Cytotoxic effect of Vernonanthura polyanthes leaves aqueous extracts / Efeito citotóxico do extrato aquoso de folhas de Vernonanthura polyanthes

Abstract Vernonanthura polyanthes, popularly known as assa-peixe, is a medicinal plant that has been widely used by Brazilian Cerrado population for treatment of diseases without a detailed evaluation of their effectiveness, toxicity, and proper dosage. Thus, more studies investigating the safety of V. polyanthes aqueous extract before the use are needed. The purpose of this study was to evaluate the toxicity, cytotoxicity and genotoxicity of V. polyanthes leaves aqueous extract using the Artemia salina and Allium cepa assays. For the A. salina assay, three groups of 10 larvae were exposed to V. polyanthes leaves aqueous extract at the concentrations of 5, 10, 20, 40, and 80 mg/ml. For the A. cepa assay, 5 onion bulbs were exposed to V. polyanthes leaves aqueous extract at 10, 20, and 40 mg/ml, and then submitted to macroscopic and microscopic analysis. As result it was identified a toxicity and cytotoxicity of V. polyanthes dependent on the extract concentration. The A. salina assay suggests that the concentration of 24 mg/ml of the V. polyanthes extract is able to kill 50% of naupllis; while the A. cepa assay suggests that V. polyanthes leaves aqueous extract is toxic at concentrations higher than 20 mg/ml; however the cytotoxic effect in A. cepa root cells was observed at 40 mg/ml of the extract. It is important to say that the V. polyanthes leaves aqueous extract concentration commonly used in popular medicine is 20 mg/ml. Thus, the popular concentration used is very close to toxicity limit in A. salina model (24 mg/ml) and is the concentration which showed toxic effect in A. cepa root cells (20 mg/ml). No genotoxic activity of V. polyantes leaves aqueous extract was observed in the conditions used in this study. Because of the antiproliferative action and no genotoxic activity, V. polyanthes leaves aqueous extract may present compounds with potential use for human medicine. However more detailed studies need to be performed to confirm this potential.

Resumo Vernonanthura polyanthes, popularmente conhecida como assa-peixe, é uma planta medicinal amplamente utilizada pela população brasileira do Cerrado para o tratamento doenças, sem uma avaliação detalhada de sua eficácia, toxicidade e dosagem adequada. Dessa forma, são necessários estudos para investigar a segurança do uso do extrato aquoso de V. polyanthes. O objetivo deste estudo foi avaliar a toxicidade, citotoxicidade e genotoxicidade do extrato aquoso de folhas de V. polyanthes utilizando os ensaios de Artemia salina e Allium cepa. Para o ensaio de A. salina, três grupos de 10 larvas foram expostos ao extrato aquoso de folhas de V. polyanthes nas concentrações de 5, 10, 20, 40 e 80 mg/ml. Para o ensaio de A. cepa, 5 bulbos de cebola foram expostas ao extrato aquoso de folhas de V. polyanthes nas concentrações de 10, 20 e 40 mg/ml, e então submetidos a análise macroscópica e microscópica. O ensaio de A. salina sugere que a concentração de 24 mg/ml do extrato de V. polyanthes é capaz de matar 50% dos náuplios; enquanto o ensaio de A. cepa sugere que o extrato aquoso das folhas de V. polyanthes é tóxico em concentrações superiores a 20 mg/ml. O efeito citotóxico nas células da raiz de A. cepa foi observado apenas na concentração de 40 mg/ml. É importante dizer que a concentração de extrato aquoso de folhas de V. polyanthes comumente usada na medicina popular é de 20 mg/ml. Assim, a concentração popular utilizada está muito próxima do limite de toxicidade no modelo de A. salina (24 mg/ml) e é a mesma concentração que apresentou efeito tóxico nas células da raiz de A. cepa (20 mg/ml). Não foi observada atividade genotóxica do extrato aquoso de folhas de V. polyantes nas condições utilizadas neste trabalho. Por causa da ação antiproliferativa e ausência de atividade genotóxica, o extrato aquoso de folhas de V. polyanthes pode ser uma boa fonte natural de compostos antitumorais e pode apresentar potencial para uso na medicina. No entanto, estudos mais detalhados precisam ser realizados para confirmar esse potencial.

