Antiangiogenic potential of Jatropha curcas latex in the chick chorioallantoic membrane model / Potencial antiangiogênico do látex de Jatropha curcas em modelo de membrana corioalantoica de embrião de galinha

AIMS: To perform a physicochemical and phytochemical characterization of Jatropha curcas latex and to investigate its antiangiogenic potential. METHODS: We performed an initial physicochemical characterization of J. curcas latex using thermal gravimetric analyses and Fourier Transform Infrared spectroscopy. After that, phenols, tannins and flavonoids were quantified. Finally, the potential of J. curcas latex to inhibit angiogenesis was evaluated using the chick chorioallantoic membrane model. Five groups of 20 fertilized chicken eggs each had the chorioallantoic membrane exposed to the following solutions: (1) water, negative control; (2) dexamethasone, angiogenesis inhibitor; (3) Regederm®, positive control; (4) 25% J. curcas latex diluted in water; (5) 50% J. curcas latex diluted in water; and (6) J. curcas crude latex. Analysis of the newly-formed vascular net was made through captured images and quantification of the number of pixels. Histological analyses were performed to evaluate the inflammation, neovascularization, and hyperemia parameters. The results were statically analyzed with a significance level set at p<0.05. RESULTS: Physicochemical characterization showed that J. curcas latex presented a low amount of cis-1.4-polyisoprene, which reduced its elasticity and thermal stability. Phytochemical analyses of J. curcas latex identified a substantial amount of phenols, tannins, and flavonoids (51.9%, 11.8%, and 0.07% respectively). Using a chick chorioallantoic membrane assay, we demonstrated the antiangiogenic potential of J. curcas latex. The latex induced a decrease in the vascularization of the membranes when compared with neutral and positive controls (water and Regederm®). However, when compared with the negative control (dexamethasone), higher J. curcas latex concentrations showed no significant differences. CONCLUSIONS: J. curcas latex showed low thermal stability, and consisted of phenols, tannins, and flavonoids, but little or no rubber. Moreover, this latex demonstrated a significant antiangiogenic activity on a chick chorioallantoic membrane model. The combination of antimutagenic, cytotoxic, antioxidant and antiangiogenic properties makes J. curcas latex a potential target for the development of new drugs.

OBJETIVOS: Realizar uma caracterização físico-química e fitoquímica do látex de Jatropha curcas e investigar o seu potencial antiangiogênico. MÉTODOS: foi realizada uma caracterização físico-química inicial do látex de J. curcas utilizando as análises termogravimétricas e a espectroscopia com a Transformada de Fourier. Depois disso, fenóis, taninos e flavonoides foram quantificados. Finalmente, o potencial do látex de J. curcas em inibir a angiogênese foi avaliado através do uso de modelo de membrana corioalantoica de embrião de galinha. Cinco grupos, cada um com 20 ovos de galinha fertilizados, tiveram a membrana corioalantoica exposta às seguintes soluções: (1) água, controle negativo; (2) dexametasona, inibidor da angiogênese; (3) Regederm®, controle positivo; (4) 25% de látex de J. curcas diluído em água; (5) 50% de látex de J. curcas diluído em água; e (6) látex bruto de J. curcas. A análise da rede vascular recém-formada foi feita por meio de imagens capturadas e quantificação do número de pixels. Análises histológicas foram realizadas para avaliar os parâmetros de inflamação, neovascularização e hiperemia. Os resultados foram analisados estaticamente com nível de significância estabelecido em p<0,05. RESULTADOS: A caracterização físico-química mostrou que o látex de J. curcas apresenta uma baixa quantidade de cis-1,4-poliisopreno, o que reduz sua elasticidade e estabilidade térmica. Análises fitoquímicas do látex de J. curcas identificaram uma quantidade significativa de fenóis, taninos e flavonoides (51,9%, 11,8% e 0,07% respectivamente). Usando o modelo de membrana corioalantoica de ovo de galinha embrionado, demonstrou-se o potencial antiangiogênico do látex de J. curcas. O látex induziu a diminuição da vascularização das membranas, em comparação aos grupos controle neutro e positivo (água e Regederm®). CONCLUSÕES: O látex de J. curcas apresentou baixa estabilidade térmica, ausência ou pouca quantidade de borracha e presença de fenóis, taninos e flavonoides em sua composição. Além disso, apresentou alta atividade antiangiogênica no modelo de membrana corioalantoica de embrião de galinha. A combinação de propriedades antimutagênicas, citotóxicas, anti-inflamatórias, antioxidantes e antiangiogênicas faz com que o látex de J. curcas seja um alvo potencial para o desenvolvimento de novos medicamentos.

