In vitro and in vivo antitumor activity of crude extracts obtained from Brazilian Chromobacterium sp isolates

Natural products produced by microorganisms have been an important source of new substances and lead compounds for the pharmaceutical industry. Chromobacterium violaceum is a Gram-negative β-proteobacterium, abundant in water and soil in tropical and subtropical regions and it produces violacein, a pigment that has shown great pharmaceutical potential. Crude extracts of five Brazilian isolates of Chromobacterium sp (0.25, 2.5, 25, and 250 µg/mL) were evaluated in an in vitro antitumor activity assay with nine human tumor cells. Secondary metabolic profiles were analyzed by liquid chromatography and electrospray ionization mass spectrometry resulting in the identification of violacein in all extracts, whereas FK228 was detected only in EtCE 308 and EtCE 592 extracts. AcCE and EtCE 310 extracts showed selectivity for NCI/ADR-RES cells in the in vitro assay and were evaluated in vivo in the solid Ehrlich tumor model, resulting in 50.3 and 54.6% growth inhibition, respectively. The crude extracts of Chromobacterium sp isolates showed potential and selective antitumor activities for certain human tumor cells, making them a potential source of lead compounds. Furthermore, the results suggest that other compounds, in addition to violacein, deoxyviolacein and FK228, may be involved in the antitumor effect observed.

Esculetin, a coumarin derivative, exerts in vitro and in vivo antiproliferative activity against hepatocellular carcinoma by initiating a mitochondrial-dependent apoptosis pathway

This study investigated the in vitro and in vivo antiproliferative activity of esculetin against hepatocellular carcinoma, and clarified its potential molecular mechanisms. Cell viability was determined by the MTT (tetrazolium) colorimetric assay. In vivoantitumor activity of esculetin was evaluated in a hepatocellular carcinoma mouse model. Seventy-five C57BL/6J mice were implanted with Hepa1-6 cells and randomized into five groups (n=15 each) given daily intraperitoneal injections of vehicle (physiological saline), esculetin (200, 400, or 700 mg·kg-1·day-1), or 5-Fu (200 mg·kg-1·day-1) for 15 days. Esculetin significantly decreased tumor growth in mice bearing Hepa1-6 cells. Tumor weight was decreased by 20.33, 40.37, and 55.42% with increasing doses of esculetin. Esculetin significantly inhibited proliferation of HCC cells in a concentration- and time-dependent manner and with an IC50 value of 2.24 mM. It blocked the cell cycle at S phase and induced apoptosis in SMMC-7721 cells with significant elevation of caspase-3 and caspase-9 activity, but did not affect caspase-8 activity. Moreover, esculetin treatment resulted in the collapse of mitochondrial membrane potential in vitro and in vivo accompanied by increased Bax expression and decreased Bcl-2 expression at both transcriptional and translational levels. Thus, esculetin exerted in vitro and in vivo antiproliferative activity in hepatocellular carcinoma, and its mechanisms involved initiation of a mitochondrial-mediated, caspase-dependent apoptosis pathway.

Antioxidant activity in vivo and in vitro of Halimeda incrassata aqueous extracts

The aim of the present paper was to provide the evidences for the antioxidant activity in Halimeda incrassata (Ellis) Lamouroux aqueous extracts obtained after simple water extraction of the fresh algae at room temperature (23°C). Previously in the literature, only antioxidant activity associated to carotenoids fractions of seaweeds has been reported. From different species of seaweeds, Halimeda incrassata aqueous extract exhibited the highest antioxidant activity on the inhibition of TBARS formed during the spontaneous lipid peroxidation of rat brain homogenates with an IC50 of 0.340mg.mL-1. Halimeda incrassata aqueous extract (0.5mg.mL-1), was also capable of decreasing the in vitro generation of hydrogen peroxide by two distinct metabolic pathways involving glutamic and malonic acids. Also, Halimeda incrassata (at doses of 50, 100 and 200mg.Kg-1) showed a neuroprotective effect in vivo on the gerbil model of bilateral carotid occlusion because of decreasing the locomotor and exploratory activity induced by ischemia. In summary, Halimeda incrassata aqueous extracts exhibit antioxidant properties in different in vitro as well as in vivo models which could be explained by the presence of several hydrosoluble compounds. Further studies on this way are necessary to elucidate the precise structure of these compounds. Low toxicity of most seaweeds to humans, but particularly of Halimeda genus may favor its use as functional food.

