In vitro screening for growth inhibition activity on cancer cell lines of northern Chile highlands shrubs / Triagem in vitro da atividade de inibição do crescimento em linhagens celulares de câncer em arbustos das montanhas do norte do Chile

ABSTRACT: Cancer is still one of the leading causes of death worldwide. Many chemotherapeutics from plants have been tested in cancer, such as vinblastine and paclitaxel. The north of Chile, Arica & Parinacota region, is characterized by its vegetal biodiversity due to its unique geographical and climatological conditions, offering an unexplored and unique source of naturally-derived compounds. The present research has considered a screening of 26 highland herbs using an in vitro growth inhibition model in a panel of six cancer cell lines from different tissues. 5 of the 26 studied ethanolic extracts shows strong activity at least in one cell line when tested at 10 µg mL-1. We present a group of plants worthy to be evaluated as promissory extracts. This work is part of the systematic attempt to find new candidates to be used in cancer therapies.

RESUMO: O câncer ainda é uma das principais causas de morte no mundo. Muitos quimioterápicos de plantas foram testados em câncer, como vinblastina e paclitaxel. O norte do Chile, região de Arica e Parinacota, caracteriza-se por sua biodiversidade vegetal devido às suas condições geográficas e climatológicas únicas, oferecendo uma fonte inexplorada e única de compostos de origem natural. A presente pesquisa considerou uma triagem de 26 ervas das terras altas usando um modelo de inibição de crescimento in vitro em um painel de seis linhas celulares de câncer de diferentes tecidos. Cinco, dos 26 extratos etanólicos estudados, mostram forte atividade pelo menos em uma linhagem celular quando testados a 10 µg mL-1. Apresentamos um grupo de plantas dignas de serem avaliadas como extratos promissórios. Este trabalho faz parte da tentativa sistemática de encontrar novos candidatos para serem usados ​​em terapias contra o câncer.

Antifungal potential of crude extracts of Trichoderma spp / Potencial antifúngico de extratos brutos de Trichoderma spp

Abstract Antibiosis is the mechanism by which certain microorganisms respond to the presence of others, secreting compounds or metabolites capable of inhibiting or impeding their development. The crude extract of Trichoderma contains a mixture of secondary compounds, which may show antibiotic effect, and has been used for the prospect of this fungus for biological control and other industrial purposes. Faced with the increasing demand of agriculture for ecologically compatible alternatives for the management of diseases, this work aimed to investigate the spectrum of action of Non-Volatile Metabolites (NVMs) of Trichoderma isolates against different plant pathogenic fungi. The antagonistic potential of NVMs was evaluated through the incorporation method of the filtered liquid extract in PDA medium. The assays showed that all the NVMs produced inhibited the fungus Sclerotinia sclerotiorum similarly. On the other hand, strains CEN1245 and CEN1274, both belonging to the species Trichoderma brevicompactum, showed broad spectrum against Sclerotium rolfsii, Colletotrichum gloesporioides, Verticillium dahliae, Fusarium oxysporum and Cylindrocladium sp. The present study describes isolates producing non-volatile metabolites with broad spectrum of antifungal action, as well as pathogen-specific. The Trichoderma spp. NVMs obtained from different soil samples cultivated with vegetables, cassava and maize were efficient in inhibiting plant pathogenic fungi belonging to other patossystems, such as forest or fruit, which could increase their potential application in biological control of plant diseases. In addition, these antagonistic fungi should be studied in greater depth for the identification of bioactive molecules of industrial interest or in commercial formulations of products for biological control of plant pathogens.

Resumo Antibiose é um mecanismo pelo qual certos microrganismos respondem à presença de outros, secretando compostos ou metabólitos capazes de inibir ou impedir o seu desenvolvimento. O extrato bruto de Trichoderma contém uma mistura de compostos secundários e tem sido utilizado na prospecção deste fungo para o controle biológico e demais fins industriais. Diante da crescente demanda da agricultura por alternativas ecologicamente compatíveis para o manejo de doenças, este trabalho teve como objetivo investigar o espectro de ação de Metabólitos Não Voláteis (MNVs), produzidos por isolados de Trichoderma, contra diferentes fungos fitopatogênicos. O potencial antagônico dos MNVs foi avaliado através do método de incorporação do extrato líquido filtrado em meio BDA. Os ensaios mostraram que todos os MNVs produzidos inibiram de forma semelhante o fungo Sclerotinia sclerotiorum. Por outro lado, os isolados CEN1245 e CEN1274, ambos Trichoderma brevicompactum, mostraram um amplo espectro de ação, atuando contra Sclerotium rolfsii, Colletotrichum gloesporioides, Verticillium dahliae, Fusarium oxysporum e Cylindrocladium sp. O presente estudo descreve isolados que produziram metabólitos não voláteis com amplo espectro de ação antifúngico, assim como patógeno-específico. Os MNVs de Trichoderma spp. obtidos de diferentes amostras de solo cultivadas com vegetais, mandioca e milho, foram eficientes na inibição de fungos fitopatogênicos pertencentes a outros patossistemas, como os de espécies florestais e frutíferas, o que poderia aumentar sua potencial aplicação no controle de doenças de plantas. Adicionalmente, estes fungos antagonistas devem ser mais bem estudados para identificação de moléculas bioativas de interesse industrial ou formulação de produtos para o controle biológico de patógenos de plantas.

