Toxicidade in vitro e in vivo de quantum dots de carbono recobertos com boronato

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal, 2016.

Simplificação do processo de multiplicação in vitro da oliveira "Olea europaea L."

A oliveira tem sido multiplicada ao longo dos tempos por métodos convencionais de propagação vegetativa como a enxertia e a estacaria lenhosa e semilenhosa. No entanto, estes métodos revelam-se lentos ou ineficientes para determinadas cultivares. No caso da cv. ‘Galega Vulgar’, ainda com grande expressão no olival português, e de difícil enraizamento por estacaria semilenhosa, tem sido usada a micropropagação de modo a contornar essas limitações e assim obter um elevado número de plantas em curto período de tempo. O custo final de produção por este processo ainda é elevado, podendo comprometer a sua aplicação a nível comercial. Grande parte dos custos estão relacionados com a fase de enraizamento in vitro que carece de ambiente estéril e condições de assépsia para a sua execução. Com vista a uma redução de custos associados a esta fase de produção, pretendeu-se com este trabalho testar a viabilidade do enraizamento ex vitro, na ausência de condições de assépsia. Este método poderá permitir uma significativa redução da mão-de-obra, ao mesmo tempo que facilitará a aclimatização das plantas e a obtenção de um sistema radicular de melhor qualidade. Compararam-se as taxas de enraizamento in vitro (controlo), com as obtidas ex vitro. Foram utilizados explantes provenientes de dois clones da cv. ‘Galega Vulgar’, (cl. 1441 e cl. 2022) cultivados e mantidos in vitro há vários anos no Laboratório de Melhoramento e Biotecnologia da Universidade de Évora. Para além do clone foi avaliada a influência do tipo de estaca (basal e apical), da hormona de enraizamento (AIB e ANA), da sua concentração (540 e 3000 ppm) e ainda de dois substratos, Preformas Jiffy® e pastilhas de fibra coco. Os melhores resultados foram obtidos com o clone 1441 em pastilhas de fibra de coco prensada, com o uso de estacas basais. Quanto à auxina, não se observaram diferenças significativas entre a utilização de ANA na concentração de 540 ppm e AIB na concentração de 3000 ppm. A aclimatização das plantas foi conseguida com taxas elevadas de sucesso, independentemente do tratamento utilizado. Conclui-se que a aplicação do método de enraizamento ex vitro simplifica procedimentos e mantém taxas de enraizamento elevadas, conduzindo assim a uma efetiva redução de tempo e custos associados; Simplifying procedures for in vitro propagation of olive “Olea europaea L.” Abstract: The olive tree has been multiplied throughout the ages by conventional methods of vegetative propagation such as grafting and wood or softwood cuttings. These propagation methods are somehow inefficient for certain cultivars. For the CV. ‘Galega Vulgar‘, still with great expression in Portuguese olive orchards, propagation has been attempted by in vitro culture in order to circumvent these limitations and so obtain a large number of plants in short time period. The final production fees associated to this process are still high which may compromise its application to a commercial level. Most of this process fees are related to the in vitro rooting phase which lacks sterile and aseptic conditions for its implementation. Aiming to reduce the costs associated with this production phase, this work tested the feasibility of the ex vitro rooting in the absence of aseptic conditions, which can allow a significant reduction of the manpower involved and an easier plant acclimatization due to its transplant with a balled-root system. In vitro rooting rates (control) were compared with those obtained with the ex vitro experiments. Explants from two clones of the cv. ‘Galega Vulgar‘ (cl. 1441 and cl. 2022), grown and maintained in vitro for several years in the Laboratory of Biotechnology and Plant Breeding of the University of Évora, were used in the trials. In addition to the clone, the effect of the cutting type (basal and apical), the rooting hormone (AIB and ANA), their concentration (540 and 3000 ppm) and two substrates, Preformas Jiffy ® and pressed coco fiber pellets, were also evaluated. The best results were obtained with the clone 1441, when rooted in pressed coco fiber pellets, using basal cuttings. Under this conditions no significant differences were observed between the use of ANA at 540 ppm or AIB in the 3000 ppm. Acclimatization of plants was achieved with high rates of success, regardless of the treatment used. It can be concluded that the application of the ex vitro rooting method allows to maintain high rooting rates, contributing for an effective reduction of time and fees of the rooting process.