Toxicity of Jatropha curcas L. latex in Allium cepa test / Toxicidade do látex de Jatropha curcas L. no modelo de Allium cepa

The latex obtained from Jatropha curcas (physic nut) is used in traditional medicine to treat a variety of disturbs, including burns, hemorrhoids, ringworm and ulcers. Phytochemical analyses have shown that J. curcas latex contains natural compounds with therapeutic potential. In this study, the toxicity, cytotoxicity and genotoxicity effects of J. curcas latex on the root cells of Allium cepa were examined. Onion seeds and bulbs were exposed to seven different concentrations of latex and then the roots were submitted to macro and microscopic analyses. Water and sodium azide were used as negative and positive controls, respectively. The analysis of root growth showed that J. curcas crude latex or 50% diluted is highly toxic. Cytogenetic results showed that the mitotic index of the onion roots submitted to latex treatment decreased significantly compared to the negative control, which suggests that the latex is cytotoxic. High incidence of chromosome aberrations in the cells treated with J. curcas latex was observed too, indicating that the latex also presents genotoxic effect. The analyses presented in this report suggest the toxic, cytotoxic and genotoxic effects of J. curcas latex. Then, the indiscriminate use of J. curcas latex in folk medicine could bring risk to human health.

O látex obtido de Jatropha curcas (pinhão manso) é usado na medicina tradicional para tratamento de diversos distúrbios, como queimaduras, hemorroida, micose e úlcera. Análises fitoquímicas apontaram que o látex de J. curcas contém compostos naturais com potencial terapêutico. Este estudo avaliou a toxicidade, citotoxicidade e genotoxicidade do látex de J. curcas em células da raiz de Allium cepa. Sementes e bulbos de cebola foram expostos á sete diferentes concentrações de látex e, então, as raízes foram submetidas a análises macro e microscópica. Água e azida sódica foram utilizadas como controle negativo e positivo, respectivamente. A análise do comprimento das raízes mostrou que o látex de J. curcas puro e diluído a 50% é altamente tóxico. O índice mitótico das raízes de cebola submetidas ao tratamento com o látex diminuiu significativamente comparado com o controle negativo, o que sugere que o látex é citotóxico. Uma alta incidência de aberrações cromossômicas em células tratadas com o látex de J. curcas também foi observada, indicando que o látex apresenta efeito genotóxico. Essa análise sugere que o látex de J. curcas possui efeitos tóxico, citotóxico e genotóxico, sendo que o uso indiscriminado do látex de J. curcas na medicina popular pode trazer risco à saúde humana.

Rendimento de óleo de sementes de pinhão manso em plantas irrigadas e adubadas / Yield oil of jatropha curcas seeds of trees irrigated and fertilizated

O trabalho teve por objetivo avaliar os efeitos da irrigação e aplicação do fertilizante Organomineral-Marinho + Biotech® (OMM-Tech) sobre o rendimento de óleo de sementes de pinhão manso em Lavras- MG. Utilizou-se delineamento estatístico em blocos casualizados, com parcelas subdivididas contendo três repetições. As parcelas receberam os tratamentos de manejo de água (com e sem irrigação) e as subparcelas foram constituídas por três formas de aplicação do fertilizante OMM-Tech: T1 = Testemunha (S/ OMM-Tech); T2 = via solo (120 kg ha-1 de OMMTech na forma pó); T3 = via foliar (OMM-Tech na forma líquida e na concentração de 5%); T4 = via solo + foliar (60 kg ha-1 de OMM-Tech na forma pó + OMM-Tech na forma líquida na c de 2,5%). O sistema de irrigação utilizado foi o gotejamento, com emissores espaçados a cada 0,50 m. Para avaliar a resposta da cultura utilizaram-se dados referentes ao segundo ano de produção. O tratamento de irrigação produziu efeitos significativos sobre a produtividade de óleo de sementes de pinhão manso, enquanto as diferentes formas de aplicação de OMM-Tech não influenciaram os resultados. O rendimento de óleo de sementes das plantas irrigadas e de sequeiro foram, respectivamente, 34 e 27%.

The purpose of this study was to evaluate the effects of irrigation and application of Organomineral-Marine + Biotech (OMM-Tech) in yield oil of Jatropha curcas seeds. The experiment was conducted in an experimental area located in Federal University of Lavras, Brazil. A randomized block experimental design with subdivided parcels and three replications was used. The parcels received two different water management treatments: irrigated and no irrigated. The sub-plots were submitted to different OMM-Tech fertilizer application methods: T1= control (no OMM-Tech); T2 = soil application (120 kg ha-1 of OMM-Tech in a powder form); T3 = leaf application (OMM-Tech in a liquid form with a 5% concentration); T4 = soil + leaf application (60 kg ha-1 of OMM-Tech in powder form + OMM-Tech in liquid form with a 2.5% concentration). A drip irrigation system with drippers spaced by 0.50 m was used. We evaluated yield oil of seeds in first production year. Jatropha trees irrigated showed a higher seeds oil yield than no irrigated trees. However, fertilization with OMM-Tech no influenced seed oil yield. Seeds oil yield of jatropha trees irrigated was 34%, and no irrigated 27%.

