Produção in vitro, análise fitoquímica e avaliação da atividade antineoplásica de metabólitos de Hovenia dulcis Thunb. (Rhamnaceae) obtidos por diferentes estratégias biotecnológicas

Hovenia dulcis Thunberg, natural da Ásia Oriental, é cultivada no Brasil onde é conhecida como uva-do-japão. A espécie possui várias indicações na medicina popular e alguns estudos apontam o seu potencial antineoplásico, tripanocida e hepatoprotetor. Metabólitos secundários são substâncias não essenciais para a sobrevivência celular, mas que fornecem vantagens adaptativas aos vegetais, sendo atribuído, para algumas delas, atividades biológicas importantes. Substâncias de interesse medicinal têm sido obtidas por técnicas da cultura de tecidos vegetais, como a calogênese e a cultura de células em suspensão, que permitem a síntese de matéria-prima de forma contínua e homogênea, independentemente de fatores ambientais e sazonais. O presente estudo objetivou o estabelecimento de culturas in vitro de H. dulcis, visando à produção de metabólitos de interesse, com vistas à avaliação do seu potencial antineoplásico sobre células K562. Foram testados protocolos para o estabelecimento de diferentes sistemas, como culturas de calos, de células em suspensão (CCS) e compact callus clusters (CCC) e ainda a avaliação do uso de elicitores na otimização de metabólitos produzidos in vitro. Foi verificado que a adição dos fitorreguladores KIN e TDZ, substituindo o BAP, não foi capaz de induzir a formação de calos friáveis, bem como a manutenção das culturas em ausência de luz. O uso do nitrato de prata promoveu a friabilidade de calos em todas as concentrações testadas, considerando-se 2,0 mg.L-1 a melhor concentração. Foram alcançadas taxas de 100% de formação de CCS tanto na presença, quanto em ausência de AgNO3. O maior acúmulo de biomassa foi verificado na concentração mais baixa de PIC (0,625 mg.L-1). A análise dos espectros de RMN indicou a presença de (+)-dihidromiricetina, (+)-galocatequina, hovenitina II, hovenosideo G, hodulosideo III, hodulosideo IV, hodulosideo I e hovenidulciosideo B1 nas culturas de calos friáveis. No estabelecimento de culturas CCC, observou-se a formação de calos compactos verdes em todas as concentrações de ANA testadas. O aumento da velocidade de rotação para 135 rpm aumentou a dispersão das células com consequente formação dos agregados celulares desejados. A seleção de linhagens celulares demonstrou ser um método eficiente na uniformização do tamanho desses agregados e tal uniformidade se manteve estável por mais de cinco subcultivos em 100% das culturas. Uma fração rica em saponinas foi obtida a partir dos agregados celulares, correspondendo a 1,46% da massa seca. A análise por RMN sugeriu a presença das saponinas Hovenosideo G e dos hovenidulciosideos A2 e B2. O uso de elicitores em cultura de calos mostrou-se adequado à produção de metabólitos secundários, sem alterações morfológicas nos mesmos. A elicitação alterou o perfil cromatográfico analisado por HPLC. Na elicitação com 5,0 mg.L-1 de extrato de levedura foi verificado um aumento de quase três vezes (12,280 3,396 equivalentes de quercetina/mg de extrato) na síntese de flavonoides. Finalmente, os estudos de ação antitumoral in vitro demonstraram citotoxicidade dos extratos de calos não elicitados de H. dulcis sobre linhagem de leucemia mieloide crônica (IC50 de 74,05 μg.mL-1.) e inibição do crescimento de tais células (K562), sugerindo o potencial antineoplásico para um produto biotecnológio (calo) desta espécie.

Thermally-induced change in the relaxation behavior of skin tissue.

Skin biothermomechanics is highly interdisciplinary, involving bioheat transfer, burn damage, biomechanics, and physiology. Characterization of the thermomechanical behavior of skin tissue is of great importance and can contribute to a variety of medical applications. However, few quantitative studies have been conducted on the thermally-dependent mechanical properties of skin tissue. The aim of the present study is to experimentally examine the thermally-induced change in the relaxation behavior of skin tissue in both hyperthermal and hypothermic ranges. The results show that temperature has great influence on the stress-relaxation behavior of skin tissue under both hyperthermal and hypothermic temperatures; the quantitative relationship that has been found between temperature and the viscoelastic parameter (the elastic fraction or fractional energy dissipation) was temperature dependent, with greatest dissipation at high temperature levels.

Transplantation of human fetal blood stem cells in the osteogenesis imperfecta mouse leads to improvement in multiscale tissue properties.

Osteogenesis imperfecta (OI or brittle bone disease) is a disorder of connective tissues caused by mutations in the collagen genes. We previously showed that intrauterine transplantation of human blood fetal stem/stromal cells in OI mice (oim) resulted in a significant reduction of bone fracture. This work examines the cellular mechanisms and mechanical bone modifications underlying these therapeutic effects, particularly examining the direct effects of donor collagen expression on bone material properties. In this study, we found an 84% reduction in femoral fractures in transplanted oim mice. Fetal blood stem/stromal cells engrafted in bones, differentiated into mature osteoblasts, expressed osteocalcin, and produced COL1a2 protein, which is absent in oim mice. The presence of normal collagen decreased hydroxyproline content in bones, altered the apatite crystal structure, increased the bone matrix stiffness, and reduced bone brittleness. In conclusion, expression of normal collagen from mature osteoblast of donor origin significantly decreased bone brittleness by improving the mechanical integrity of the bone at the molecular, tissue, and whole bone levels.

The toughness of adipose tissue: measurements and physical basis.

The measured toughness J(C) of adipose and dermal porcine tissues are 4.1 and 17 kJ m(-2), respectively, via a trouser tear test. An assessment is made of the contribution to overall toughness from the microstructural elements. The analysis suggests that the toughness of adipose tissue is determined by the collagen network that surrounds the adipocytes. The volume fraction of the interlobular septa is sufficiently low for it to make a negligible contribution to the macroscopic toughness.

Porphyrin detection in denatured cnidarian tissue extracts

Porphyrin metabolic disruption from exposure to xenobiotic contaminants such as heavy metals, dioxins, and aromatic hydrocarbons can elicit overproduction of porphyrins. Measurement of porphyrin levels, when used in conjunction with other diagnostic assays, can help elucidate an organism’s physiological condition and provide evidence for exposure to certain toxicants. A sensitive microplate fluorometric assay has been optimized for detecting total porphyrin levels in detergent solubilized protein extracts from symbiotic, dinoflagellate containing cnidarian tissues. The denaturing buffer used in this modified assay contains a number of potentially interfering components (e.g., sodium dodecyl sulfate (SDS), dithiothreitol (DTT), protease inhibitors, and chlorophyll from the symbiotic zooxanthellae), which required examination and validation. Examination of buffer components were validated for use in this porphyrin assay; while the use of a specific spectrofluorometric filter (excitation 400 ± 15 nm; emission 600 ± 20 nm) minimized chlorophyll interference. The detection limit for this assay is 10 fmol of total porphyrin per μg of total soluble protein and linearity is maintained up to 5000 fmol. The ability to measure total porphyrins in a SDS protein extract now allows a single extract to be used in multiple assays. This is an advantage over classical methods, particularly when tissue samples are limiting, as is often the case with coral due to availability and collection permit restrictions.