Germinação in vitro de camu-camuzeiro (Myrciaria dubia (H.B.K.) McVaugh).

O sucesso da aplicação das técnicas de cultura de tecidos é dependente do estabelecimento prévio da cultura que se quer estudar in vitro. Para a produção de plântulas assépticas, um dos principais problemas é o alto índice de contaminação de explantes obtidos diretamente de plantas de campo. Este trabalho objetivou avaliar a percentagem de germinação de sementes de camu-camuzeiro, em dois experimentos de germinação in vitro, visando a obtenção de plântulas assépticas. No primeiro experimento foram utilizadas cinco concentrações diferentes de ácido giberélico (AG3) combinadas a cinco tipos de explantes obtidos a partir de sementes maduras de camu-camuzeiro, em um delineamento experimental inteiramente casualizado em esquema fatorial 5x5. No segundo experimento, o delineamento experimental foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 2x3x4, utilizando ausência e presença de carvão ativado a 3g.L-1, sementes em três estádios de maturação e quatro concentrações de AG3 (0; 1; 2 e 4mg.L-1). Os explantes foram inoculados em meio MS com pH 5,8, contendo 20g.L-' de sacarose e 2g.L-1 de phytagel. A incubação foi feita em uma sala com fotoperíodo de 16h/luz/dia e temperatura de 25° ± 2°C, e a característica avaliada foi a percentagem de germinação. Nos dois experimentos, o número de explantes germinados foi baixo e independente do estádio de maturação, da presença de AG3 e de carvão ativado no meio de cultura.

Rizobactérias no controle in vitro de Pestalotiopsis sp. isolado de folhas de tucumãnzeiro.

O Tucumãzeiro (Astrocaryum sp.) é uma planta monocaule utilizada em sua totalidade para a produção de biodiesel e está sujeita ao ataque de fitopatógenos que podem prejudicar seu desenvolvimento e produção. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia de rizobactérias no controle in vitro de Pestalotiopsis sp. isolado de folhas de tucumãzeiro. Foram utilizados oito isolados de rizobactérias dos gêneros Bacillus (B09, B14) e Pseudomonas (P07, P13, P21, P22, P23 e P41), os quais foram cultivados em placas de Petri contendo meio de Batata-Dextrose-Ágar e incubados à temperatura de 28 ± 2ºC, com fotoperíodo de 12h. Foram feitas avaliações diárias durante dez dias, calculando-se o Índice de Velocidade de Crescimento Micelial (IVCM). Houve interação significativa entre os isolados P21 e B14, já o isolado P41 não mostrou diferença quando comparado à testemunha, quanto aos outros isolados de rizobactérias, estes não diferiram entre si. O isolado P21 apresentou melhor resultado quanto à inibição do patógeno.

Biocontrole in vitro de Colletotrichum graminicola, agente etiológico da antracnose foliar do milho.

A antracnose foliar do milho, causada por Colletotrichum graminicola, é uma das principais doenças que incidem na cultura, sendo responsável por perdas elevadas de produtividade. O controle biológico utilizando microrganismos vem se tornando uma alternativa atraente para diminuir ou eliminar o uso de agroquímicos, tornando os alimentos mais saudáveis e com menor custo de produção. Nesse trabalho, objetivou-se avaliar in vitro o efeito inibitório de rizobactérias do gênero Bacillus e Pseudomonas contra C. graminicola, utilizando o método de pareamento de colônias. Discos de micélio do patógeno retirados da extremidade de colônias cultivadas em BDA foram colocados, individualmente, no centro de placas de Petri contendo meio de BDA, onde um círculo de crescimento bacteriano foi previamente traçado com bastão de vidro, acompanhando as bordas das mesmas. O delineamento experimental foi inteiramente ao acaso, com cinco tratamentos (quatro isolados e testemunha) e cinco repetições. Todos os isolados de rizobatérias demonstraram efeito antagônico significativo sobre o crescimento micelial de C. graminicola, quando comparados com o tratamento testemunha.

