Produção in vitro e criopreservação de raízes de Cleome rosea Vahl (Capparaceae)

Cleome rosea é uma espécie nativa, de porte herbáceo, ocorrente em restingas brasileiras. Estudos recentes têm revelado o potencial medicinal da espécie para importantes propriedades farmacológicas, como por exemplo, as atividades anti-inflamatória, antigenotóxica, antiviral e antibacteriana. Porém, nos últimos anos, C. rosea não tem sido encontrada em várias regiões de seu ambiente natural, devido, principalmente, às ações antrópicas. Dessa forma, torna-se relevante o desenvolvimento de métodos de conservação que permitam o estudo e exploração das propriedades medicinais da espécie. O cultivo in vitro de raízes representa uma forma eficiente para produção de biomassa, devido ao rápido crescimento, produção estável de metabólitos, além de representar uma potencial fonte de explantes para a propagação em massa de diferentes espécies. O presente trabalho teve como objetivo a produção in vitro de culturas de raízes de C. rosea, associada à criopreservação, como forma de manutenção em longo prazo das culturas, monitorada através da análise de estabilidade genética. As culturas estabelecidas a partir de explantes radiculares de plantas propagadas in vitro de C. rosea demonstraram excelente capacidade de multiplicação de raízes em meio de cultura suplementado com o fitorregulador ANA, com manutenção dessa capacidade ao longo de sucessivas subculturas. Associado a esses resultados, o estabelecimento de protocolos de criopreservação pelo método de vitrificação resultou em elevados valores de frequência de recuperação do material após congelamento em nitrogênio líquido com as soluções de vitrificação PVS2 e PVS3. Os estudos de monitoramento da estabilidade genética, pela técnica de marcadores moleculares RAPD, revelaram a presença de polimorfismos significativos em uma das três culturas iniciadas a partir de raízes de C. rosea criopreservadas. Esses resultados demonstram as possibilidades de produção de raízes de C. rosea e conservação em longo prazo através da criopreservação, iniciando estudos inéditos para a espécie.

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.

Produção in vitro de embriões bovinos utilizando diferentes condições de maturação oocitária

O experimento avaliou o uso do meio TCM-199 suplementado com: SVE, SEE e SFB (meio indefinido); BSA (meio semi-definido) e PVA (meio definido); na presença ou ausência de hormônios (FSH e hCG) na maturação in vitro de oócitos bovinos nas condições do Laboratório de Embriologia e Biotécnicas de Reprodução da UFRGS. Complexos cumuli-oophorus (CCOs), em número total de 1458, foram aleatoriamente distribuídos em doze tratamentos, maturados por 24 h em atmosfera de 5% CO2, em ar e 100% umidade relativa em estufa a 39°C. A fecundação nos doze tratamentos foi realizada mediante exposição dos CCOs maturados aos espermatozóides (1x106/mL), previamente capacitados, durante 20 h. O cultivo foi realizado em fluído sintético de oviduto modificado (SOFaa) acrescido de 10% SVE a 39°C, 100% de umidade relativa do ar e 5% CO2, 5% O2 e 90% N2. Na presença de hormônios os meios indefinidos (SVE: 63,6%, 70/110; SEE: 53,4%, 70/131 e SFB: 56,0%, 75/134) apresentaram maior eficiência em proporcionar suporte à primeira divisão embrionária, em comparação ao meio definido (PVP: 50,6%, 45/89). Os CCOs maturados em meio indefinido suplementado com SVE e hormônios apresentaram maior competência em fecundar e suportar o desenvolvimento embrionário até o estádio de blastocisto após sete dias de cultivo (27,3%, 30/110).

Produção in vitro de embriões bovinos: utilização de diferentes fontes de gonadotrofinas na maturação dos oócitos