Atividade antimicrobiana in vitro de produtos vegetais em otite externa aguda

Otite externa aguda é a inflamação do conduto auditivo externo, e plantas medicinais podem ser utilizadas, na cultura popular, para seu tratamento. OBJETIVO: Avaliar atividade antimicrobiana in vitro de Aleolanthus suaveolens, Caryophyllus aromaticus, Cymbopogon citratus, Matricaria chamomila, Pithecellobium avaremotemo, Plectranthus amboinicus e Ruta graveolens sobre agentes etiológicos de otite externa. CASUÍSTICA E MÉTODOS: A concentração inibitória mínima de extratos e óleos destas plantas foi obtida em amostras de otite externa. RESULTADOS: Staphylococcus aureus em 10 culturas, Pseudomonas aeruginosa em 8, Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus, em associação, em 5 culturas e Candida albicans e Candida krusei em 4 culturas. P. aeruginosa foi resistente a todos os extratos e óleos essenciais testados; os extratos de A. suaveolens, P. avaremotemo e de R. graveolens foram inativos, o óleo essencial de C. aromaticus e M. chamomila foram ativos contra 3 cepas de S. aureus e as cepas de Candida; Sete das cepas de S. aureus foram sensíveis ao extrato de P. amboinicus, mas o óleo não mostrou atividade, 4 cepas de S.aureus e as cepas de Candida foram sensíveis ao óleo essencial de R. graveolens. CONCLUSÃO: Algumas plantas apresentaram resultados satisfatórios, dependendo do agente etiológico, porém se faz necessário estudos mais detalhados, para melhorar o aproveitamento destas plantas.

Tolerância à salinidade avaliada em genótipos de arroz cultivados in vitro

As plantas em condições naturais estão expostas a vários estresses ambientais que afetam seu metabolismo. Dentre esses, a salinidade dos solos e da água de irrigação é um dos mais sérios problemas para a agricultura irrigada. O objetivo deste trabalho foi identificar, por meio de caracteres morfológicos, a variabilidade genética de 10 genótipos de arroz, cultivados in vitro, e agrupar esses genótipos para o caráter tolerância à salinidade. Os tratamentos foram constituídos por 10 genótipos e quatro concentrações de NaCl (0, 4, 8 e 12 mg L-1) acrescidas ao meio de cultura MS. Após 21 dias, foram avaliados diversos caracteres morfológicos, para os quais foram realizados cálculos percentuais de desempenho relativo (aumento ou redução), considerando-se o valor absoluto do tratamento-controle (0 mg L-1). Todos os caracteres mensurados tiveram seu desenvolvimento reduzido em substrato salino, sendo os correspondentes à biomassa média da parte aérea e do sistema radicular os mais sensíveis ao NaCl. Observou-se dissimilaridade entre os genótipos estudados para tolerância à salinidade, verificada pela formação de três grupos distintos pelo método hierárquico UPGMA e dois grupos pelo método de Tocher, sendo o genótipo BRS Bojuru o mais tolerante e BRS "7" Taim e BRS Ligeirinho os mais sensíveis à salinidade.

The influence of light spectra, UV-A, and growth regulators on the in vitro seed germination of Senecio cineraria DC.

This study was carried out to investigate the effects of light spectra, additional UV-A, and different growth regulators on the in vitro germination of Senecio cineraria DC. Seeds were surface-sterilized and inoculated in MS medium to evaluate the following light spectra: white, white plus UV-A, blue, green, red or darkness. The maximum germinability was obtained using MS0 medium under white light (30%) and MS + 0.3 mg L-1 GA3 in the absence of light (30.5%). S. cineraria seeds were indifferent to light. Blue and green lights inhibited germination. Different concentrations of gibberellic acid (GA3) (0.1; 0.4; 0.6; 0.8; 1.0 and 2.0 mg L-1) and indole-3-acetic acid IAA (0.1; 0.3 and 1.0 mg L-1) were evaluated under white light and darkness. No concentration of GA3 enhanced seed germination percentage under white light. However, when the seeds were maintained in darkness, GA3 improved germination responses in all tested concentrations, except at 1.0 mg L-1. Under white light, these concentrations also increased the germination time and reduced germination rate. Germination rate, under light or darkness, was lower using IAA compared with GA3.