Cultivo in vitro de explantes de pimenta-do-reino em meio contendo higromicina.

A pimenteira-do-reino é extremamente utilizada na indústria alimentícia. O Brasil é o quarto maior produtor mundial dessa especiaria, e a fusariose é a principal doença que afeta sua produção. Visando o estabelecimento de um protocolo de transformação genética para a espécie, objetivou-se avaliar o desenvolvimento de explantes in vitro de pimenta-do-reino em meio contendo higromicina, para verificação da concentração ideal do antibiótico visando identificar concentração do antibiótico capaz de impedir o desenvolvimento dos tecidos dessa espécie. Para tal, cultivou-se explantes da cv. Iaçará em meio MS com BAP em diferentes concentrações desse antibiótico. As avaliações ocorreram ao final de oito semanas e foram quanto ao comprimento dos brotos, surgimento dos números de folhas e gemas. Os resultados demonstraram que o aumento na concentração do antibiótico influenciou negativamente o desenvolvimento dos brotos de pimenteira-do-reino

Mercaptoetanol no controle da oxidação de meristema de pimenteira-do-reino (Piper nigrum L.) em cultivo in vitro.

A pimenteira-do-reino (Piper nigrum L.) é uma planta trepadeira originária da Índia, considerada a mais importante especiaria comercializada mundialmente e usada em larga escala como condimento, além das indústrias de carnes e conservas. Os maiores produtores mundiais da pimenta-do-reino são Índia, Vietnã, Indonésia, Malásia e Brasil, sendo que dos estados brasileiros produtores, o Pará é responsável por cerca de 80% da produção do país. Com o objetivo de avaliar o efeito do ?-Mercaptoetanol no controle da oxidação em meristema de pimenteira-do-reino no estabelecimemto de cultura para o processo de micropropagação, segmentos de ramos contendo gemas apicais e laterais foram submetidos à assepsia e para a retirada dos meristemas ficaramimesos na solução de ?-Mercaptoetanol nas concentrações 5 mM , 10 mM e 15mM. Os meristemas inoculados nas concentrações de 5 e 10 mM apresentaram no final de 30 dias alto grau de oxidação, enquanto os meristemas inoculados na concentração de 15 mM, baixa oxidação. O antioxidante ?-mercaptoetanol na concentração de 15mM é eficiente para controlar a oxidação do meristema para o estabelecimento de cultura in vitro no processo de micropropagação.

Efeito da temperatura no desenvovimento in vitro de pimenteira-do-reino (Piper nigrum L.).

A pimenteira-do-reino (Piper nigrum L.) é uma importante especiaria usada em diversas industriais e é um dos principais produtos agrícolas da pauta de exportações do estado do Pará. A propagação vegetativa, método comercial de produção de mudas de pimenteira-do-reino, se realizada a partir de plantas matrizes infectadas com vírus, promove à degenerescência da planta e prejuízos na produtividade. A temperatura elevada é uma alternativa para a limpeza clonal via micropropagação. O objetivo desse estudo foi verificar a termotolerância dos brotos cultivadas in vitro visando a limpeza clonal. Os explantes (gemas apicais e laterais) foram cultivados in vitro em experimentos preliminares de termotolerância. As temperaturas usadas foram: 32 ºC, 33 ºC, 34 ºC, 36 ºC e 38 ºC, com fotoperíodo de 16 h. luz. Foram avaliados: taxa de oxidação e desenvolvimento de novas folhas. Explantes de pimenteira-do-reino permaneceram incubadas em câmaras do tipo BOD com ajuste de temperatura por 30 dias em cada temperatura. À temperatura de 38 ºC ocorreu elevada taxa de oxidação dos explantes e sem desenvolvimento de brotos enquanto à temperatura de 32 ºC, os explantes diferenciaram in vitro com novas brotações e folhas, sem oxidação. A temperatura dos explantes in vitro influencia diretamente da taxa de sobrevivência e desenvolvimento de pimenteira-do-reino micropropagadas, sendo sugerida a temperatura de 32 ºC para auxiliar a limpeza clonal no processo de micropropagação.

