecem estar associados ao tilirosídeo, isolado da P. xanthogloea. O conjunto dos resultados condizem com o uso popular da P. xanthogloea em relação a terapia do câncer de próstata. Entretanto, investigações complementares devem ser feitas para avaliar os mecanismos de ação antitumorais da P. xanthogloea.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/3861 |
| Date | 31 January 2014 |
| Creators | Mostardeiro, Clarice Pinheiro |
| Contributors | Cruz, Ivana Beatrice Mânica da, Morel, Ademir Farias, Maldaner, Graciela, Cattani, Maria Fernanda Manica Rizzi, Brescian, Guilherme Bergamaschi |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Farmacologia, UFSM, BR, Farmacologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 201000000000, 400, 300, 300, 300, 300, 300, 300, 0b5fcfe0-b017-4163-80e2-17c110fbcf01, 5a7d4c94-97aa-418a-b96c-1c549716e133, 22df5f67-c304-4742-b982-4d1e6d30aecc, b662adc2-b8c5-40f5-9505-a588671e05db, ecdc0895-854a-4622-a080-e40f1b9df959, c8dfe497-e314-4a26-8e6a-03ab4581f7fe |
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