Influência do substrato e do enraizamento na aclimatização de Melocactus glaucescens Buining & Brederoo propagados in vitro

Melocactus glaucescens (Cactaceae) é espécie endêmica da Bahia e está incluída na lista da IUCN e MMA como ameaçada de extinção. A transferência da condição in vitro para o ambiente ex vitro é uma etapa crítica, podendo ser um fator limitante para a produção das mudas micropropagadas. O objetivo deste trabalho foi analisar o efeito de diferentes substratos e do enraizamento na aclimatização de Melocactus glaucescens. As plantas propagadas in vitro foram mantidas sob 100% de luminosidade, com regas diárias por 75 dias. Os resultados demonstraram que o substrato adequado para a aclimatização deve conter 50% de terra vegetal e 50% de areia lavada; o tamanho mínimo do diâmetro e do comprimento da parte aérea para transferência para as condições ex vitro é de 5 mm e que as etapas de enraizamento in vitro e rustificação podem ser eliminadas da micropropagação de M. glaucescens. Estudos para demonstrar tempos de dessecação dos brotos acima de 5 mm são necessários, para se eliminar completamente a etapa do enraizamento in vitro para esta espécie.

Germinação de embriões zigóticos e desenvolvimento in vitro de coquinho-azedo

Este trabalho foi desenvolvido com objetivo de avaliar os efeitos da luz, das concentrações de sais MS e de sacarose sobre a germinação, in vitro, de embriões, e o desenvolvimento de plântulas de coquinho-azedo (Butia capitata (Mart.) Becc.). Para o preparo do meio de cultivo, foram utilizados sais MS suplementados com vitaminas, mio-inositol, caseína hidrolizada, carvão ativado, sacarose e ágar. Para avaliação do efeito da luminosidade, embriões zigóticos foram cultivados na presença e na ausência de luz. Diferentes concentrações de minerais MS (0; 25; 50; 75 e 100% em relação à formulação original do meio MS) foram testadas em associação com duas concentrações de sacarose ( de0 a 2%). Em ambos os experimentos, avaliaram-se, após 30 dias da inoculação, percentuais de oxidação, germinação e emissão de raízes e bainhas foliares. Os resultados obtidos mostraram que condição de luminosidade não afetou a germinação, porém, a ausência de luz favoreceu a emissão de raízes. Ocorreu o alongamento na ausência de sacarose, indicando a existência de reservas energéticas no embrião. A adição de sacarose proporcionou menores níveis de oxidação, favoreceu o alongamento e mostrou-se imprescindível para o desenvolvimento inicial das plântulas. Concentrações de sais entre 50 e 75% da concentração original do meio MS proporcionaram menores níveis de oxidação. A concentração de 75 % da concentração original de sais do meio MS proporcionou maior enraizamento.

Propagação in vitro de orquídea: iodeto de potássio e cloreto de cobalto em meio de cultura Knudson C

Objetivou-se determinar modificações ao meio de cultura Knudson C, acrescendo-o de iodeto de potássio e cloreto de cobalto, para que proporcione maior crescimento em plântulas de Cattleya loddigesii. Plântulas de orquídea, oriundas de sementes germinadas in vitro, com, aproximadamente, 1,0 cm de comprimento, foram inoculadas em tubos de ensaio contendo 15 mL de meio de cultura Knudson C modificado, acrescido de iodeto de potássio (0; 0,45; 0,9 e 1,35 mg.L-1) e cloreto de cobalto (0; 0,015; 0,030 e 0,045 mg.L-1), em todas as combinações possíveis. O meio de cultura teve seu pH ajustado para 5,8 ± 0,1 e foi solidificado com 5 g.L-1 de ágar antes da autoclavagem a 121ºC e 1 atm por 20 minutos. Após a inoculação os tratamentos foram mantidos em sala de crescimento com irradiância de 35 µmol.m-2.s-1, temperatura de 25 ± 1ºC e fotoperíodo de 16 horas. Ao final de 120 dias, foram avaliados número de raízes, comprimento médio de raízes e da parte aérea e massa de matéria fresca de plântulas. O cloreto de cobalto, em sua maior concentração (0,045 mg L-1), adicionado ao meio Knudson C modificado, sem a suplementação de iodeto de potássio, proporciona melhores resultados quanto ao crescimento in vitro das plântulas de Cattleya loddigesii.

