Antiangiogenic activity of photobiomodulation in experimental model using chorioallantoic embryonic membrane of chicken eggs / Atividade antiangiogênica da fotobiomodulação em modelo experimental usando membrana embrionária corioalantóide de ovos de galinhas

ABSTRACT Purpose: The purpose of this study was to investigate the vascular effects of photobiomodulation using a light-emitting diode on the chorioallantoic embryonic membrane of chicken eggs grouped into different times of exposure and to detect the morphological changes induced by the light on the vascular network architecture using quantitative metrics. Methods: We used a phototherapy device with light-emitting diode (670 nm wavelength) as the source of photobiomodulation. We applied the red light at a distance of 2.5 cm to the surface of the chorioallantoic embryonic membrane of chicken eggs in 2, 4, or 8 sessions for 90 s and analyzed the vascular network architecture using AngioTool software (National Cancer Institute, USA). We treated the negative control group with 50 μl phosphate-buffered-saline (pH 7.4) and the positive control group (Beva) with 50 μl bevacizumab solution (Avastin, Produtos Roche Químicos e Farmacêuticos, S.A., Brazil). Results: We found a decrease in total vessel length in the Beva group (24.96% ± 12.85%) and in all the groups that received 670 nm red light therapy (2× group, 34.66% ± 8.66%; 4× group, 42.42% ± 5.26%; 8× group, 38.48% ± 6.96%), compared with the negative control group. The fluence of 5.4 J/cm2 in 4 sessions (4×) showed more regular vessels. The number of junctions in the groups that received a higher incidence of 670 nm red light (4× and 8×) significantly decreased (p<0.0001). Conclusion: Photo-biomodulation helps reduce vascularization in chorioallantoic embryonic membrane of chicken eggs and changes in the network architecture. Our results open the possibility of future clinical studies on using this therapy in patients with retinal diseases with neovascular components, especially age-related macular degeneration.

RESUMO Objetivo: investigar os efeitos vasculares da foto-biomodulação com diodo emissor de luz utilizando membrana embrionária corioalantóide de ovos de galinhas em grupos com diferentes tempos de exposição e detectar as alterações morfológicas por meio de métricas quantitativas promovidas pela luz na arquitetura da rede vascular. Métodos: Um aparelho de fototerapia com diodo emissor de luz no comprimento de onda de 670 nm foi usado como fonte de fotobiomodulação. A luz vermelha foi aplicada a uma distância de 2,5 cm da superfície da membrana embrionária corioalantóide em 2, 4 ou 8 sessões de 90 s a arquitetura da rede vascular foi analisada por meio do software AngioTool (National Cancer Institute, USA). Usamos um grupo controle negativo tratado com 50 µL de solução salina tamponada com fosfato (PBS) pH 7,4 e um grupo controle positivo (Beva) tratado com 50 µL de solução de bevacizumabe (Avastin, Produtos Roche Químicos e Farmacêuticos S.A., Brasil). Resultados: Uma diminuição no comprimento total do vaso foi detectada para o grupo Beva (24,96 ± 12,85%), e para todos os grupos que receberam terapia de luz vermelha de 670 nm, 34,66 ± 8,66% (2x), 42,42 ± 5,26% (4x) e 38,48 ± 6,96% (8x) em comparação ao grupo controle. A incidência de 5,4 J/cm2 em 4 sessões (4x) mostrou vasos mais regulares. A redução foi mais intensa nos grupos que receberam maior incidência de luz vermelha de 670 nm (4x e 8x). Conclusão: A fotobiomodulação contribui para a redução da vascularização nos vasos da membrana embrionária corioalantóide de ovos de galinhas e mudanças na arquitetura da rede. Os achados deste experimento abrem a possibilidade de considerar um estudo clínico usando esta terapia em pacientes com doenças retinais com componentes neovasculares, especialmente degeneração macular relacionada à idade.

Cultivares de trigo respondem diferentemente à qualidade da luz quanto à emissão de afilhos e acumulação de massa seca

This trial was conducted aiming to evaluate the effects of light quality, through red (R) and far red (FR) light supplementation, on tiller emission, dry mass accumulation and the relationship between the size of the first main stem leaves with tiller emission, of four wheat cultivars. The experiment was carried out in Lages, SC, using wood boxes filled with mineral soil in an environment with natural radiation. Red and far red light supplementation was imposed between the emission of the third and fourth leaf on the main stem. The trial was harvested at the end of the tillering period. Th e supplementation of red light on cultivar Embrapa 16 enhanced the emission A1 and did not affect the production of A2 and A3. Conversely, for cultivar OR1 the supplementation with FR decreased the emission of A1 and A2 whereas cultivars Fundacep 29 and Embrapa 40 did not alter A1 production due to light supplementation. Tiller dry mass accumulation and the correlation between tiller emission and early growth parameters also varied according to the cultivar analyzed.

