Pesquisa
Composição química e atividades biológicas do óleo essencial de Psidium cattleianum Afzel. ex Sabine (Myrtaceae)
Doutorado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Thais Lorana Savoldi
Orientador: Nelson Barros Colauto
Defendido em: 30/04/2019
Resumo
Esta tese aborda as atividades biológicas e composição química do óleo essencial das folhas de Psidium cattleianum Afzel. ex Sabine e foi dividida em quatro capítulos. Em todos os capítulos o óleo essencial foi obtido por hidrodestilação das folhas secas da planta e os compostos químicos por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas. No capítulo I, avaliou-se a composição química do óleo essencial de P. cattleianum e a atividade acaricida contra o carrapato bovino Rhipicephalus microplus Canestrini in vivo e ex situ em ambiente protegido e atividade inseticida em larvas de terceiro estágio de mosquitos de Aedes aegypti. Os bioensaios com carrapatos adultos foram efetuados pelo teste de imersão de adultos e de larvas de carrapato e de terceiro estágio do mosquito A. aegypti pelo teste de imersão larval. O óleo essencial não apresentou atividade acaricida contra adultos e ovos, entretanto teve atividade larvicida contra larvas do carrapato e larvas do mosquito. A atividade larvicida in vitro com CL99,9 (concentração letal) de 11,29 mg mL-1 tem efeito de mortalidade em 80% da população de larvas do carrapato em ambiente protegido em condição ex situ. A atividade larvicida in vitro demonstrou que o óleo essencial foi efetivo contras as larvas de A.aegypti na concentração de 6,25 mg mL-1. A dose letal das larvas foram de CL50 = 2,69 ± 0,56 mg mL-1 e CL99,9 = 6,105 ± 0,99 mg mL-1 pela análise de probitos. No capítulo II avaliou-se a composição química e a atividade antimicrobiana do óleo essencial de folhas de P. cattleianum. Para a atividade antifúngica foram utilizados oito fungos, sendo eles:Aspergillus fumigatus, Aspergillus ochraceus, Aspergillus niger, Aspergillus versicolor, Penicillium funiculosum, Penicillium ochrochloron, Penicillium verrucosum var. cyclopium, e Trichoderma viride e para a atividade bacteriana foram testadas em oito cepas: como as bactérias Gram-positivas,Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Micrococcus luteus, e Staphylococcus aureus subsp. aureus, e bactérias Gram-negativas, Enterobacter cloacae, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, e Salmonella enterica subsp. enterica. Os microrganismos e o óleo essencial foram avaliados pela técnica de microdiluição modificada. O óleo essencial teve atividade fungistática e fungicida contra todas as cepas de fungos estudadas, principalmente contra A. fumigatus, A. ochraceus, A. versicolor e T. viride e menor atividade contra A. niger, P. funiculosum, P. ochrochloron, e P. verrucosum. O óleo essencial teve efeito bacteriostático e bactericida, principalmente contra P. aeruginosa, B. cereus e S. aureus, entretanto tem menor potencial de uso contra E. cloacae, E. coli, L. monocytogenes, M. luteus, e S. enterica. No capítulo III avaliou-se composição química, atividade anti-inflamatória, antitumoral, e citotóxica do óleo essencial das folhas de P. cattleianum. Para a atividade antitumoral foram utilizadas quatro linhagens de células tumorais humanas: MCF-7 (adenocarcinoma de mama), NCI-H460 (carcinoma de pulmão de células não pequenas), HeLa (carcinoma cervical), HepG2 (carcinoma hepatocelular) e o controle positivo elipicina. A atividade citotóxica foi avaliada em células primárias não-tumorais (PLP2) a partir de fígado suíno. Para a atividade antiinflamatória foram utilizados macrófagos RAW 264.7 de camundongos para obter a concentração que inibiu 50% da produção de óxido nítrico e o controle positivo dexametazona. O óleo essencial teve efeito antiinflamatório moderado e não teve efeito antitumoral em células tumorais humanas ou citotóxicas em células não-tumorais de fígado de suíno. No capítulo IV, avaliou-se a composição química e a atividade antioxidante do óleo essencial das folhas de P. cattleianum, morfotipo vermelho e amarelo, e também a similaridade genética entre os morfotipos. A análise molecular do DNA vegetal foi realizada pelos primers Barcode: rbcL, rpoC1, matK, psbA-trnH e ITS. Para a atividade antioxidante foram utilizados os métodos de seqüestro do radical livre (DPPH), método de redução do ferro (FRAP) e sistema de co-oxidação do β-caroteno/ácido linoleico (BCLA). Os compostos químicos das duas variedades apresentam a composição química semelhante, no entanto os compostos químicos majoritários para o morfotipo vermelho foi eucalyptol (19%) e *
Palavras-chave
Araçá, Aedes aegypti; Rhipicephalus (Boophilus) microplus; antifúgico;antibacteriano; anti-inflamatório; antitumoral; citotoxicidade.