Tolerance to Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) by filamentous fungi isolated from contaminated sediment in the Amazon region / Tolerância a Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs) por fungos filamentosos isolados de sedimentos contaminados da região Amazônica

Tolerance to Polycyclic Hydrocarbons Aromatic (PAHs) is considered an important characteristic when assessing the bioremediation potential of microorganisms. Given this, the objective of this research was to assay filamentous fungi from the Amazon region, isolated from sediments with differents levels of contamination by PAHs, for tolerance to phenanthrene and pyrene. To achieve this, fungal cultures plugs (5 mm), obtained after 7 days growth, were transferred to petri dishes containing 20% Sabouraud dextrose agar medium, after surface innoculation with phenanthrene and pyrene crystals, separately. Radial mycelial growth was evaluated after 10 days at five different concentration levels for each contaminant and control group, all in triplicate for each treatment. Fungal growth and growth inhibition rates were calculated. The average growth of the colonies in each treatment was compared with one-way ANOVA, followed by a Tukey Test (p < 0,05). All fungi showed tolerant to phenanthrene and pyrene. However, Hypoxylon sp. showed the lowest growth inhibition rate and average growth rates significantly different of the other six tested species. Hypoxylon sp. has been shown to be a promising genetic resource for use in new studies of PAHs degradation.

A tolerância a Hidrocarbonetos Policíclicos Aromática (HPAs) é considerada como uma característica importante na avaliação do potencial de micro-organismos para biorremediação. Diante disso, o objetivo desta pesquisa foi avaliar fungos filamentosos da região amazônica, isolados de sedimentos com diferentes níveis de contaminação por HPAs, quanto à tolerância ao fenantreno e pireno. Para tanto, discos das culturas fúngicas (5 mm), obtidas após 7 dias de crescimento, foram transferidas para placas de Petri contendo meio Agar Sabouraud Dextrose a 20%, após inoculação superficial com cristais de fenantreno e pireno, separadamente. O crescimento micelial radial foi avaliado após 10 dias em cinco concentrações diferentes para cada contaminante e grupo controle, ambos em triplicata para cada tratamento. As taxas de crescimento fúngico e de inibição de crescimento foram calculadas. O crescimento médio das colônias em cada tratamento foi comparado com ANOVA one way, seguido pelo teste de Tukey (p < 0,05). Todos os fungos mostraram tolerância ao fenantreno e ao pireno. No entanto, Hypoxylon sp. apresentou menor taxa de inibição de crescimento e taxas médias de crescimento significativamente diferentes das outras seis espécies testadas. Hypoxylon sp. tem se mostrado um recurso genético promissor para uso em novos estudos sobre degradação de HPAs.

Peptídeos peptidomiméticos da película adquirida do esmalte: efeitos no crescimento de cristal de hidroxiapatita / Peptidomimetics of acquired enamel pellicle peptides: effects on hydroxyapatite crystal growth

Os peptídeos da estaterina (DR9) e da histatina 3 (RR14), que ocorrem naturalmente na película in vivo, amplificam o efeito inibitório do crescimento de cristais de hidroxiapatita, função relacionada à remineralizarão do esmalte e formação de cálculos dentários. A hipótese da duplicação/hibridação de domínios funcionais dos peptídeos DR9 da estaterina e RR14 da histatina 3 foi testada. Para isto, os peptídeos peptidomiméticos (DR9-DR9, DR9-RR14), além deles individualmente e suas proteínas intactas (DR9, RR14, estaterina e histatina 3) foram estudados em sete concentrações diferentes para avaliar o efeito da inibição do crescimento de cristais de hidroxiapatita. Foi utilizado um ensaio colorimétrico de microplaca para quantificar o crescimento de cristais de hidroxiapatita. As experiências foram feitas em triplicata e a concentração inibitória (IC50) foi estabelecida para cada grupo. A IC50 foi calculada para todos os peptídeos e proteínas testados. A histatina 3 e o RR14 não atingiram o valor de IC50. O DR9- RR14 atingiu o valor de IC50 a 3,80 M. Como esperado, DR9 e DR9-DR9 demonstraram um efeito inibitório significativo na atividade de crescimento de cristais, atingindo o valor de IC50 a 2,82 M e 1,07 M, respectivamente. A estaterina atingiu o valor de IC50 a 2,50 M. Na análise estatística, foram aplicados os testes ANOVA e Student-Newman-Keuls para comparações por pares, para comparar os valores entre os grupos. O DR9-DR9 amplificou o efeito inibitório do crescimento de cristais de hidroxiapatita quando comparado com DR9 único (p <0,05), demonstrando que a multiplicação do domínio funcional é uma forte tendência evolutiva da proteína. De forma interessante, o peptídeo híbrido DR9-RR14 demonstrou um efeito inibitório intermediário quando comparado com outros dois grupos: DR9 único e DR9-DR9. Este estudo utilizou a abordagem peptidomimética para investigar uma via potencial de evolução da proteína relacionada com a duplicação/hibridação dos constituintes peptídicos naturais da película adquirida de esmalte. O conhecimento obtido por meio dos resultados deste trabalho pode fornecer uma base para o desenvolvimento de peptídeos sintéticos para uso terapêutico, tanto contra cárie dentária, como para a doença periodontal.(AU)