Um experimento foi conduzido com o objetivo de avaliar os efeitos da qualidade da luz, através da suplementação com luz vermelha (V) e luz vermelha extrema (Ve), na emissão de afilhos, na acumulação de massa seca (MS) e na relação do tamanho das primeiras folhas do colmo principal (CP) com a emissão de afilhos em cultivares de trigo. Ele foi conduzido em Lages, SC, em caixas de madeira preenchidas com solo mineral, em ambiente com radiação solar natural. A suplementação com luz V e luz Ve foi feita entre a emissão da terceira e da quarta folha do CP. O experimento foi colhido no final do afilhamento. A cultivar Embrapa 16 aumentou a emissão do afilho do nó da primeira folha (A1) e não modificou a emissão dos afilhos do nó da segunda (A2) e terceira folha (A3) quando foi suplementada com luz V. Na cultivar OR1, a suplementação com luz Ve diminuiu a emissão do A1 e A2, enquanto nas cultivares Fundacep 29 e Embrapa 40, a emissão do A1 não foi afetada pela suplementação luminosa. A acumulação de MS nos afilhos e a correlação entre emissão de afilhos e parâmetros de crescimento inicial também variaram com as cultivares utilizadas.

Cultivares de trigo respondem diferentemente à qualidade da luz quanto à emissão de afilhos e acumulação de massa seca

This trial was conducted aiming to evaluate the effects of light quality, through red (R) and far red (FR) light supplementation, on tiller emission, dry mass accumulation and the relationship between the size of the first main stem leaves with tiller emission, of four wheat cultivars. The experiment was carried out in Lages, SC, using wood boxes filled with mineral soil in an environment with natural radiation. Red and far red light supplementation was imposed between the emission of the third and fourth leaf on the main stem. The trial was harvested at the end of the tillering period. Th e supplementation of red light on cultivar Embrapa 16 enhanced the emission A1 and did not affect the production of A2 and A3. Conversely, for cultivar OR1 the supplementation with FR decreased the emission of A1 and A2 whereas cultivars Fundacep 29 and Embrapa 40 did not alter A1 production due to light supplementation. Tiller dry mass accumulation and the correlation between tiller emission and early growth parameters also varied according to the cultivar analyzed.

Um experimento foi conduzido com o objetivo de avaliar os efeitos da qualidade da luz, através da suplementação com luz vermelha (V) e luz vermelha extrema (Ve), na emissão de afilhos, na acumulação de massa seca (MS) e na relação do tamanho das primeiras folhas do colmo principal (CP) com a emissão de afilhos em cultivares de trigo. Ele foi conduzido em Lages, SC, em caixas de madeira preenchidas com solo mineral, em ambiente com radiação solar natural. A suplementação com luz V e luz Ve foi feita entre a emissão da terceira e da quarta folha do CP. O experimento foi colhido no final do afilhamento. A cultivar Embrapa 16 aumentou a emissão do afilho do nó da primeira folha (A1) e não modificou a emissão dos afilhos do nó da segunda (A2) e terceira folha (A3) quando foi suplementada com luz V. Na cultivar OR1, a suplementação com luz Ve diminuiu a emissão do A1 e A2, enquanto nas cultivares Fundacep 29 e Embrapa 40, a emissão do A1 não foi afetada pela suplementação luminosa. A acumulação de MS nos afilhos e a correlação entre emissão de afilhos e parâmetros de crescimento inicial também variaram com as cultivares utilizadas.

A qualidade da luz afeta o afilhamento em plantas de trigo, quando cultivadas sob competição

The selective absortion of red light by foliage changes the light quality in plant communities. This work was conducted to determinate if plants can detect those early modifications by changing tiller emission and dry mass accumulation. Embrapa 16 wheat cultivar was grown at approximatelly 400p- /m² under natural radiation conditions during wintertime, in Southern Brazil. On the first experiment (poor light quality), green and red filters were placed between rows, from Haun stages 1.0 to 3.1. For the second experiment (good light quality), low fluence red light (660nm) was supplemented during the day from Haun stage 1.0 to 3.1. In the third experiment (poor light quality) low fluence far-red light (730nm) was supplemented during the day from Haun stage 1.0 to 3.1. Light quality affected tiller emission, tillers dry mass and mass allocation between mainstem and tillers. Poor light quality (filters that reduced red light and light supplementation) induced plants to emit less tillers with less dry mass per tiller. Poor light quality priorized mainstem against dry mass under community conditions, even if there was not a real competition for the total amount of light received by plants. Good light quality (red light supplementation) had the opposite effect. Tillers were emitted in higher amounts and mass allocation for mainstem was less than for low light quality treatments.

