Cultura de calos e suspensão celular de Duroia saccifera: estudo fitoquímico, cinética de crescimento e avaliação das atividades biológicas
Ano de defesa: | 2018 |
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Tipo de documento: | Dissertação |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Amazonas
Instituto de Ciências Biológicas Brasil UFAM Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia |
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País: |
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Palavras-chave em Português: | |
Link de acesso: | https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7575 |
Resumo: | A cultura de tecidos e células vegetais é uma estratégia eficiente para a produção segura e contínua de metabólitos secundários em condições físicas e químicas controladas. A Duroia saccifera (Roem. & Schult.) K. Schum, assim como outras espécies do gênero e da família Rubiaceae, é alvo potencial para estudos fitoquímicos e farmacológicos devido à ocorrência de uma grande variedade de classes de moléculas biologicamente ativas. Com base nisso, esse trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de crescimento, a partir da determinação das curvas de crescimento, de culturas de calos e de suspensões celulares de D. saccifera, e realizar o estudo da composição química dos extratos obtidos dos calos e suspensões, bem como avaliar as atividades químicas e biológicas. Para isso, calos previamente estabelecidos in vitro em meio Murashige e Skoog suplementado com 4 mg.L-1 de ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4D) e 2 mg.L-1 de cinetina (KIN) foram multiplicados em sucessivos subcultivos a cada 30 dias e mantidos em sala de crescimento com temperatura controlada de 26 ± 2 ºC, sob fotoperíodo de 16/8 horas (claro/escuro), providos por lâmpadas fluorescentes. O material foi extraído com os solventes orgânicos hexano, acetato de etila (AcOEt) e metanol. Os extratos foram testados nos ensaios antioxidante, antimicrobiano e antimicobacteriano, e fracionados. As culturas em suspensão celular foram estabelecidas a partir de 1 g de calos inoculados em 100 mL de meio de cultura líquido, em agitação contínua. Foram determinadas as curvas de crescimento de ambas as formas de cultivo, ao longo de 40 dias, com intuito de realizar um estudo comparativo através do cálculo dos parâmetros da cinética de crescimento. No estudo fitoquímico dos extratos foi possível verificar a presença de terpenoides, esteroides, substâncias aromáticas, ácidos graxos, entre outros metabólitos secundários. Na fração 2 (6,3 mg) do extrato hexânico foi observado o indício da presença do esteroide lupen-3-ona. Com relação aos ensaios biológicos e químicos, o extrato AcOEt apresentou alta atividade antimicobacteriana frente a Mycobacterium tuberculosis, com uma concentração inibitória mínima (CIM) de 25 μg.mL-1, uma concentração inibitória a 90% (IC90) de 19,5 μg.mL-1 e uma concentração bactericida mínima (CBM) de 200 μg.mL-1. Os extratos não foram ativos nos ensaios antimicrobianos frente às bactérias testadas, assim como os extratos não apresentaram potencial antioxidante frente ao radical livre DPPH e o complexo Fe3+/fenantrolina. Os resultados obtidos demonstraram que o calo seguiu um padrão de crescimento lento, atingindo maior massa fresca (MF) e seca (MS) no 40º dia de cultivo com concentração de 72,6 e 2,808 g.L-1, respectivamente. Já para a suspensão celular, o acúmulo de biomassa e o crescimento da cultura de células foi expressivamente maior e mais rápido, atingindo maior MF e MS no 36º dia de cultivo, sendo de 413,7 e 12,995 g.L-1, respectivamente. Não foi possível determinar com exatidão as fases estacionárias dos cultivos celulares, no entanto, foi inferido que a produção máxima de metabólitos secundários ocorreu no 40º dia para as culturas de calos e entre o 24º ao 36º dia para as culturas em suspensão. Os parâmetros cinéticos calculados demonstram que a suspensão celular possui um elevado potencial para o fornecimento de biomassa vegetal da espécie, tornando-se uma fonte promissora para a produção de metabólitos secundários obtidos in vitro. |