An Isoflavone From Dipteryx Alata Vogel Is Active Against The In Vitro Neuromuscular Paralysis Of Bothrops Jararacussu Snake Venom And Bothropstoxin I, And Prevents Venom-induced Myonecrosis.

Snakebite is a neglected disease and serious health problem in Brazil, with most bites being caused by snakes of the genus Bothrops. Although serum therapy is the primary treatment for systemic envenomation, it is generally ineffective in neutralizing the local effects of these venoms. In this work, we examined the ability of 7,8,3'-trihydroxy-4'-methoxyisoflavone (TM), an isoflavone from Dipteryx alata, to neutralize the neurotoxicity (in mouse phrenic nerve-diaphragm preparations) and myotoxicity (assessed by light microscopy) of Bothrops jararacussu snake venom in vitro. The toxicity of TM was assessed using the Salmonella microsome assay (Ames test). Incubation with TM alone (200 μg/mL) did not alter the muscle twitch tension whereas incubation with venom (40 μg/mL) caused irreversible paralysis. Preincubation of TM (200 μg/mL) with venom attenuated the venom-induced neuromuscular blockade by 84% ± 5% (mean ± SEM; n = 4). The neuromuscular blockade caused by bothropstoxin-I (BthTX-I), the major myotoxic PLA2 of this venom, was also attenuated by TM. Histological analysis of diaphragm muscle incubated with TM showed that most fibers were preserved (only 9.2% ± 1.7% were damaged; n = 4) compared to venom alone (50.3% ± 5.4% of fibers damaged; n = 3), and preincubation of TM with venom significantly attenuated the venom-induced damage (only 17% ± 3.4% of fibers damaged; n = 3; p < 0.05 compared to venom alone). TM showed no mutagenicity in the Ames test using Salmonella strains TA98 and TA97a with (+S9) and without (-S9) metabolic activation. These findings indicate that TM is a potentially useful compound for antagonizing the neuromuscular effects (neurotoxicity and myotoxicity) of B. jararacussu venom.

In Vitro And In Vivo Anti-angiogenic Effects Of Hydroxyurea.

Hydroxyurea (HU), or hydroxycarbamide, is used for the treatment of some myeloproliferative and neoplastic diseases, and is currently the only drug approved by the FDA for use in sickle cell disease (SCD). Despite the relative success of HU therapy for SCD, a genetic disorder of the hemoglobin β chain that results in red-cell sickling, hemolysis, vascular inflammation and recurrent vasoocclusion, the exact mechanisms by which HU actuates remain unclear. We hypothesized that HU may modulate endothelial angiogenic processes, with important consequences for vascular inflammation. The effects of HU (50-200 μM; 17-24 h) on endothelial cell functions associated with key steps of angiogenesis were evaluated using human umbilical vein endothelial cell (HUVEC) cultures. Expression profiles of the HIF1A gene and the miRNAs 221 and 222, involved in endothelial function, were also determined in HUVECs following HU administration and the direct in vivo antiangiogenic effects of HU were assessed using a mouse Matrigel-plug neovascularization assay. Following incubation with HU, HUVECs exhibited high cell viability, but displayed a significant 75% inhibition in the rate of capillary-like-structure formation, and significant decreases in proliferative and invasive capacities. Furthermore, HU significantly decreased HIF1A expression, and induced the expression of miRNA 221, while downregulating miRNA 222. In vivo, HU reduced vascular endothelial growth factor (VEGF)-induced vascular development in Matrigel implants over 7 days. Findings indicate that HU is able to inhibit vessel assembly, a crucial angiogenic process, both in vitro and in vivo, and suggest that some of HU's therapeutic effects may occur through novel vascular mechanisms.

Carotenoids Are Effective Inhibitors Of In Vitro Hemolysis Of Human Erythrocytes, As Determined By A Practical And Optimized Cellular Antioxidant Assay.