O presente trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar o efeito da utilização de diferentes fontes de gonadotrofinas para maturação in vitro dos oócitos bovinos fecundados e desenvolvidos in vitro sobre as taxas de clivagem (TC) e de blastocistos (TBL). Oócitos imaturos provenientes de ovários de vacas de abatedouro foram submetidos a maturação in vitro sob diferentes condições: meio TCM 199, acrescido de 10% de soro de vaca em estro (SVE), aditivos, hepes, NaHCO3, piruvato de sódio, antibióticos (meio B-199), 20 UI/mL de PMSG e 10 UI/mL de hCG (PMSG/hCG) ou meio B-199, acrescido de 5 mig/mL de FSH e 5 mig/mL de LH (FSH/LH). Seguidos 24 h de cultura a 38,5ºC em atmosfera com 5% de CO2, os oócitos maturos foram incubados com sêmen descongelado durante 18 a 21 horas. Após esse período, os oócitos foram transferidos para placas contendo microgotas de meio Ménezo suplementado com 10% de SVE e células epiteliais do oviduto bovino em suspensão, cobertas com óleo de silicone, os quais permaneceram em cultura por mais 9 dias. Os dados foram analisados pelo teste do Qui-quadrado. A TC e a TBL, para PMSG/hCG e FSH/LH, foram 60 e 13,9% e 61,2 e 10,6%, respectivamente. Não houve diferença entre os tratamentos com relação a TC ou a TBL. Esses resultados sugerem que ambas as fontes de gonadotrofinas podem ser utilizadas para maturação in vitro dos oócitos fecundados e desenvolvidos in vitro.

Avaliação preliminar da viabilidade de produção in vitro de um isolado brasileiro de baculovírus Spodoptera frugiperda MNPV

In vivo production of viral biopesticides is the major source of viral insecticides currently in the marketplace. However, this system presents limitations during production scale-up. For the Spodoptera frugiperda nucleopolyhedrovirus (SfMNPV), the insect used for replication has cannibalistic characteristics, thus production is even more difficult. Insect cells are commonly used for in vitro baculovirus production. Most of these cell lines are derived from Lepidoptera species. The Sf21 cell line is derived from Spodoptera frugiperda caterpillar ovarian tissue, and its clonal isolate Sf9 has been used for biopesticide production due to its ease of growth in suspension cultures. In this work, the in vitro production capabilities of a Brazilian SfMNPV isolate obtained from cornfields was evaluated. Comparison of polyhedra production was carried out using both Sf21 and Sf9 cells, based on volumetric and specific yields. Both cell lines were cultivated in Hyclone medium supplemented with different fetal bovine serum concentrations (2,5 and 5%). The best results were obtained using Sf9 cells supplemented with 5% serum. These results were further confirmed quantitively through kinetic parameter estimation for both cells lines and different serum concentrations. After seven successive passages, this system still presented high specific polyhedra production

Efeito da adição de colesterol e ecdisona na produção in vitro do baculovírus spodoptera frugiperda MNPV

Among the pests that attack corn crop in Brazil, there is Spodoptera frugiperda (JE Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae), known as fall armyworm, which is the major corn pest. Due to genetic instability during serial passage of baculoviruses in insect cell culture, the viral bioinseticides in vitro production development is the greatest challenge for mass production of this bioproduct. Successive passages of virus using extracellular viruses (BVs), necessary during viral bioinseticides production scaling up, leads to the appearance of aberrant forms of virus, a process so called as "passage effect ". The main consequence of passage effect is the production of occlusion bodies (OB) decrease, preventing its production using in vitro process. In this study, it was carried out a serial passage of baculovirus Spodoptera frugiperda multiple nucleopolyhedrovirus, isolate 18, using Sf21 cells. A decrease in the production of occlusion bodies from 170 to 92 in the third to fourth passage was observed. A factorial experimental design (22) was employed to verify the influence of two input variables, concentration of the hormone 20 - hydroxyecdysone (CH) and cholesterol (CC) on the values of response variables (volumetric and the specific OB production) of the process, seeking to define the optimum operating ranges trying to reverse or minimize the passage effect. The result indicated a negative influence of the cholesterol addition and positive effect in the hormone supplementation which the optimum range found for the concentrations studied were 8 to 10μg/mL and 5 to 6.5 mg / mL, for cholesterol and hormone concentrations respectively. New experiments were performed with addition of hormone and cholesterol in order to check the influence of these additives on the OB production independently. While the best result obtained from the factorial experiment was 9.4 x 107 OB/mL and 128.4 specific OB/cell, with the addition of only 6μg/mL 20-hydroxyecdysone these concentrations increased to 1.9 x 108 OB/mL and 182.9 OB/cell for volumetric and specific OB production, respectively. This result confirms that the addition of the hormone 20-hydroxyecdysone enhances the SfMNPV in vitro production process performance using Sf21 cells

Estratégias de Produção in vitro de Bioinseticida Viral: influências do Isolado, da Cinética e do Modo de operação