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Cultura de calos e suspensão celular de Duroia saccifera: estudo fitoquímico, cinética de crescimento e avaliação das atividades biológicasCultura de célulasTecidos vegetais - Cultura e meios de culturaCIÊNCIAS BIOLÓGICASCIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA: QUÍMICA: QUÍMICA ORGÂNICA: QUÍMICA DOS PRODUTOS NATURAISCultura de tecidos de plantasMetabólitos secundáriosBiotecnologiaRubiaceaeA cultura de tecidos e células vegetais é uma estratégia eficiente para a produção segura e contínua de metabólitos secundários em condições físicas e químicas controladas. A Duroia saccifera (Roem. & Schult.) K. Schum, assim como outras espécies do gênero e da família Rubiaceae, é alvo potencial para estudos fitoquímicos e farmacológicos devido à ocorrência de uma grande variedade de classes de moléculas biologicamente ativas. Com base nisso, esse trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de crescimento, a partir da determinação das curvas de crescimento, de culturas de calos e de suspensões celulares de D. saccifera, e realizar o estudo da composição química dos extratos obtidos dos calos e suspensões, bem como avaliar as atividades químicas e biológicas. Para isso, calos previamente estabelecidos in vitro em meio Murashige e Skoog suplementado com 4 mg.L-1 de ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4D) e 2 mg.L-1 de cinetina (KIN) foram multiplicados em sucessivos subcultivos a cada 30 dias e mantidos em sala de crescimento com temperatura controlada de 26 ± 2 ºC, sob fotoperíodo de 16/8 horas (claro/escuro), providos por lâmpadas fluorescentes. O material foi extraído com os solventes orgânicos hexano, acetato de etila (AcOEt) e metanol. Os extratos foram testados nos ensaios antioxidante, antimicrobiano e antimicobacteriano, e fracionados. As culturas em suspensão celular foram estabelecidas a partir de 1 g de calos inoculados em 100 mL de meio de cultura líquido, em agitação contínua. Foram determinadas as curvas de crescimento de ambas as formas de cultivo, ao longo de 40 dias, com intuito de realizar um estudo comparativo através do cálculo dos parâmetros da cinética de crescimento. No estudo fitoquímico dos extratos foi possível verificar a presença de terpenoides, esteroides, substâncias aromáticas, ácidos graxos, entre outros metabólitos secundários. Na fração 2 (6,3 mg) do extrato hexânico foi observado o indício da presença do esteroide lupen-3-ona. Com relação aos ensaios biológicos e químicos, o extrato AcOEt apresentou alta atividade antimicobacteriana frente a Mycobacterium tuberculosis, com uma concentração inibitória mínima (CIM) de 25 μg.mL-1, uma concentração inibitória a 90% (IC90) de 19,5 μg.mL-1 e uma concentração bactericida mínima (CBM) de 200 μg.mL-1. Os extratos não foram ativos nos ensaios antimicrobianos frente às bactérias testadas, assim como os extratos não apresentaram potencial antioxidante frente ao radical livre DPPH e o complexo Fe3+/fenantrolina. Os resultados obtidos demonstraram que o calo seguiu um padrão de crescimento lento, atingindo maior massa fresca (MF) e seca (MS) no 40º dia de cultivo com concentração de 72,6 e 2,808 g.L-1, respectivamente. Já para a suspensão celular, o acúmulo de biomassa e o crescimento da cultura de células foi expressivamente maior e mais rápido, atingindo maior MF e MS no 36º dia de cultivo, sendo de 413,7 e 12,995 g.L-1, respectivamente. Não foi possível determinar com exatidão as fases estacionárias dos cultivos celulares, no entanto, foi inferido que a produção máxima de metabólitos secundários ocorreu no 40º dia para as culturas de calos e entre o 24º ao 36º dia para as culturas em suspensão. Os parâmetros cinéticos calculados demonstram que a suspensão celular possui um elevado potencial para o fornecimento de biomassa vegetal da espécie, tornando-se uma fonte promissora para a produção de metabólitos secundários obtidos in vitro.Tissue and plant cell culture is an efficient strategy for the safe and continuous