β-Carotene, zeaxanthin, lutein, β-cryptoxanthin, and lycopene are liposoluble pigments widely distributed in vegetables and fruits and, after ingestion, these compounds are usually detected in human blood plasma. In this study, we evaluated their potential to inhibit hemolysis of human erythrocytes, as mediated by the toxicity of peroxyl radicals (ROO•). Thus, 2,2'-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride (AAPH) was used as ROO• generator and the hemolysis assay was carried out in experimental conditions optimized by response surface methodology, and successfully adapted to microplate assay. The optimized conditions were verified at 30 × 10(6) cells/mL, 17 mM of AAPH for 3 h, at which 48 ± 5% of hemolysis was achieved in freshly isolated erythrocytes. Among the tested carotenoids, lycopene (IC(50) = 0.24 ± 0.05 μM) was the most efficient to prevent the hemolysis, followed by β-carotene (0.32 ± 0.02 μM), lutein (0.38 ± 0.02 μM), and zeaxanthin (0.43 ± 0.02 μM). These carotenoids were at least 5 times more effective than quercetin, trolox, and ascorbic acid (positive controls). β-Cryptoxanthin did not present any erythroprotective effect, but rather induced a hemolytic effect at the highest tested concentration (3 μM). These results suggest that selected carotenoids may have potential to act as important erythroprotective agents by preventing ROO•-induced toxicity in human erythrocytes.

Bay 41-2272, A Soluble Guanylate Cyclase Stimulator, Relaxes Isolated Human Ureter In A Standardized In Vitro Model.

To characterize the relaxation induced by BAY 41-2272 in human ureteral segments. Ureter specimens (n = 17) from multiple organ human deceased donors (mean age 40 ± 3.2 years, male/female ratio 2:1) were used to characterize the relaxing response of BAY 41-2272. Immunohistochemical analysis for endothelial and neuronal nitric oxide synthase, guanylate cyclase stimulator (sGC) and type 5 phosphodiesterase was also performed. The potency values were determined as the negative log of the molar to produce 50% of the maximal relaxation in potassium chloride-precontracted specimens. The unpaired Student t test was used for the comparisons. Immunohistochemistry revealed the presence of endothelial nitric oxide synthase in vessel endothelia and neuronal nitric oxide synthase in urothelium and nerve structures. sGC was expressed in the smooth muscle and urothelium layer, and type 5 phosphodiesterase was present in the smooth muscle only. BAY 41-2272 (0.001-100 μM) relaxed the isolated ureter in a concentration dependent manner, with a potency and maximal relaxation value of 5.82 ± 0.14 and 84% ± 5%, respectively. The addition of nitric oxide synthase and sGC inhibitors reduced the maximal relaxation values by 21% and 45%, respectively. However, the presence of sildenafil (100 nM) significantly potentiated (6.47 ± 0.10, P <.05) this response. Neither glibenclamide or tetraethylammonium nor ureteral urothelium removal influenced the relaxation response by BAY 41-2272. BAY 41-2272 relaxes the human isolated ureter in a concentration-dependent manner, mainly by activating the sGC enzyme in smooth muscle cells rather than in the urothelium, although a cyclic guanosine monophosphate-independent mechanism might have a role. The potassium channels do not seem to be involved.

Membrane Lipid Profile Monitored By Mass Spectrometry Detected Differences Between Fresh And Vitrified In Vitro-produced Bovine Embryos.