O presente trabalho foi conduzido com o objetivo de verificar os efeitos da mudança na qualidade da luz sobre a emissão de afilhos e na sua acumulação de massa seca. A cultivar de trigo EMBRAPA 16 foi cultivada em comunidades de aproximadamente 400p- /m², em condições naturais de radiação durante o inverno, no Sul do Brasil. No primeiro experimento (baixa qualidade de luz), utilizaram-se filtros verde e vermelho entre as linhas, entre os estádios Haun de 1.0 a 3.1. No segundo experimento (melhor qualidade de luz), as plantas foram suplementadas durante o dia com luz vermelha (V) (660nm), entre os estádios Haun 1.0 e 3.1. Já no terceiro experimento (baixa qualidade de luz), as plantas foram suplementadas durante o dia com luz vermelha extrema (Ve) (730nm), entre os estádios Haun 1.0 e 3.1. A qualidade da luz afetou a emissão de afilhos, sua massa seca e sua distribuição entre o colmo principal e os afilhos. A baixa qualidade da luz (filtros verde e vermelho e luz Ve) induziu as plantas a emitir menos afilhos com menos massa seca/afilho. A baixa qualidade da luz priorizou o colmo principal sob condições de comunidades, antes que tivesse sido estabelecida a competição pela quantidade total de luz recebida pelas plantas. A melhor qualidade de luz (luz V) teve efeito oposto. Os afilhos foram emitidos em maior número e a alocação de massa seca foi menos priorizada para o colmo principal do que nos tratamentos com baixa qualidade.

O afilhamento da aveia afetado pela qualidade da luz em plantas sob competição

Oat plants grown in communities can change their morphology at early stages of development because of differential light absorption on the red and far-red wavelengths. This was studied in open air experiments with oat cultivar UFRGS 15, sown from 300 to 350 plants/m², under natural radiation conditions, in wintertime, in Southern Brazil. In the first experiment, blue filters were placed between plant rows in order to decrease light quality, between Haun stages 1.1 and 3.1. For second experiment, low fluence of red (660nm) e far-red (730nm) light were supplemented during the day to increase (red) and decrease (far-red) respectively the light quality. This was done between Haun stage 1.1 to 3.1, at two distances from the plants. In the third experiment, red and far-red light were also supplemented but for two different periods: emergence to Haun stage 2.1 and Haun stage 2.1 to 4.1. The blue filters and far-red supplementation (expts 1 and 2) induced plants to emit less tillers and tillers with less dry mass but was not seen in experiment 3, when soil chemical conditions were better than the other experiments. With red supplementation, plants emitted more tillers with more dry mass. Under these conditions, the mass ratio mainstem/tiller was less proeminent than under blue filters and far-red supplementation.

As plantas de aveia, quando cultivadas em comunidades, podem mudar sua morfologia nos primeiros estádios de desenvolvimento, devido à absorção diferencial da luz vermelha (V) e vermelha extrema (Ve). Objetivando identificar mudanças no desenvolvimento da aveia pela modificação na razão entre a luz V e Ve, foram conduzidos três experimentos com aveia (cv.UFRGS 15). A densidade variou de 300 a 350p IMG SRC="http:/img/revistas/cr/v31n3/a05img01.gif">/m², sob condições naturais de radiação, durante o inverno, no sul do Brasil. No primeiro experimento, foram colocados filtros azuis entre as linhas de plantas para diminuir a qualidade da luz, entre os estádios 1.1 e 3.1 da escala Haun. No segundo experimento, baixas densidades de fluxo de luz V (660nm) e Ve (730nm) foram suplementadas durante o dia, a diferentes distâncias. No terceiro experimento, baixos fluxos de V e Ve também foram suplementadas, mas em dois períodos distintos: da emergência ao estádio 2.1 e do estádio 2.1 a 4.1. O uso de filtro azul e a suplementação de luz Ve determinaram menor emissão de afilhos e afilhos de menor massa seca (MS). Isso não foi verificado no terceiro experimento, no qual as melhores condições químicas possivelmente diminuíram a magnitude do efeito da luz. Já a suplementação com luz vermelha determinou maior emissão e afilhos de maior MS, devido a menor priorização da acumulação de MS no colmo principal.

O afilhamento da aveia afetado pela qualidade da luz em plantas sob competição

Oat plants grown in communities can change their morphology at early stages of development because of differential light absorption on the red and far-red wavelengths. This was studied in open air experiments with oat cultivar UFRGS 15, sown from 300 to 350 plants/m², under natural radiation conditions, in wintertime, in Southern Brazil. In the first experiment, blue filters were placed between plant rows in order to decrease light quality, between Haun stages 1.1 and 3.1. For second experiment, low fluence of red (660nm) e far-red (730nm) light were supplemented during the day to increase (red) and decrease (far-red) respectively the light quality. This was done between Haun stage 1.1 to 3.1, at two distances from the plants. In the third experiment, red and far-red light were also supplemented but for two different periods: emergence to Haun stage 2.1 and Haun stage 2.1 to 4.1. The blue filters and far-red supplementation (expts 1 and 2) induced plants to emit less tillers and tillers with less dry mass but was not seen in experiment 3, when soil chemical conditions were better than the other experiments. With red supplementation, plants emitted more tillers with more dry mass. Under these conditions, the mass ratio mainstem/tiller was less proeminent than under blue filters and far-red supplementation.