production of secondary metabolites under controlled physical and chemical conditions. Duroia saccifera (Roem. & Schult.) K. Schum, as well as other species of the genus and the Rubiaceae family, is a potential target for phytochemical and pharmacological studies due to the occurrence of a wide variety of classes of biologically active molecules. Based on this, the objective of this work was to evaluate the growth potential, from the determination of the growth curves of the culture of calli and cell suspensions of the D. saccifera and to perform the phytochemical study of the extracts obtained from the callus and suspensions, and evaluate their chemical and biological activities. For this, calli previously established in vitro in Murashige and Skoog medium supplemented with 4 mg.L-1 of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4D) and 2 mg.L-1 kinetin (KIN) were multiplied in successive subcultures every 30 days and kept in a growth room with controlled temperature of 26 ± 2 ºC, under photoperiod of 16/8 hours (light/dark), provided by fluorescent lamps. The material was extracted with the organic solvents hexane, ethyl acetate (EtOAc) and methanol. The extracts were tested in antioxidant, antimicrobial and antimycobacterial assays and fractionated. Suspension cell culture was established, when 1 g of callus was inoculated into 100 mL of the liquid culture medium. The growth curves of both forms of cultivation were determined during 40 days, in order to perform a comparative study through the calculation of growth kinetic parameters. In the phytochemical study of the extracts it was possible to verify the presence of terpenoids, steroids, aromatic substances, fatty acids, among others secondary metabolites. In fraction 2 (6.3 mg) of the hexane extract the evidence of the presence of the lupen-3-one steroid was observed. Regarding the biological and chemical assays, the EtOAc extract presented high antimycobacterial activity against Mycobacterium tuberculosis, with minimal inhibitory concentration (MIC), 90% inhibitory concentration (IC90) and minimum bactericidal concentration (MBC) of 25, 19.5 and 200 μg.L-1, respectively. The extracts were not active in the antimicrobial assays against the tested bacteria, as the extracts had no antioxidant potential against the DPPH free radical and the Fe3+/phenanthroline complex. The results showed that the callus followed a slow growth pattern, reaching a higher fresh (FM) and dry mass (DM) on the 40th day, respectively, 72.6 and 2.808 g.L-1. The accumulation of biomass and the growth of suspension cell culture was significantly higher, reaching higher MF and MS, on the 36th day of cultivation, respectively of 413.7 and 12.995 g.L-1. It was not possible to determine the stationary stages in the growth, however, it was inferred that the maximum production of secondary metabolites occurred on the 40th day of the culture of callus and from the 24th to the 36th day in the culture of cell suspension. The calculated kinetic parameters demonstrate that the cell suspension has a high potential for the supply of plant biomass of the species, becoming a promising source for the in vitro secondary metabolites production.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoAchei o sistema claro, autoexplicativo e fácil de usar.Universidade Federal do AmazonasInstituto de Ciências BiológicasBrasilUFAMPrograma de Pós-Graduação em BiotecnologiaNunez, Cecília Verônicahttp://lattes.cnpq.br/2046473694108264Albuquerque, Patricia Melchionahttp://lattes.cnpq.br/1177407730126204Pohlit, Adrian Martinhttp://lattes.cnpq.br/1374256752569626Sousa, Aline Bastos Brilhante dehttp://lattes.cnpq.br/39041134367970502019-12-26T18:22:06Z2018-07-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisimage/jpegapplication/pdfSOUSA, Aline Bastos Brilhante. Cultura de calos e suspensão celular de Duroia saccifera: estudo fitoquímico, cinética de crescimento e avaliação das atividades biológicas. 2018. 106 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2018.https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7575porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAMinstname:Universidade Federal do Amazonas (UFAM)instacron:UFAM2020-01-08T17:30:07Zoai:https://tede.ufam.edu.br/handle/:tede/7575Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://200.129.163.131:8080/PUBhttp://200.129.163.131:8080/oai/requestddbc@ufam.edu.br||ddbc@ufam.edu.bropendoar:65922020-01-08T17:30:07Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM - Universidade Federal do Amazonas (UFAM)false |