Cytotoxic effect of Vernonanthura polyanthes leaves aqueous extracts

Abstract Vernonanthura polyanthes, popularly known as assa-peixe, is a medicinal plant that has been widely used by Brazilian Cerrado population for treatment of diseases without a detailed evaluation of their effectiveness, toxicity, and proper dosage. Thus, more studies investigating the safety of V. polyanthes aqueous extract before the use are needed. The purpose of this study was to evaluate the toxicity, cytotoxicity and genotoxicity of V. polyanthes leaves aqueous extract using the Artemia salina and Allium cepa assays. For the A. salina assay, three groups of 10 larvae were exposed to V. polyanthes leaves aqueous extract at the concentrations of 5, 10, 20, 40, and 80 mg/ml. For the A. cepa assay, 5 onion bulbs were exposed to V. polyanthes leaves aqueous extract at 10, 20, and 40 mg/ml, and then submitted to macroscopic and microscopic analysis. As result it was identified a toxicity and cytotoxicity of V. polyanthes dependent on the extract concentration. The A. salina assay suggests that the concentration of 24 mg/ml of the V. polyanthes extract is able to kill 50% of naupllis; while the A. cepa assay suggests that V. polyanthes leaves aqueous extract is toxic at concentrations higher than 20 mg/ml; however the cytotoxic effect in A. cepa root cells was observed at 40 mg/ml of the extract. It is important to say that the V. polyanthes leaves aqueous extract concentration commonly used in popular medicine is 20 mg/ml. Thus, the popular concentration used is very close to toxicity limit in A. salina model (24 mg/ml) and is the concentration which showed toxic effect in A. cepa root cells (20 mg/ml). No genotoxic activity of V. polyantes leaves aqueous extract was observed in the conditions used in this study. Because of the antiproliferative action and no genotoxic activity, V. polyanthes leaves aqueous extract may present compounds with potential use for human medicine. However more detailed studies need to be performed to confirm this potential.

Resumo Vernonanthura polyanthes, popularmente conhecida como assa-peixe, é uma planta medicinal amplamente utilizada pela população brasileira do Cerrado para o tratamento doenças, sem uma avaliação detalhada de sua eficácia, toxicidade e dosagem adequada. Dessa forma, são necessários estudos para investigar a segurança do uso do extrato aquoso de V. polyanthes. O objetivo deste estudo foi avaliar a toxicidade, citotoxicidade e genotoxicidade do extrato aquoso de folhas de V. polyanthes utilizando os ensaios de Artemia salina e Allium cepa. Para o ensaio de A. salina, três grupos de 10 larvas foram expostos ao extrato aquoso de folhas de V. polyanthes nas concentrações de 5, 10, 20, 40 e 80 mg/ml. Para o ensaio de A. cepa, 5 bulbos de cebola foram expostas ao extrato aquoso de folhas de V. polyanthes nas concentrações de 10, 20 e 40 mg/ml, e então submetidos a análise macroscópica e microscópica. O ensaio de A. salina sugere que a concentração de 24 mg/ml do extrato de V. polyanthes é capaz de matar 50% dos náuplios; enquanto o ensaio de A. cepa sugere que o extrato aquoso das folhas de V. polyanthes é tóxico em concentrações superiores a 20 mg/ml. O efeito citotóxico nas células da raiz de A. cepa foi observado apenas na concentração de 40 mg/ml. É importante dizer que a concentração de extrato aquoso de folhas de V. polyanthes comumente usada na medicina popular é de 20 mg/ml. Assim, a concentração popular utilizada está muito próxima do limite de toxicidade no modelo de A. salina (24 mg/ml) e é a mesma concentração que apresentou efeito tóxico nas células da raiz de A. cepa (20 mg/ml). Não foi observada atividade genotóxica do extrato aquoso de folhas de V. polyantes nas condições utilizadas neste trabalho. Por causa da ação antiproliferativa e ausência de atividade genotóxica, o extrato aquoso de folhas de V. polyanthes pode ser uma boa fonte natural de compostos antitumorais e pode apresentar potencial para uso na medicina. No entanto, estudos mais detalhados precisam ser realizados para confirmar esse potencial.