As plantas de aveia, quando cultivadas em comunidades, podem mudar sua morfologia nos primeiros estádios de desenvolvimento, devido à absorção diferencial da luz vermelha (V) e vermelha extrema (Ve). Objetivando identificar mudanças no desenvolvimento da aveia pela modificação na razão entre a luz V e Ve, foram conduzidos três experimentos com aveia (cv.UFRGS 15). A densidade variou de 300 a 350p IMG SRC="http:/img/revistas/cr/v31n3/a05img01.gif">/m², sob condições naturais de radiação, durante o inverno, no sul do Brasil. No primeiro experimento, foram colocados filtros azuis entre as linhas de plantas para diminuir a qualidade da luz, entre os estádios 1.1 e 3.1 da escala Haun. No segundo experimento, baixas densidades de fluxo de luz V (660nm) e Ve (730nm) foram suplementadas durante o dia, a diferentes distâncias. No terceiro experimento, baixos fluxos de V e Ve também foram suplementadas, mas em dois períodos distintos: da emergência ao estádio 2.1 e do estádio 2.1 a 4.1. O uso de filtro azul e a suplementação de luz Ve determinaram menor emissão de afilhos e afilhos de menor massa seca (MS). Isso não foi verificado no terceiro experimento, no qual as melhores condições químicas possivelmente diminuíram a magnitude do efeito da luz. Já a suplementação com luz vermelha determinou maior emissão e afilhos de maior MS, devido a menor priorização da acumulação de MS no colmo principal.

A qualidade da luz afeta o afilhamento em plantas de trigo, quando cultivadas sob competição

The selective absortion of red light by foliage changes the light quality in plant communities. This work was conducted to determinate if plants can detect those early modifications by changing tiller emission and dry mass accumulation. Embrapa 16 wheat cultivar was grown at approximatelly 400p- /m² under natural radiation conditions during wintertime, in Southern Brazil. On the first experiment (poor light quality), green and red filters were placed between rows, from Haun stages 1.0 to 3.1. For the second experiment (good light quality), low fluence red light (660nm) was supplemented during the day from Haun stage 1.0 to 3.1. In the third experiment (poor light quality) low fluence far-red light (730nm) was supplemented during the day from Haun stage 1.0 to 3.1. Light quality affected tiller emission, tillers dry mass and mass allocation between mainstem and tillers. Poor light quality (filters that reduced red light and light supplementation) induced plants to emit less tillers with less dry mass per tiller. Poor light quality priorized mainstem against dry mass under community conditions, even if there was not a real competition for the total amount of light received by plants. Good light quality (red light supplementation) had the opposite effect. Tillers were emitted in higher amounts and mass allocation for mainstem was less than for low light quality treatments.

O presente trabalho foi conduzido com o objetivo de verificar os efeitos da mudança na qualidade da luz sobre a emissão de afilhos e na sua acumulação de massa seca. A cultivar de trigo EMBRAPA 16 foi cultivada em comunidades de aproximadamente 400p- /m², em condições naturais de radiação durante o inverno, no Sul do Brasil. No primeiro experimento (baixa qualidade de luz), utilizaram-se filtros verde e vermelho entre as linhas, entre os estádios Haun de 1.0 a 3.1. No segundo experimento (melhor qualidade de luz), as plantas foram suplementadas durante o dia com luz vermelha (V) (660nm), entre os estádios Haun 1.0 e 3.1. Já no terceiro experimento (baixa qualidade de luz), as plantas foram suplementadas durante o dia com luz vermelha extrema (Ve) (730nm), entre os estádios Haun 1.0 e 3.1. A qualidade da luz afetou a emissão de afilhos, sua massa seca e sua distribuição entre o colmo principal e os afilhos. A baixa qualidade da luz (filtros verde e vermelho e luz Ve) induziu as plantas a emitir menos afilhos com menos massa seca/afilho. A baixa qualidade da luz priorizou o colmo principal sob condições de comunidades, antes que tivesse sido estabelecida a competição pela quantidade total de luz recebida pelas plantas. A melhor qualidade de luz (luz V) teve efeito oposto. Os afilhos foram emitidos em maior número e a alocação de massa seca foi menos priorizada para o colmo principal do que nos tratamentos com baixa qualidade.