Uso da metabolômica no diagnóstico de doenças inflamatórias intestinais / Use of metabolomics to the diagnosis of inflammatory bowel disease

ABSTRACT BACKGROUND: Crohn's disease and ulcerative colitis are the primary inflammatory bowel diseases (IBD), and its pathogenesis is related to genetic and environmental factors. Currently, the diagnosis of IBD results in a multidisciplinary approach with significant disadvantages, such as its invasive nature, time spent, and the fact that 10% of patients remain without diagnostic classification. However, new methodologies of analysis have emerged that allowed the expansion of knowledge about IBD, as the metabolomics, the study of metabolites. The presence and prevalence of such metabolites may prove to be useful as biomarkers in the diagnosis of IBD. OBJECTIVE: Analyze fecal samples for metabolic analysis in the diagnosis of inflammatory bowel diseases (IBD), providing differentiation between Crohn's disease and ulcerative colitis. METHODS: This is an observational study with 21 patients diagnosed with IBD (ulcerative colitis 11 and Crohn's disease 10) and 15 healthy controls, all with the consent and clarification. The fecal extracts of all patients are submitted to a high-resolution Nuclear Magnetic Resonance Hydrogen (1H-NMR) spectroscopy combined with multivariate and univariate pattern recognition techniques. Through the metabolomics of fecal extracts, gives us a characterization of employing a noninvasive approach. RESULTS: We identify some metabolites, such as lactate, succinate, alanine, and tyrosine, in the Crohn's disease fecal samples, and leucine, alanine, and tyrosine in the ulcerative colitis fecal samples. All the amino acids presented positive covariance for disease correlation. CONCLUSION: The results showed different metabolic profiles between IBD patients and healthy volunteers based on 1H-NMR analysis of fecal extracts. Moreover, the approach discriminated patients with Crohn's disease and ulcerative colitis. The metabolomics analysis is promising as a novel diagnostic technique for further IBD recognition and surveillance. New studies are necessary to validate these findings.

RESUMO CONTEXTO: A doença de Crohn e retocolite ulcerativa são as principais doenças inflamatórias intestinais (DII), e sua patogênese está relacionada a fatores genéticos e ambientais. Atualmente, o diagnóstico de DII resulta em uma abordagem multidisciplinar e apresenta desvantagens significativas, como sua natureza invasiva, tempo gasto e o fato de 10% dos pacientes permanecerem sem classificação diagnóstica. No entanto, surgiram novas metodologias de análise que permitiram ampliar o conhecimento sobre a DII, como a metabolômica, o estudo dos metabólitos. A presença e a prevalência desses metabólitos podem ser úteis como biomarcadores no diagnóstico da DII. OBJETIVO: Avaliar as amostras fecais por análise metabolômica no diagnóstico de DII, diferenciando os perfis metabólicos entre doença de Crohn e retocolite ulcerativa. MÉTODOS: Estudo observacional com 36 indivíduos (doença de Crohn 11, retocolite ulcerativa 10 e 15 controles saudáveis), todos com consentimento esclarecido. Os extratos fecais de todos os pacientes são submetidos a uma espectroscopia de alta resolução por ressonância magnética nuclear de hidrogênio (1H-RMN) combinada com técnicas de reconhecimento de padrões multivariados e univariados. Por meio da metabolômica utilizando extratos fecais, foi possível obter uma caracterização adequada das doenças inflamatórias intestinais através de uma abordagem não invasiva. RESULTADOS: Foi possível identificar os seguintes metabólitos nos pacientes com doen­ça de Crohn: lactato, succinato, alanina e tirosina e, no grupo retocolite ulcerativa encontrou-se leucina, alanina e tirosina. Todos os aminoácidos apresentaram covariância positiva para a doença. CONCLUSÃO: Os resultados demonstraram diferentes perfis metabólicos entre pacientes com DII e voluntários saudáveis, com base na análise por 1H-RMN dos extratos fecais. Além disso, pacientes com doença de Crohn e retocolite ulcerativa também podem ser discriminados usando essa abordagem. A análise metabolômica é promissora como uma nova técnica não invasiva de diagnóstico para melhor reconhecimento das DII. Novos estudos são necessários para validar esses achados.

A dehydrorotenoid produced by callus tissue culture and wild plant roots of Boerhaavia coccinea

Calli cultures were established from leaves and stem of B. coccinea plantlet produced in vitro and analysed for isoflavonoid content. The quantification of 6,9,11-trihydroxy-6a,12a-dehydrorotenoid isolated from the roots of Boerhaavia coccinea P. Miller collected from its natural environment, and the same metabolite produced in callus tissue culture of the same plant are described in this paper. The rotinary quantitative HPLC analysis indicated that callus culture produced the same isoflavonoid compound found in the roots of intact wild growing plant. The amount of the secondary metabolite produced in vitro was 955.35 µg/g of dry cell weight, 2.5 times more than the highest amount concentration produced by the wild growing plant in its natural environment.

Cultura de calos foram estabelecidos de folhas e galhos finos de plântula de B. coccinea produzida in vitro e analisada para isoflavonóide. A quantificação do 6,9,11-triidroxi-6a,12a-desidro-rotenóide isolado das raízes de B. coccinea P Miller, coletada em seu habitat natural, e do mesmo rotenóide produzido na cultura de células estão descritos neste artigo. A análise rotineira em CLAE mostrou que a cultura de calos produziu o mesmo isoflavonóide encontrado nas raízes da planta do campo. A quantidade do metabólito secundário produzido in vitro foi de 955.35 µg/g de massa seca de callus, atingindo uma concentração de 2,5 vezes maior do que a quantidade do metabólito produzido pela planta em seu meio ambiente natural.

Efeito da adubação com boro e esterco bovino sobre a produtividade da figueira e as propriedades químicas do solo / Effect of boron and cattle manure fertilization on yield productivity fig tree and on soil properties

O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito da adubação da cultura da figueira com boro e esterco bovino sobre a produtividade de figos verdes e as propriedades químicas do solo. Os tratamentos foram cinco doses de ácido bórico (0, 20, 40, 60 e 100g planta-1) combinadas com dois níveis de adubação de esterco (sem esterco e 10kg de esterco/planta). O delineamento experimental foi o de blocos casualizados em esquema de parcelas subdivididas e quatro repetições. A adubação com ácido bórico não afetou a produtividade de figos, enquanto que o esterco bovino aumentou-a. Os teores de fósforo e potássio no solo aumentaram significativamente e o teor de alumínio diminuiu significativamente em função da adubação com esterco bovino. O teor de B no solo, extraído pelo método da água quente, aumentou linearmente em função das doses de ácido bórico.