Avaliação do efeito das concentrações de sacarose e dos estádios de desenvolvimento do fruto no cultivo in vitro de embriões de frutos de cafeeiro

A cultura in vitro é uma técnica controlada que proporciona estudar os processos nutricionais, fisiológicos e bioquímicos de embriões em vários estádios de desenvolvimento. O objetivo foi avaliar a relação entre estádio de desenvolvimento do fruto e concentração de sacarose, no meio, durante o desenvolvimento, in vitro, de embriões de cafeeiro. Frutos de Coffea arabica cv. Acaiá foram colhidos, lavados, desinfestados, seus embriões excisados e inoculados em meio de cultivo MS, com pH ajustado para 5,8. Os tratamentos consistiram em combinação de concentrações de sacarose (0, 15, 30, 60, 90 e 120 g L-1) e estádios de desenvolvimento do fruto (chumbinho, chumbo, verde, verde-cana, cereja e passa). Após a inoculação, os embriões foram incubados em sala de crescimento, a 27 ± 1 ºC, fotoperíodo de 16 horas e 35 µ mol m-2 s-1 de intensidade luminosa. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial 6 x 6, com seis repetições constituídas por quatro tubos cada. Após 60 dias de desenvolvimento, as plântulas foram avaliadas com base no comprimento da parte aérea, massa de matéria fresca total da parte aérea e das raízes. Observaram-se influências das concentrações de sacarose e dos estádios de desenvolvimento do fruto no crescimento e desenvolvimento das plântulas. Resultados satisfatórios para todas as variáveis estudadas foram obtidos com embriões excisados no estádio verde, inoculados em meio de cultivo suplementado com 51 a 70 g L-1 de sacarose.

Concentrações e composições químicas do meio nutritivo para o cultivo in vitro de orquídea

Plântulas de orquídeas cultivadas in vitro respondem de forma distinta aos vários meios de cultura empregados nessa técnica. Este trabalho comparou o meio nutritivo Knudson C, utilizado no cultivo de orquídeas, com o denominado MN e outros dois meios preparados com fertilizantes Peters®: NPK 10-30-20 + micronutrientes e NPK 30-10-10 + micronutrientes para o cultivo in vitro de plântulas do híbrido Etibaia (Cattleya walkeriana x C. loddigesii), com seis meses de idade, germinadas sobre o meio Knudson C. Os três últimos meios foram testados com as seguintes doses de sais: 0,25; 0,50; 1,00; 1,75; e 2,25 g L-1, e o meio Knudson C, 2,0 g L-1. A todos os meios adicionaram-se 20 g L-1 de sacarose, solidificado com 10 g L-1 de ágar, e o pH foi ajustado a 5,7. Aos meios MN e Peters® foram acrescentados 2 g L-1 de carvão ativado e 200 ml L-1 de água de coco. Foram utilizados frascos de vidro de 320 mL contendo 35 mL de meio nutritivo, e o experimento foi mantido em sala de crescimento a 27 ± 2 ºC, 16/8 h luz/escuro e irrdiância de 48 µmol m-2s-1. Melhores respostas para produção de matéria fresca foram obtidas com os fertilizantes NPK, em comparação com os meios Knudson C e MN. A produção de matéria fresca aumentou linearmente com o aumento da dose de nutrientes nos meios MN e nos dois NPK. As plântulas de orquídea cultivadas em meio Knudson C apresentaram os menores valores para as variáveis avaliadas.

Cultivo in vitro de plântulas de orquídea em meios com diferentes concentrações de fertilizante mineral

Existem diversos meios nutritivos utilizados no cultivo in vitro de orquídeas, com diferentes composições e concentrações de sais, resultando em respostas distintas entre eles. O objetivo deste trabalho foi avaliar o crescimento in vitro de plântulas de orquídea (Cattleya walkeriana Gardner) sob diferentes doses de fertilizante NPK, adicionado ao meio de cultivo, como fonte de nutrientes. Foi utilizado o fertilizante Peters® na formulação NPK 10-30-20 + Mg + micronutrientes, nas doses de: 0,0; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 e 10,0 g L-1 de meio, acrescido de água de coco (150 mL L-1), sacarose (20 g L-1), carvão ativado (2 g L-1) e pH corrigido para 5,6. Foram utilizados frascos de vidro de 320 mL de capacidade, contendo 35 mL de meio onde foram inoculadas dez plântulas com seis meses de idade, previamente germinadas em meio Knudson C. O experimento foi mantido em sala de crescimento a 27 ± 2 ºC, 16/8 h luz/escuro e irradiância de 48 µmol m-2 s-1. A produção máxima de matéria seca da parte aérea das plantas, aos seis meses de idade, foi estimada em 0,255 g/frasco com uso de 5,22 g L-1 do fertilizante adicionado ao meio de cultura. Considerando a possibilidade de salinidade elevada do meio, para algumas espécies de orquídea, estimou-se a dose de fertilizante (3,55 g L-1) necessária para obtenção de 90% da produção máxima. As raízes apresentaram drástica redução do crescimento (menor número e curtas) em condições de alta concentração de fertilizante.

