Use este identificador para citar ou linkar para este item:
https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/31150
CARACTERIZAÇÃO PROTEÔMICA E AVALIAÇÃO DE TOXICIDADE DE PLANTAS HIPOGLICEMIANTES: ESTUDO DOS EXTRATOS PROTÉICOS DE BAUHÍNIAS E CHRYSOBALANUS ICACO
Pedrete, Thaís de Almeida | Data do documento:
2018
Título alternativo
Proteomic characterization and toxicity evaluation of hypoglycemic plants: a study of the protein extracts of Bauhinia and Chrysobalanus icacoAutor(es)
Orientador
Afiliação
Fundação Oswaldo Cruz. Escola Nacional de Saúde Pública Sergio Arouca. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Resumo
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.
Resumo em Inglês
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
Compartilhar