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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/7897
Tipo do documento: | Tese |
Título: | Desenvolvimento de sistemas in vitro visando à produção de plantas, culturas celulares e metabólitos com potencial antioxidante e antineoplásico de Pereskia aculeata Mill |
Título(s) alternativo(s): | In vitro system development aimed at production of plants, cell cultures and metabolites with antioxidant and anticancer potential of Pereskia aculeata Mill |
Autor: | Lage, Débora de Aguiar ![]() |
Primeiro orientador: | Sato, Alice |
Primeiro coorientador: | Sabino, Kátia Costa de Carvalho |
Primeiro membro da banca: | Gallo, Cláudia Vitória de Moura |
Segundo membro da banca: | Araújo, Maria da Graça Justo |
Terceiro membro da banca: | Almeida, Georgia Pacheco Peters de |
Quarto membro da banca: | Albarello, Norma |
Resumo: | Técnicas biotecnológicas têm sido usadas para a produção de plantas e metabólitos secundários de interesse, em larga escala, contribuindo para o uso sustentável da biodiversidade. Adicionalmente, o aumento da incidência de câncer associado aos efeitos colaterais causados pelo tratamento quimioterápico tradicional tem impulsionado as pesquisas científicas para a descoberta de novos fármacos de origem natural. Espécies de Cactaceae são reconhecidas como fontes de vitaminas, proteínas e sais minerais, ricas em substâncias bioativas, sendo consideradas alimentos funcionais. Conhecida como ora-pro-nóbis, Pereskia aculeata Mill. é um cacto nativo que apresenta alto valor nutritivo e propriedades medicinais. Este trabalho objetivou o estabelecimento de diferentes sistemas de cultivo in vitro de P. aculeata visando à produção de metabólitos de importância medicinal e nutracêutica, com ênfase no potencial antineoplásico. A germinação in vitro foi estabelecida, fornecendo explantes epicotiledonares usados na propagação in vitro da espécie. Brotos proliferados em meio MS suplementado com BA foram enraizados in vitro e aclimatizados com sucesso. Elevadas taxas de proteínas totais foram determinadas em folhas de plantas de campo e aclimatizadas. Culturas de calos (CC) pigmentados foram estabelecidas a partir de segmentos de hipocótilo mantidos em meio MS contendo Picloram. A modificação no meio MS em relação ao conteúdo total e à fonte de nitrogênio favoreceu a otimização de biomassa calogênica pigmentada. Culturas de células em suspensão (CCS) foram estabelecidas a partir de calos friáveis pigmentados cultivados em meio líquido de mesma composição. Os pigmentos foram caracterizados como betalaínas. CC e CCS pigmentadas foram submetidas à extração e quantificação de betalaínas totais. Alta produção de betalaínas foi verificada nas CCS cultivadas em meio MS modificado. Extratos metanólicos foram obtidos a partir de plantas de campo, aclimatizadas e culturas in vitro de P. aculeata. A ação antioxidante da espécie foi demonstrada por meio da captura do radical DPPH, da capacidade quelante de ferro II e redução dos níveis de espécies reativas de oxigênio e óxido nítrico. O potencial antitumoral de P. aculeata foi verificado em diferentes linhagens de células neoplásicas. A amostra obtida de folhas de campo apresentou alta citotoxicidade sobre as linhagens leucêmicas K562 e Jurkat. O potencial medicinal da espécie foi associado à presença de betalaínas e polifenois, determinados por CLAE-UV-MS-IES. Os resultados alcançados confirmam o potencial nutracêutico de P. aculeata em materiais produzidos in vitro, revelam a atividade antineoplásica da espécie em linhagens ainda não investigadas e viabilizam métodos de exploração da espécie a partir da biotecnologia vegetal |
Abstract: | Biotechnological techniques have been used for large-scale production of plants and secondary metabolites of interest, contributing to the sustainable use of biodiversity. Additionally, the increased incidence of cancer associated with adverse effects induced by traditional chemotherapy has leading scientific research to search for new drugs of natural origin. Species from the Cactaceae family are recognized as sources of vitamins, proteins and minerals, rich in bioactive substances, and they may be considered as functional foods. Commonly known as ora-pro-nobis , Pereskia aculeata Mill. is a native cactus with high nutritional value and medicinal properties. This study aimed the establishment of different in vitro culture systems for P. aculeata to produce metabolites of medicinal and nutraceutical significance, focusing on anticancer potential. In vitro germination was established and provided epicotyl explants used in the micropropagation of the species. Buds proliferated on MS medium supplemented with BA were in vitro rooted and successfully acclimatized. High rates of total protein were determined in leaves from field and acclimatized plants. Pigmented callus cultures (PCC) were established from hypocotyl segments kept on MS medium containing Picloram. Modifications in the composition of MS medium with respect to the total content and the nitrogen source favored to optimize the pigmented calogenic biomass. Cell suspension cultures (CSC) were established from pigmented friable callus grown in liquid medium of the same composition. The pigments were characterized as betalains. PCC and CSC were submitted to extraction and quantification of total betalains. High production of betalains was verified in CSC grown in modified MS. Methanolic extracts were obtained from acclimatized and field plants, and from in vitro cultures of P. aculeata. The antioxidant action of the species was demonstrated by scavenging the DPPH radical, iron II chelating capacity and reduction of reactive oxygen species and nitric oxide levels. The anticancer potential of P. aculeata was observed in different strains of neoplastic cells. The field leaf sample showed high cytotoxicity on K562 and Jurkat leukemia cell lines. The medicinal potential of the species was associated with the presence of betalains and polyphenols, determined by HPLC-UV-MS ESI. The results confirm the nutraceutical potential of P. aculeata from in vitro produced materials, reveal the antitumor activity for tumor cell lines still not investigated and make possible the species exploration by plant biotechnology |
Palavras-chave: | Ora-pro-nóbis In vitro culture Betalains Antioxidant activity Antitumor potential Cactaceae Ora-pro-nóbis Cultura in vitro Betalaínas Atividade antioxidante Potencial antitumoral Cactaceae Plantas medicinais - Propagação in vitro Plantas |
Área(s) do CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BOTANICA::BOTANICA APLICADA |
Idioma: | por |
País: | BR |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal |
Citação: | LAGE, Débora de Aguiar. Desenvolvimento de sistemas in vitro visando à produção de plantas, culturas celulares e metabólitos com potencial antioxidante e antineoplásico de Pereskia aculeata Mill. 2015. 222 f. Tese (Doutorado em Conservação e Utilização da Biodiversidade) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2015. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/7897 |
Data de defesa: | 13-Ago-2015 |
Aparece nas coleções: | Doutorado em Biologia Vegetal |
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