Indução e análise histológica de calos em explantes foliares de Jatropha curcas L. (Euphorbiaceae) / Induction and histological analysis of callus leaf explants of Jatropha curcas L. (Euphorbiaceae)

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de BAP e AIB sobre a formação de calos a partir de explantes foliares de Jatropha curcas L. (acesso JCUFS-012), descrever a curva de crescimento e realizar análise histológica dos calos. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial 5x4, com cinco concentrações de BAP (0,0; 0,5; 1,0; 2,0 e 3,0 mg.L-1) e quatro de AIB (0,0; 0,5; 0,75 e 1,0 mg.L-1). Durante o experimento, a curva de crescimento dos calos foi acompanhada e mensurada aos 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60 dias de cultivo. A análise histológica foi realizada a partir de calos crescidos em meio MS acrescido de 1,0 mg.L-1 de BAP e 0,5 mg.L-1 de AIB, após 60 dias de cultivo. A interação dos reguladores de crescimento BAP e AIB proporcionou a formação de calos compactos e posterior regeneração de brotações. Um maior número médio (6,2) de brotos por calo foi observado quando se adicionou ao meio de cultivo 1,65 mg.L-1 de BAP. A curva de crescimento de calos apresentou cinco fases distintas: lag, exponencial, linear, estacionária e desaceleração. Na análise histológica dos calos de J. curcas fica evidenciado a organogênese indireta pela formação de brotos adventícios, que apresentam conexão cambial com os tecidos dos calos.

The aim of this study was to evaluate the effect of IBA and BAP on callus formation from leaf explants of Jatropha curcas L. (accession JCUFS-012), describing the growth curve and histological analysis of the callus. The experimental design was completely randomized in a 5x4 factorial design with five concentrations of BAP (0.0, 0.5, 1.0, 2.0 and 3.0 mg. L-1) and four of IBA (0.0, 0.5, 0.75 and 1.0 mg.L-1). During the experiment, the growth curve of the calli was monitored and measured at 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60 days of cultivation. Histological analysis was performed from calli grown on MS medium supplemented with 1.0 mg.L-1 of BAP and 0.5 mg.L-1 of IBA after 60 days of cultivation. The interaction of the growth regulators BAP and IBA provided the formation of compact calli and subsequent regeneration of shoots. A higher number (6.2) of shoots per callus was observed when 1.65 mg.L-1 of BAP was added to the culture medium. The growth curve of calli showed five distinct phases: lag, exponential, linear, stationary and deceleration. On histological analysis of callus J. curcas, indirect organogenesis was evidenced by the formation of adventitious shoots, that presented cambial connection with the callus tissue.

Toxicidade do pericarpo da Jatropha curcas em ovinos / Jatropha curcas pericarp toxicity in sheep

O pinhão manso (Jatropha curcas) é uma planta cultivada para a produção de biocombustível. O pericarpo é um coproduto com potencial para alimentação animal, e a presença de componentes tóxicos, principalmente ésteres de forbol, pode limitar sua utilização. Assim, objetivou-se avaliar a toxicidade do pericarpo. Vinte ovinos foram distribuídos em quatro grupos - um grupo-controle, que não recebeu a planta, e três experimentais, que receberam o pericarpo nas concentrações de 15% (G15), 30% (G30) e 45% (G45), durante 23 dias. Após o 10º dia, a ingestão do pericarpo promoveu redução do consumo de alimento, diarreia, desidratação e caquexia. Todos os grupos tratados apresentaram redução na concentração de fosfatase alcalina. Animais do G30 apresentaram redução na concentração de ureia e proteínas totais e elevação de potássio e sódio. No G45, houve aumento de aspartato aminotransferase, albumina, creatinina bilirrubina indireta e total. A avaliação anatomo-histopatológica revelou ascite, hidropericárdio, congestão no trato gastrintestinal e nos pulmões, edema pulmonar, aderências à parede torácica, degeneração hepática centrolobular e das células tubulares renais, pneumonia linfo-histiocitica e enterite linfoplasmocitária e histiocítica. À análise fitoquímica, constatou-se 0,3845mg de ésteres de forbol/g de pericarpo. Conclui-se que o pericarpo de J. curcas é tóxico, não sendo recomendado para alimentação de ovinos.

Physic nut (Jatropha curcas) is a plant cultivated for biofuel production. Pericarp is a potential livestock food source by-product. However, its use may be limited due to the presence of toxic compounds, mainly phorbol esters. Thus, this study aimed to evaluate pericarp toxicity. Twenty sheep were divided in four groups, one control group which did not receive the plant and three experimental groups which received pericarp in 15% (G15), 30% (G30) and 45% (G45) concentrations for 23 days. After 10 days of treatment, pericarp ingestion produced food intake decrease, diarrhea, dehydration and loss of body condition. All treated groups showed decrease in alkaline phosphatase activity. G30 animals presented reductions in urea and total protein concentrations, and increase in potassium and sodium levels. G45 animals showed increase in serum aspartate aminotransferase activity and in albumin, creatinin, total and indirect bilirubin levels. Anatomohistopathologic findings included ascites, hydropericardium, congestion of the gastintestinal tract and lungs, pulmonary edema and adhesions in the thoracic cavity, renal tubular cells and centrilobular cytoplasmic vacuolation and lymphohistiocytic pneumonia and lymphoplasmacytic and histiocytic enteritis. On the physiochemical analysis 0.3845mg of phorbol esters/g of pericarp were detected. It is concluded that J. curcas pericarp is toxic and is not recommended for sheep feeding.