Vernonanthura polyanthes leaves aqueous extract enhances doxorubicin genotoxicity in somatic cells of Drosophila melanogaster and presents no antifungal activity against Candida spp / O extrato aquoso das folhas de Vernonanthura polyanthes potencializa a genotoxicidade da doxorrubicina em células somáticas de Drosophila melanogaster e não apresenta atividade antifúngica contra Candida spp

Abstract Vernonanthura polyanthes (Spreng.) A.J. Vega & Dematt. (Asteraceae), known as “assa-peixe”, has been used in ethnomedicine for the treatment of various diseases such as bronchitis, pneumonia, hemoptysis, persistent cough, internal abscesses, gastric and kidney stone pain. Moreover, some studies demonstrated that species of Genus Vernonia present antifungal activity. Due to the biological relevance of this species, the aim of this study was to investigate the toxic, genotoxic, antigenotoxic and antifungal potential of V. polyanthes leaves aqueous extract in somatic cells of Drosophila melanogaster or against Candida spp. The aqueous extract of the plant showed no toxic, genotoxic and antigenotoxic activity in the experimental conditions tested using the wing somatic mutation and recombination test (SMART/wing). However, when the extract was associated with doxorubicin, used in this work as a positive control, the mutagenic potential of doxorubicin was enhanced, increasing the number of mutations in D. melanogaster somatic cells. In the other hand, no inhibitory activity against Candida spp. was observed for V. polyanthes leaves aqueous extract using agar-well diffusion assay. More studies are necessary to reveal the components present in the V. polyanthes leaves aqueous extract that could contribute to potentiate the doxorubicin genotoxicity.

Resumo Vernonanthura polyanthes (Spreng.) A.J. Vega & Dematt. (Asteraceae), conhecida como “assa-peixe”, tem sido utilizada na medicina popular para o tratamento de várias doenças, como bronquite, pneumonia, hemoptise, tosse persistente, abcessos internos, afecções gástricas e cálculo renal. Além disso, alguns estudos já demonstraram que espécies do Gênero Vernonia apresentam atividade antifúngica. Devido à relevância biológica dessa espécie, o objetivo deste estudo foi investigar os efeitos citotóxico, genotóxico, antigenotóxico e antifúngico do extrato aquoso das folhas de V. polyanthes em células somáticas de Drosophila melanogaster ou contra Candida spp. O extrato aquoso da planta não apresentou atividade citotóxica, genotóxica e antigenotóxica nas condições experimentais testadas usando o teste de recombinação e mutação somática em asa (SMART-asa). No entanto, quando o extrato foi associado com a doxorrubicina, utilizada neste trabalho como controle positivo, o potencial mutagênico da doxorrubicina foi potencializado, aumentando o número de mutações em células somáticas de D. melanogaster. Por outro lado, nenhuma atividade inibitória contra Candida spp. foi observada utilizando o extrato aquoso das folhas de V. polyanthes por meio do método de difusão em ágar. Mais estudos são necessários para desvendar os componentes presentes no extrato aquoso das folhas de V. polyanthes que possam contribuir para potencializar a genotoxicidade da doxorrubicina.

Antimicrobial activity of crude extracts and fractions of Vernonia polyanthes Less (assa-peixe) flowers / Atividade antimicrobiana de extrato bruto e de frações de flores de Vernonia polyanthes Less (assa-peixe)

ABSTRACT Vernonia polyanthes, known as “assa-peixe”, is a plant native to Brazil, and the decoction or infusion of its flowers, roots and leaves are used in folk medicine, being considered sources of diuretic, balsamic, anti-rheumatic substances, and are used in cases of bronchitis and persistent cough. The aim of the study was to evaluate the antimicrobial activity of the extract/fractions obtained by methanol maceration and infusion of V. polyanthes flower, also including qualitative identification of flower compounds, through phytochemical evaluation, using colorimetric tests. Identification tests for the presence of anthraquinones, tannins, flavonoids, saponins and alkaloids were performed. Microbiological evaluation was made through agar diffusion assay, using Escherichia coli, Staphylococcus aureus and Pseudomonasaeruginosa as test organisms. From the performed colorimetric tests it was possible to verify the presence of tannins and flavonoids in both extracts. Alkaloids were also observed in the macerated extract. The ethyl acetate fraction from the agar diffusion assay, from both extracts, presented microbial activity over Staphylococcus aureus. It was possible to qualitatively identify the floral compounds, and to show the differences between extraction methods, being methanol considered the best solvent to the extraction.

