Antimicrobial peptidomes of Bothrops atrox and Bothrops jararacussu snake venoms

The worrisome emergence of pathogens resistant to conventional drugs has stimulated the search for new classes of antimicrobial and antiparasitic agents from natural sources. Antimicrobial peptides (AMPs), acting through mechanisms that do not rely on the interaction with a specific receptor, provide new possibilities for the development of drugs against resistant organisms. This study sought to purify and proteomically characterize the antimicrobial and antiparasitic peptidomes of B. atrox and B. jararacussu snake venoms against Gram-positive (Staphylococcus aureus, Methicillin-resistant Staphylococcus aureus—MRSA), Gram-negative (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae) bacteria, and the protozoan parasites Leishmania amazonensis and Plasmodium falciparum (clone W2, resistant to chloroquine). To this end, B. atrox and B. jararacussu venom peptides were purified by combination of 3 kDa cut-off Amicon® ultracentrifugal filters and reverse-phase high-performance liquid chromatography, and then identified by electrospray-ionization Ion-Trap/Time-of-Flight mass spectrometry. Fourteen distinct peptides, with masses ranging from 443.17 to 1383.73 Da and primary structure between 3 and 13 amino acid residues, were sequenced. Among them, 13 contained unique sequences, including 4 novel bradykinin-potentiating-like peptides (BPPs), and a snake venom metalloproteinase tripeptide inhibitor (SVMPi). Although commonly found in Viperidae venoms, except for Bax-12, the BPPs and SVMPi here reported had not been described in B. atrox and B. jararacussu venoms. Among the novel peptides, some exhibited bactericidal activity towards P. aeruginosa and S. aureus, had low hemolytic effect, and were devoid of antiparasitic activity. The identified novel antimicrobial peptides may be relevant in the development of new drugs for the management of multidrug-resistant Gram-negative and Gram-positive bacteria.

Inhibition of gelatinase activity of MMP-2 and MMP-9 by extracts of Bauhinia ungulata L / Inibição da atividade gelatinolítica de MMP-2 e MMP-9 a partir de extratos de Bauhinia ungulata l

Metastasis is responsible for the majority of cancer-related deaths. Tumour invasion and metastasis result from processes that include the proteolytic degradation of the extracellular matrix adjacent to the tumour. The matrix metalloproteinases (MMPs), particularly MMP-2 and MMP-9, have prognostic influence in human cancers after they cleave the main structural components of the basal membrane. These actions make MMPs an attractive target for cancer and metastasis studies. This study evaluated the inhibitory potency of extracts of Bauhinia ungulata L. (BU) on the gelatinolytic activity of MMP-2 and -9 and recognized the group of secondary compounds responsible for this property. The zymographic analysis of the BU stem revealed that the ethyl acetate partition (D) caused a higher inhibition of MMP-2 and MMP-9. The phytochemical study of D showed the presence of steroids, tannins, and coumarins and the significant presence of alkaloids and flavonoids. The phytochemical study of the fractions obtained through the column chromatography of partition D revealed a significant presence of flavonoids and alkaloids in the fractions that showed better inhibition of the gelatinolytic activity of MMPs. In conclusion, these results suggest that the stem fraction of BU has the potential to inhibit MMP-2 and MMP-9 and should be used in studies on the recognition of active biomolecules.

A metástase é a responsável pela maioria das mortes relacionadas ao câncer. Tanto a invasão tumoral quanto a metástase resultam de processos que incluem a degradação proteolítica da matriz extracelular adjacente ao tumor. As metaloproteinases de matriz (MMPs), especialmente as MMP-2 e MMP-9, têm influência direta no prognóstico dos diversos tipos de câncer humano, pois clivam os principais componentes estruturais da membrana basal. Estas ações fazem das MMPs alvos atraentes para estudos envolvendo câncer e metástase. Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial inibidor dos extratos de Bauhinia ungulata L. (BU) sobre a atividade gelatinolítica das MMP-2 e 9 e reconhecer o grupo de compostos secundários responsáveis por esta propriedade. Análises por zimograma do ramo de BU revelaram que a partição de acetato de etila (D) causou maior inibição de MMP-2 e MMP-9. O estudo fitoquímico de D mostrou a presença de esteróides, taninos e cumarinas e a presença significativa de alcaloides e flavonoides. As frações da coluna cromatográfica da partição D e seus estudos fitoquímicos revelaram uma grande presença de flavonoides e alcaloides nas frações que apresentaram maior inibição da atividade gelatinolítica de MMPs. Em conclusão, estes resultados sugerem que frações do ramo de BU têm o potencial inibidor de MMP-2 e MMP-9 e devem ser utilizadas em estudos envolvendo o reconhecimento de biomoléculas ativas.