Summary This study aimed to evaluate the impact of vitrification on membrane lipid profile obtained by mass spectrometry (MS) of in vitro-produced bovine embryos. Matrix-assisted laser desorption ionization-mass spectrometry (MALDI-MS) has been used to obtain individual embryo membrane lipid profiles. Due to conditions of analysis, mainly membrane lipids, most favorably phosphatidylcholines (PCs) and sphingomyelins (SMs) have been detected. The following ions described by their mass-to-charge ratio (m/z) and respective attribution presented increased relative abundance (1.2-20×) in the vitrified group: 703.5 [SM (16:0) + H]+; 722.5 [PC (40:3) + Na]+; 758.5 [PC (34:2) + H]+; 762.5 [PC (34:0) + H]+; 790.5 [PC (36:0) + H]+ and 810.5 [PC (38:4) + H]+ and/or [PC (36:1) + Na]+. The ion with a m/z 744.5 [PCp (34:1) and/or PCe (34:2)] was 3.4-fold more abundant in the fresh group. Interestingly, ions with m/z 722.5 or 744.5 indicate the presence of lipid species, which are more resistant to enzymatic degradation as they contain fatty acyl residues linked through ether type bonds (alkyl ether or plasmalogens, indicated by the lowercase 'e' and 'p', respectively) to the glycerol structure. The results indicate that cryopreservation impacts the membrane lipid profile, and that these alterations can be properly monitored by MALDI-MS. Membrane lipids can therefore be evaluated by MALDI-MS to monitor the effect of cryopreservation on membrane lipids, and to investigate changes in lipid profile that may reflect the metabolic response to the cryopreservation stress or changes in the environmental conditions.

Effect Of Daily Use Of An Enzymatic Denture Cleanser On Candida Albicans Biofilms Formed On Polyamide And Poly(methyl Methacrylate) Resins: An In Vitro Study.

Candida biofilms on denture surfaces are substantially reduced after a single immersion in denture cleanser. However, whether this effect is maintained when dentures are immersed in cleanser daily is unclear. The purpose of this study was to evaluate the effect of the daily use of enzymatic cleanser on Candida albicans biofilms on denture base materials. The surfaces of polyamide and poly(methyl methacrylate) resin specimens (n=54) were standardized and divided into 12 groups (n=9 per group), according to study factors (material type, treatment type, and periods of treatment). Candida albicans biofilms were allowed to form over 72 hours, after which the specimens were treated with enzymatic cleanser once daily for 1, 4, or 7 days. Thereafter, residual biofilm was ultrasonically removed and analyzed for viable cells (colony forming units/mm(2)) and enzymatic activity (phospholipase, aspartyl-protease, and hemolysin). Factors that interfered with the response variables were analyzed by 3-way ANOVA with the Holm-Sidak multiple comparison method (α=.05). Polyamide resin presented more viable cells of Candida albicans (P<.001) for both the evaluated treatment types and periods. Although enzymatic cleansing significantly (P<.001) reduced viable cells, daily use did not maintain this reduction (P<.001). Phospholipase activity significantly increased with time (P<.001) for both materials and treatments. However, poly(methyl methacrylate) based resin (P<.001) and enzymatic cleansing treatment (P<.001) contributed to lower phospholipase activity. Aspartyl-protease and hemolysin activities were not influenced by study factors (P>.05). Although daily use of an enzymatic cleanser reduced the number of viable cells and phospholipase activity, this treatment was not effective against residual biofilm over time.

Design And Synthesis Of N-acylated Aza-goniothalamin Derivatives And Evaluation Of Their In Vitro And In Vivo Antitumor Activity.

Herein we describe the synthesis of a focused library of compounds based on the structure of goniothalamin (1) and the evaluation of the potential antitumor activity of the compounds. N-Acylation of aza-goniothalamin (2) restored the in vitro antiproliferative activity of this family of compounds. 1-(E)-But-2-enoyl-6-styryl-5,6-dihydropyridin-2(1H)-one (18) displayed enhanced antiproliferative activity. Both goniothalamin (1) and derivative 18 led to reactive oxygen species generation in PC-3 cells, which was probably a signal for caspase-dependent apoptosis. Treatment with derivative 18 promoted Annexin V/7-aminoactinomycin D double staining, which indicated apoptosis, and also led to G2 /M cell-cycle arrest. In vivo studies in Ehrlich ascitic and solid tumor models confirmed the antitumor activity of goniothalamin (1), without signs of toxicity. However, derivative 18 exhibited an unexpectedly lower in vivo antitumor activity, despite the treatments being administered at the same site of inoculation. Contrary to its in vitro profile, aza-goniothalamin (2) inhibited Ehrlich tumor growth, both on the ascitic and solid forms. Our findings highlight the importance of in vivo studies in the search for new candidates for cancer treatment.