Germinação, crescimento e desenvolvimento in vitro de orquídeas (Cattleya spp., Orchidaceae)

As orquídeas no ambiente natural sofrem exploração devido a sua importância ornamental, levando algumas espécies à extinção. O cultivo in vitro é uma forma alternativa para a conservação ex-situ. Procurou-se determinar um meio de cultura eficiente para a germinação in vitro de sementes e o crescimento inicial de plântulas de Cattleya forbesii, bem como para o crescimento de plântulas in vitro de Cattleya harrisoniana. No primeiro caso, sementes foram inoculadas em meio de cultura básico de Murashige & Skoog (MS) = T1 e MS básico acrescido de 2,5 g L-1 de carvão ativado (CA) = T2. No segundo, plântulas com 1 ± 0,2 cm de altura foram submetidas aos tratamentos T1, T2, MS com a metade da concentração original de macro-micronutrientes (T3) e MS com a metade da concentração original de macro-micronutrientes suplementado com 1,25 g L-1 de CA (T4). Verificou-se aos 30 dias em C. forbesii uma porcentagem de germinação de 45% em T1 e 90% em T2. A adição de CA ao meio de cultura trouxe aumento na altura de plântulas de C. forbesii de acordo com análises realizadas aos 180 dias de cultivo. Em relação ao crescimento de C. harrisoniana, aos 240 dias observou-se que todos os parâmetros médios avaliados (altura da parte aérea, massa de matéria fresca total, número de raízes e folhas, comprimento da maior raiz e diâmetro do pseudocaule) foram significativamente maiores em T2. Dessa forma, sugere-se o uso do meio MS acrescido de 2,5 g L-1 de CA (T2), uma vez que é significativamente favorável tanto para a germinação de sementes quanto para o crescimento de ambas as espécies.

Efeito do melado de cana-de-açúcar no desenvolvimento in vitro de bananeira (Musa spp.) cv. Maçã

Apesar de oferecer uma série de vantagens, quanto à qualidade do produto final, a técnica de cultivo in vitro de plantas ainda é considerada dispendiosa, por causa, dentre outros fatores, da utilização de reagentes com alto grau de pureza no preparo de meios nutritivos. Entre as alternativas que podem ser adotadas para a redução dos custos relacionados com a produção de mudas, apresenta potencial a substituição de produtos PA por aqueles de menor custo. Baseado nestas informações, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do melado de cana-de-açúcar sobre o desenvolvimento in vitro de bananeira, cv. Maçã. Para tal propósito, plantas de bananeira foram inoculadas em meios nutritivos, formulados à base de melado de cana-de-açúcar, com quatro concentrações distintas (brix de 1,5; 3,0; 4,5 e 6,0), e os dados obtidos foram comparados com aqueles das plantas cultivadas em meio MS (controle), perfazendo um total de cinco tratamentos. Apesar de terem-se desenvolvido em todos os tratamentos testados, observou-se que, para as variáveis número médio de folhas e biomassa da matéria fresca, as plantas cultivadas no meio MS (controle) apresentaram valores superiores. Entretanto, para o número médio de raízes, não houve diferença estatística entre os tratamentos utilizados. O melado de cana-de-açúcar não favorece o desenvolvimento de plântulas de bananeira, mas pode ser utilizado para o enraizamento dessas plantas in vitro.

Efeito da luz na germinação in vitro de embriões zigóticos de genótipos de oliveira

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da luz na germinação e desenvolvimento in vitro de embriões de 11 genótipos de oliveira, cultivados em meio MS. Os frutos foram coletados e os embriões de suas sementes extraídos assepticamente. Utilizaram-se duas condições experimentais de incubação: presença de luz, fornecida em sala de crescimento, com 16 h de luz com irradiância média de 36 µmol m-2 s-1, e ausência de luz, simulada em câmara de germinação tipo B.O.D.; ambos os tratamentos em temperatura de 25 ºC. Inicialmente, caracterizaram-se morfologicamente os frutos e sementes dos genótipos de oliveira, com medição do comprimento e diâmetro. Avaliaram-se o índice de velocidade de germinação (IVG), percentagem de germinação, comprimento de parte aérea, número de folhas e entrenós das plântulas. Maior IVG e percentagem de germinação foram observados em condições de incubação, na presença de luz para o genótipo 'Cerignola 131'. Maior comprimento de parte aérea e maior número de folhas e de entrenós das plântulas foram observados no genótipo 'Salomé 488', independentemente da condição de incubação.