RESUMO Vernonia polyanthes, conhecida como assa-peixe, é planta nativa do Brasil e suas flores, raízes e folhas, em decocção ou infusão, são empregadas na medicina caseira como diuréticas, balsâmicas, e anti-reumáticas, usadas nos casos de bronquite e tosse persistente. O objetivo do trabalho foi avaliar a atividade antimicrobiana do extrato/frações obtidos por maceração em metanol e infusão de flores de V. polyanthes, incluindo também a identificação qualitativa dos compostos presentes nas flores, através da avaliação fitoquímica, empregando testes colorimétricos. Foram realizados testes para identificação de antraquinonas, taninos, flavonóides, saponinas e alcalóides. A avaliação microbiológica foi realizada por meio de ensaio de difusão em ágar, empregando Escherichia coli, Staphylococcusaureus e Pseudomonas aeruginosa. A partir dos testes colorimétricos foi possível verificar a presença de taninos e flavonóides em ambos os extratos. Ainda, no extrato macerado, foi observada a presença de alcalóides. No ensaio de difusão em ágar, a fração acetato de etila de ambos os extratos, apresentou atividade antimicrobiana sobre Staphylococcus aureus. Foi possível identificar qualitativamente os compostos da flor, demonstrando diferença entre as técnicas de extração, sendo que o metanol resultou em melhor poder extrativo.

Soil amendment with chopped or ground dry leaves of six species of plants for the control of Meloidogyne javanica in tomato under greenhouse conditions / Incorporação ao solo de folhas secas picadas ou moídas de seis espécies de plantas para o controle de Meloidogyne javanica em tomateiro em casa de vegetação

Greenhouse experiments were conducted to evaluate the effect of soil amendment with chopped (1cm²) or ground (1mm sieve) dry leaves of assa-peixe (Vernonia polyanthes), lemon-grass (Cymbopogon citratus), eucalyptus (Eucalyptus citriodora), castor (Ricinus communis), mango (Mangifera indica) or neem (Azadirachta indica) for the control Meloidogyne javanica. Into the soil (Yellow red oxisol) of each pot were added leaves (5g kg-1 of soil) and 5,000 eggs of the nematode. After seven days, one tomato seedling "Santa Cruz Kada" was transplanted to each pot. The tomato root weight, galls and eggs/root system were determined 60 days after transplant. None of the soil amendments reduced gall or eggs, when applied as leaf pieces. However, all tested plant species reduced the gall number, when they were incorporated into the soil as powder, and maximum nematode suppression occurred in soil amended with neem leaves (61 percent). The amendment with ground leaves of castor, neem, eucalyptus and lemon-grass reduced the number of eggs, with maximum reduction occurring in soil amended with ground castor leaves (69 percent), evidencing that these organic amendments can be an alternative for M. javanica control in tomato. Further studies are required under field conditions to confirm the potential of these organic amendments on the control of M. javanica.

Experimentos em casa de vegetação foram conduzidos com o objetivo de avaliar o efeito da adição ao solo de folhas secas picadas (1cm²) ou trituradas (peneira de 1mm) de assa-peixe (Vernonia polyanthes), capim-limão (Cymbopogon citratus), eucalipto (Eucalyptus citriodora), mamona (Ricinus communis), manga (Mangifera indica) ou nim (Azadirachta indica) para o controle de Meloidogyne javanica. Ao solo de cada vaso (latossolo vermelho-amarelo), foram adicionadas folhas (5g kg-1 de solo) e 5.000 ovos do nematoide. Após sete dias, uma muda de tomateiro "Santa Cruz Kada" foi transplantada em cada vaso. O peso das raízes e os números de galhas e de ovos foram avaliados 60 dias após o transplantio. As folhas picadas de nenhuma planta reduziram o número de galhas e de ovos. Entretanto, as folhas de todas as plantas estudadas reduziram o número de galhas quando foram incorporadas ao solo na forma de pó e a máxima supressão foi obtida com as folhas de nim (61 por cento). A adição ao solo de folhas trituradas de mamona, nim, eucalipto e capim-cidreira reduziu o número de ovos, com redução máxima após aplicação de folhas de mamona (69 por cento), indicando que esses materiais orgânicos podem ser uma alternativa de controle de M. javanica em tomateiro. Novos estudos devem ser realizados em condições de campo para confirmar o potencial desses materiais orgânicos no controle de M. javanica.