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A cultura de tecidos e células vegetais é uma estratégia eficiente para a produção segura e contínua de metabólitos secundários em condições físicas e químicas controladas. A Duroia saccifera (Roem. & Schult.) K. Schum, assim como outras espécies do gênero e da família Rubiaceae, é alvo potencial para estudos fitoquímicos e farmacológicos devido à ocorrência de uma grande variedade de classes de moléculas biologicamente ativas. Com base nisso, esse trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de crescimento, a partir da determinação das curvas de crescimento, de culturas de calos e de suspensões celulares de D. saccifera, e realizar o estudo da composição química dos extratos obtidos dos calos e suspensões, bem como avaliar as atividades químicas e biológicas. Para isso, calos previamente estabelecidos in vitro em meio Murashige e Skoog suplementado com 4 mg.L-1 de ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4D) e 2 mg.L-1 de cinetina (KIN) foram multiplicados em sucessivos subcultivos a cada 30 dias e mantidos em sala de crescimento com temperatura controlada de 26 ± 2 ºC, sob fotoperíodo de 16/8 horas (claro/escuro), providos por lâmpadas fluorescentes. O material foi extraído com os solventes orgânicos hexano, acetato de etila (AcOEt) e metanol. Os extratos foram testados nos ensaios antioxidante, antimicrobiano e antimicobacteriano, e fracionados. As culturas em suspensão celular foram estabelecidas a partir de 1 g de calos inoculados em 100 mL de meio de cultura líquido, em agitação contínua. Foram determinadas as curvas de crescimento de ambas as formas de cultivo, ao longo de 40 dias, com intuito de realizar um estudo comparativo através do cálculo dos parâmetros da cinética de crescimento. No estudo fitoquímico dos extratos foi possível verificar a presença de terpenoides, esteroides, substâncias aromáticas, ácidos graxos, entre outros metabólitos secundários. Na fração 2 (6,3 mg) do extrato hexânico foi observado o indício da presença do esteroide lupen-3-ona. Com relação aos ensaios biológicos e químicos, o extrato AcOEt apresentou alta atividade antimicobacteriana frente a Mycobacterium tuberculosis, com uma concentração inibitória mínima (CIM) de 25 μg.mL-1, uma concentração inibitória a 90% (IC90) de 19,5 μg.mL-1 e uma concentração bactericida mínima (CBM) de 200 μg.mL-1. Os extratos não foram ativos nos ensaios antimicrobianos frente às bactérias testadas, assim como os extratos não apresentaram potencial antioxidante frente ao radical livre DPPH e o complexo Fe3+/fenantrolina. Os resultados obtidos demonstraram que o calo seguiu um padrão de crescimento lento, atingindo maior massa fresca (MF) e seca (MS) no 40º dia de cultivo com concentração de 72,6 e 2,808 g.L-1, respectivamente. Já para a suspensão celular, o acúmulo de biomassa e o crescimento da cultura de células foi expressivamente maior e mais rápido, atingindo maior MF e MS no 36º dia de cultivo, sendo de 413,7 e 12,995 g.L-1, respectivamente. Não foi possível determinar com exatidão as fases estacionárias dos cultivos celulares, no entanto, foi inferido que a produção máxima de metabólitos secundários ocorreu no 40º dia para as culturas de calos e entre o 24º ao 36º dia para as culturas em suspensão. Os parâmetros cinéticos calculados demonstram que a suspensão celular possui um elevado potencial para o fornecimento de biomassa vegetal da espécie, tornando-se uma fonte promissora para a produção de metabólitos secundários obtidos in vitro. |
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