Societal concerns about environmental sustainability has lead to the development of ecologically-friendly alternatives to chemical insecticides for crop protection. One such alternative is biological pest control. In particular, baculoviruses are well suited as insect biopesticides due to their narrow host specificity and relative ease of propagation. In Brazil, the baculovirus Anticarsia gemmatalis nucleopolyhedrovirus (AgMNPV) is the main biological control agent employed for the soybean pest, Anticarsia gemmatalis. This baculovirus biopesticide is currently produced using caterpillars, but increasing market demand for the product has encouraged the development of an in vitro manufacturing process, which can be scaled up to much higher virus productivities. In this study, three wild-type AgMNPV isolates (AgMNPV-2D, AgMNPV-MP2 and AgMNPV-MP5) and a recombinant form (vAgEGT-LacZ) were characterised in terms of occlusion body (OB) production and infection kinetics, to enable future optimisation of the in vitro production process. These viruses were propagated using a Spodoptera frugiperda (IPLB-SF21) insect cell line grown in shaker-flask batch cultures. Among the virus isolates tested, AgMNPV-MP5 was found to be the best producer, yielding (5.3±0.85)x108 OB/mL after 8 days post infection. The characterisation of vAgEGT-LacZ propagation in suspension cell cultures has not been previously reported in the literature; hence it became the main focus for this thesis. In particular, it was carried out a study on the effect of the multiplicity of infection (MOI) on OB production. Five successive batches were performed getting a final production (8.9±1.42)x1014 occlusion bodies, considering that production is related for a bioreactor with final volume of 10m3. A low MOI associated with a fed-batch process for vAgEGT-LacZ production was found to support a 3-fold higher OB yield when compared to the default batch process (1.8x107 and 5.3x107 OB/mL, respectively). This yield is competitive with regards to the production process.

Efeito da utilização de diferentes diluidores para a produção in vitro de embriões bovinos

Objetivou-se avaliar as características morfológica e funcional do sêmen bovino congelado comparando-se a eficácia de dois diferentes diluidores. O ejaculado de quatro touros foi dividido em duas partes iguais, uma submetida ao diluidor Tris e gema de ovo (A) e outra ao diluidor à base de lecitina de soja (Andromed®) (B). No experimento I, cinco palhetas dos diluidores A e B de cada touro foram descongeladas e avaliadas quanto à motilidade, vigor, concentração, morfologia espermática e teste de termor-resistência lento. Foram feitas, ainda, avaliação da integridade de membranas, por meio da associação das sondas iodeto de propídio, isotiocionato de fluoresceína - Pisum sativum e carbocianina catiônica lipofílica, e avaliação funcional da membrana plasmática com teste hiposmótico. A avaliação da integridade da cromatina foi realizada pelo método de coloração com laranja de acridina. No experimento II, o sêmen com os diferentes diluidores foi utilizado na fecundação in vitro, sendo observadas taxas de clivagem e desenvolvimento embrionário in vitro. em relação aos resultados obtidos, apenas a porcentagem de espermatozoides no sêmen congelado foi discretamente maior com o diluidor A, concluindo-se que o diluidor composto por lecitina de soja pode substituir o composto por Tris e gema de ovo, respeitando-se as variações individuais de cada touro utilizado no presente experimento.

Suplementação do meio de maturação com gonadotrofinas placentárias na produção in vitro de blastocistos bovinos

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Farmacologia) - IBB

Efeitos de antioxidantes e da atmosfera gasosa em diferentes etapas da produção in vitro sobre o desenvolvimento e criotolerância de embriões bovinos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Efeitos da suplementação com fontes de ácidos graxos em doadoras das raças holandesa e nelore durante o pré e pós-parto, sobre o retorno à ciclicidade e produção in vitro de embriões

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FCAV

Estudo comparativo entre fontes de macromoléculas na produção in vitro de embriões bovinos e seus reflexos na criopreservação

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Separação de espermatozóides x viáveis de sêmen congelado, por gradiente descontínuo de densidade na produção in vitro de embriões destinados a criopreservação

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeitos da substituição do soro fetal bovino (SFB) e da albumina sérica bovina (BSA) pela ovalbumina (OVA) na produção in vitro de embriões bovinos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Inibição da maturação nuclear pela butirolactona I durante o transporte de oócitos bovinos destinados à produção in vitro de embrões (PIV)

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FCAV