Cytotoxic evaluation of essential oil from Casearia sylvestris Sw on human cancer cells and erythrocytes / Avaliação citotóxica do óleo essencial de Casearia sylvestris Sw sobre células tumorais humanas e eritrócitos

Casearia sylvestris (Flacourtiaceae) is a plant popularly known as "guaçatonga" and it is used by indigenous population from South America (Brazil, Peru and Bolivia) in the treatment of several diseases, including cancer. Cytotoxic studies showed that it presents an interesting antitumoral potential due to the presence of casearins and the essential oil showed a high percentage of potent cytotoxic sesquiterpenes (β-caryophyllene and α-humulene). In this work, we verified that the essential oil of C. sylvestris presents a good selective cytotoxicity against HeLa, A-549 and HT-29 tumor cells (CD50 63.3, 60.7 and 90.6 µg.ml-1, respectively) when compared to non-tumoral cells Vero (CD50 210.1 µg.ml-1) and mice macrophages (CD50 234.0 µg.ml-1). The oil causes hemolysis in seven different kinds of erythrocytes, indicating that C. sylvestris must be used carefully. Besides, standard of β-caryophyllene and α-humulene were also tested and they showed similar cytotoxicity to the cytotoxicity presented in the oil, indicating that they might be responsible for the toxic effects that were observed in this study.

A Casearia sylvestris (Flacourtiaceae) é uma planta popularmente conhecida como "guaçatonga" e é usada por povos indígenas da América do sul (Brasil, Peru e Bolivia) no tratamento de muitas doenças, incluindo câncer. Estudos citotóxicos mostraram que esta planta apresenta um possível e interessante potencial antitumoral devido à presença de moléculas chamadas casearinas. Além disso, a composição do óleo essencial mostrou uma alta concentração de sesquiterpenos de alto potencial citotóxico. Neste trabalho, nós verificamos que o óleo essencial da C. sylvestris apresentou uma boa citotoxicidade seletiva contra as linhagens de células tumorais HeLa, A-549 and HT-29 (CD50 63,3, 60,7 e 90,6 µg.ml-1, respectivamente) quando comparada às células não-tumorais Vero (CD50 210,1 µg.ml-1) e macrófagos de camundongos (CD50 234,0 µg.ml-1). Além disso, o óleo causou hemólise em sete diferentes tipos de eritrócitos, indicando que a C. sylvestris precisa ser usada com cuidado. Também foram testados padrões de β-cariofileno e α-humuleno que mostraram citotoxicidade similar àquelas apresentadas pelo óleo, indicando que estes compostos podem ser os responsáveis pelos efeitos tóxicos que foram observados neste estudo.

Cytotoxic evaluation of essential oil from Zanthoxylum rhoifolium Lam. leaves

Zanthoxylum rhoifolium Lam is a plant popularly used as antimicrobial, for malaria and inflammatory treatment. The essential oil of Z. rhoifolium was extracted and its cytotoxic effects against HeLa (human cervical carcinoma), A-549 (human lung carcinoma), HT-29 (human colon adenocarcinoma), Vero (monkey kidney) cell lines and mice macrophages were evaluated. Some of the terpenes of its essential oil (ß-caryophyllene, alpha-humulene, alpha -pinene, myrcene and linalool) were also tested to verify their possible influence in the oil cytotoxic activity. The results obtained permitted to confirm that the essential oil is cytotoxic against tumoral cells (CD50 = 82.3, 90.7 and 113.6 μ/ml for A-549, HeLa e HT-29 cell lines, respectively), while it did not show cytotoxicity against non-tumoral cells (Vero and mice macrophages). Thus, the essential oil from Z. rhoifolium leaves seems to present a possible therapeuthic role due to its selective cytotoxic activity against tumoral cell lines.

O Zanthoxylum rhoifolium Lam. é uma planta popularmente utilizada como antimicrobianos, no tratamento da malária e de inflamações. O óleo volátil do Z. rhoifolium foi extraído e posteriormente foi avaliada a sua citotoxicidade contra células HeLa (carcinoma cervical humano), A-549 (carcinoma de pulmão humano), HT-29 (adenocarcinoma de cólon humano), Vero (rim de macaco) e macrófagos de camundongos. Alguns terpenos constituintes do óleo volátil (beta-cariofileno, alfa -humuleno, alfa -pineno, mirceno e linalool) também foram testados para verificar as possíveis influências sobre a citotoxicidade do óleo. Os resultados obtidos permitiram verificar que o óleo volátil é citotóxico contra células as tumorais (CD50 = 82.3, 90.7 e 113.6 μg/ml para A-549, HeLa e HT-29 cell lines, respectivamente), mas não apresenta citotoxicidade contra as células não tumorais (Vero e macrófagos de camundongos). Desta forma o óleo volátil das folhas do Z. rhoifolium demonstra possuir uma possível ação terapêutica em função de sua citotoxicidade contra células tumorais.