The statherin and histatin 3 peptides (DR9 and RR14 respectively), which occur naturally in the film in vivo, amplify the inhibitory effect for the growth of hydroxyapatite crystals, a function related to remineralization of the enamel and formation of dental calculi. The hypothesis of duplication/hybridization of functional domains of the DR9 peptides of the statherin and RR14 of histatin 3 was tested. For this, the peptidomimetic peptides (DR9-DR9, DR9-RR14), in addition to them individually and their intact proteins (DR9, RR14, statherin and histatin 3) were studied at seven different concentrations to evaluate the effect of growth inhibition of hydroxyapatite crystals. A colorimetric assay of microplate was used to quantify the growth of hydroxyapatite crystals. The experiments were done in triplicate and the inhibitory concentration (IC50) was established for each group. The IC50 was calculated for all peptides and proteins tested. Histatin 3 and RR14 did not reach the IC50 value. DR9-RR14 reached the IC50 value at 3.80 M. As expected, DR9 and DR9-DR9 demonstrated a significant inhibitory effect on crystal growth activity, reaching the IC50 value at 2.82 M and 1.07 M, respectively. Statherin reached the IC50 value at 2.50 M. ANOVA and Student-Newman-Keuls tests for paired comparisons were applied to compare the values between the groups. DR9-DR9 amplified the inhibitory effect of hydroxyapatite crystal growth when compared to single DR9 (p <0.05), demonstrating that the multiplication of the functional domain is a strong protein evolution pathway. Interestingly, the hybrid peptide DR9-RR14 demonstrated an intermediate inhibitory effect when compared to other two groups: single DR9 and DR9-DR9. This study utilized the peptidomimetic approach to investigate a potential pathway of protein evolution related to duplication/hybridization of the natural peptidic constituents of the acquired enamel film. The knowledge obtained through the results of this work can provide a basis for the development of synthetic peptides for therapeutic use, both against dental caries and for periodontal disease.(AU)

Atividade fitotóxica de Croton doctoris S. Moore / Phytotoxic activity of Croton doctoris S. Moore

O objetivo deste trabalho foi caracterizar o efeito fitotóxico do extrato etanólico bruto e frações semipurificadas do caule e folhas de C. doctoris na germinação, crescimento inicial e divisão celular das células radiculares de alface (Lactuca sativa) e cebola (Allium cepa), em laboratório. O experimento foi realizado em delineamento inteiramente casualizado, sendo utilizadas quatro concentrações dos tratamentos (0, 250, 500, 1.000mg L-1), com quatro repetições. O extrato bruto e as frações do caule e folhas inibiram a germinação e crescimento de alface e cebola, sendo o maior efeito fitotóxico promovido pela fração acetato de etila (FAE) do caule e folhas que afetou significativamente o crescimento e índice mitótico das células radiculares de alface e cebola. Com os resultados obtidos, verifica-se que a espécie C. doctoris apresenta substâncias capazes de influenciar no crescimento e divisão celular das espécies avaliadas.

The aim of this study was to verify the phytotoxic effect of the crude ethanol extract and semipurified fractions from the stem and leaves of Croton doctoris on the germination, growth and cell division of roots cells of lettuce (Lactuca sativa) and onion (Allium cepa), in the laboratory. The bioassays was conducted in using completely randomized design, with four concentrations (0, 250, 500, 1.000mg L-1) and four replications. The crude extract and the fractions from the stem and leaves inhibited germination and seedling growth of lettuce and onion, with greater phytotoxic effect observed in the ethyl acetate fraction (EAF) from the stems and leaves that significantly affected the growth and mitotic index of root cells of lettuce and onions. With these results it appears that C. doctoris contains substances capable of influencing the germination, growth and cell division of the species studied.