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Title: Caracterização proteômica e avaliação de toxicidade de plantas hipoglicemiantes: estudo dos extratos protéicos de Bauhínias e Chrysobalanus icaco
Other Titles: Proteomic characterization and toxicity evaluation of hypoglycemic plants: a study of the protein extracts of Bauhinia and Chrysobalanus icaco
Advisor: Moreira, Josino Costa
Authors: Pedrete, Thaís de Almeida
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Escola Nacional de Saúde Pública Sergio Arouca. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract: O uso de plantas medicinais é uma forma opcional de tratamento aos pacientes diabéticos. A maioria das plantas utilizadas como antidiabéticas, ao serem avaliadas farmacologicamente demonstraram ter efeito hipoglicemiante, entretanto não se pode prescindir da avaliação dos efeitos terapêuticos sem que se conheça as propriedades toxicológicas. A proteômica abre novas perspectivas na biologia de plantas, por ser uma tecnologia que pode indicar biomarcadores que diferenciem espécies. No entanto, não há estudo proteômico utilizando espécies nativas brasileiras. O objetivo do estudo foi caracterizar as proteínas das plantas utilizadas na medicina popular como hipoglicemiantes a pata-de-vaca (Bauhinia forficata e Bauhinia variegata) e o abajerú (Chrysobalanus icaco), diferenciando as espécies pelas proteínas expressas e testando a citotoxicidade dos extratos proteicos. Verificou-se que uma outra espécie é vendida no lugar de C. icaco, a Eugenia astringens, a qual apresentou proteínas diferenciadas e seu extrato proteico se mostrou tóxico. Para a extração das proteínas, o método mais adequado para a secagem e moagem das plantas foi a liofilização e a maceração mecânica (moinho) e o antioxidante testado que mostrou maior eficiência foi o ditiotreitol (100 mmol L1 ). Bandas eletroforéticas foram visualizadas em gel de poliacrilamida, a maioria na faixa de 50 kDa. Proteínas foram digeridas em solução com tripsina pelo método de preparo de amostra auxiliada por filtro (FASP). Rendimento da extração e digestão de proteínas foi avaliado pelo método de Lowry, certificando que os resultados foram satisfatórios. Peptídeos foram analisados por cromatografia líquida com espectrometria de massas sequencial (LC-MS/MS) para a caracterização de proteínas nas amostras. No total, foram 442 identificações, sendo 131 proteínas diferentes. As principais funções biológicas das proteínas identificadas foram a respiração celular, transporte, metabolismo e fotossíntese. Proteínas semelhantes à insulina não foram identificadas em nenhuma amostra. As concentrações de glutationa e metalotioneína indicam, provavelmente, resposta ao estresse oxidativo, o qual pode ser pelas características ambientais e/ou pela contaminação por metais. Os ensaios de citoxicidade mostraram que com o aumento da concentração do extrato proteico, a viabilidade dos fibroblastos diminui. Somente o extrato de E. astringens apresentou citotoxicidade em todas as concentrações, além de reduzir a migração dos fibroblastos. Os resultados obtidos neste estudo são o princípio para a caracterização do proteoma de plantas medicinais e mostram a importância na Saúde Pública, já que o uso de plantas medicinais e fitoterápicos pode se tornar equivocado.
Abstract: The use of medicinal plants is an optional form of treatment for diabetic patients. When evaluated pharmacologically, most plants used as antidiabetics, have demonstrated hypoglycemic effects. However, the evaluation of the therapeutic effects can not be dispensed without knowing their toxicological properties. Proteomics opens new perspectives in plant biology, as it is a technology that can indicate biomarkers that differentiate species. However, no proteomic studies on native Brazilian specimens areavailable. The aim of the study was to characterize plant proteins used in popular medicine, such as the hypoglycemic agents cow’s paw (Bauhinia forficata and Bauhinia variegata) and abajerú (Chrysobalanus icaco), differentiating the species by their expressed proteins and testing the cytotoxicity of their protein extracts. Another species is sold in place of C. icaco, Eugenia astringens, which expresses different proteins, and its protein extract has proved to be toxic. For protein extraction, the most suitable method for plant drying and milling was freeze-drying followed by mechanical maceration (mill), and most efficient tested antioxidant was dithiothreitol (100 mmol L -1 ). Electrophoretic bands were visualized on polyacrylamide gels, most in the 50 kDa range. Proteins were digested in-solution using trypsin by the filter-assisted sample preparation (FASP) method. Protein extraction and digestion yields were assessed by the Lowry method, certifying satisfactory results. Peptides were analyzed by liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) for protein sample characterization. In total, 442 identifications were obtained, with 131 different proteins. The main biological functions of the identified proteins were cellular respiration, transport, metabolism and photosynthesis. Insulin-like proteins were not identified in any sample. Glutathione and metallothionein concentrations probably indicate responses to oxidative stress, which may be due to environmental characteristics and/or metal contamination. Cytotoxicity assays indicated that, as the protein extract concentration increases, fibroblast viability decreases. Only the E. astringens extract displayed cytotoxicity at all concentrations, in addition to reducing fibroblast migration. The results obtained in this study are the beginning of the proteome characterization of medicinal plants, and demonstrate the importance of this type of research in Public Health, since the current use of herbal and phytotherapeutic plants may be inadequate
Keywords: Toxicity
Hypoglycemic Plants
Bauhínias
Chrysobalanus icaco
keywords: Proteômica
Toxicidade
Plantas Hipoglicemiantes
Bauhínias
Chrysobalanus icaco
DeCS: Proteômica
Toxicidade
Plantas Medicinais
Hipoglicemia
Issue Date: 2018
Citation: PEDRETE, Thaís de Almeida. Caracterização proteômica e avaliação de toxicidade de plantas hipoglicemiantes: estudo dos extratos protéicos de Bauhínias e Chrysobalanus icaco. 2018. 141 f. Tese (Doutorado em Saúde Pública e Meio Ambiente) - Escola Nacional de Saúde Pública Sergio Arouca, Fundação Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, 2018.
Place of defense: Rio de Janeiro
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz, Escola Nacional de Saúde Pública Sergio Arouca
Copyright: open access
Appears in Collections:ENSP - Teses de Doutorado

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