Title
Chemical composition and biological activities of essential oil of psidium cattleianum afzel. Ex sabine (myrtaceae)
Abstract
This thesis studies the biological activities and chemical composition of the essential oil of Psidiumcattleianum Afzel ex Sabine leaves and it is divided into four chapters. The essential oil was obtained by hydrodistillation of dried leaves and the chemical compounds by gas chromatography coupled with mass spectrometry in all chapters. In the chapter I, the chemical composition of P. cattleianum essential oil and the acaricidal activity against Rhipicephalus microplus Canestrini (bovine tick) in vivo and ex situ in protected environment and larvicidal activity in third stage larvae of Aedes aegypti mosquitoes. The adult tick bioassays were performed by the adult larvae immersion test and third stage larvae of A. aegypti by the larval immersion test. The essential oil showed no acaricidal activity against adults and eggs;however, it had acaricidal activity against tick larvae and mosquito larvae. In vitro larvicidal activity with CL99.9 (lethal concentration) of 11.29 mg mL-1 has a mortality effect in 80% of the tick larvae population in protected environment in ex situ condition. In vitro larvicidal activity demonstrated that the essential oil was effective against A. aegypti larvae at a concentration of 6.25 mg mL-1. The lethal dose of larvae was LC50 = 2.69 ± 0.56 mg mL-1 and LC99.9 = 6.105 ± 0.99 mg mL-1 by probit analysis. In the chapter II the chemical composition and antifungal and antibacterial activity of the essential oil of P. cattleianum leaves was evaluated. For the antifungal activity of eight fungi were used: Aspergillus fumigatus, Aspergillus ochraceus, Aspergillus niger, Aspergillus versicolor, Penicillium funiculosum, Penicillium ochrochloron, Penicillium verrucosum var. cyclopium, and Trichoderma viride.Bacterial activity was tested on eight bacterial strains: Gram-positive bacteria Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Micrococcus luteus, and Staphylococcus aureus subsp. aureus, and Gram-negative bacteria Enterobacter cloacae, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, and Salmonella enterica subsp. enterica. The microorganisms and the essential oil were evaluated by the modified microdilution technique. The essential oil had fungistatic and fungicidal activity against all fungal strains studied, mainly against A. fumigatus, A. ochraceus,A. versicolor and T. viride and lower activity against A. niger, P. funiculosum,P. ochrochloron, and P. verrucosum. The essential oil had bacteriostatic and bactericidal effect, mainly against P. aeruginosa,B. cereus and S. aureus, but has lower potential for use against E. cloacae, E. coli, L. monocytogenes, M. luteus, and S. enterica. In chapter III the chemical composition, anti-inflammatory, antitumor, and cytotoxic activity of the essential oil of P. cattleianum leaves were evaluated. For the antitumor activity, four human tumor cell lines were used: MCF-7 (breast adenocarcinoma), NCI-H460 (non-small cell lung carcinoma), HeLa (cervical carcinoma), HepG2 (hepatocellular carcinoma) ellipicin. Cytotoxic activity was evaluated in primary non-tumor cells (PLP2) from porcine liver. For the anti-inflammatory activity RAW 264.7 macrophages of mice were used to obtain the concentration that inhibited 50% of the production of nitric oxide and the positive control dexametazone. The essential oil had a moderate anti-inflammatory effect and had no antitumor effect on human or cytotoxic tumor cells in non-tumor cells of swine liver. In chapter IV the chemical composition and the antioxidant activity of the essential oil of P. cattleianum leaves, red and yellow morphotype, were evaluated as well as the genetic similarity between the morphotypes. Molecular analysis of plant DNA was performed by the Barcode primers: rbcL, rpoC1, matK, psbA-trnH and ITS. The free radical sequestration methods (DPPH), iron reduction method (FRAP) and co-oxidation of β-carotene/linoleic acid (BCLA) was used for the antioxidant activity. The chemical compounds of the two varieties showed the same chemical composition, however the major chemical compounds for the red morphotype were eucalyptol (19.0%) and β-caryophyllene (18.5%), while in the yellow morphotype the major compounds were β-caryophyllene (15.7%) and eucalyptol (12.9%). By the genetic analysis, there was no evidence of difference between the morphotypes and they were considered the same species. The essential oil of the morphotypes presented low antioxidant activity and low potential of use in the food or cosmetic industry.
Keywords
strawberry guava; Aedes aegypti; Rhipicephalus (Boophilus) microplus; antifungic; antibacterial; anti-inflammatory; antitumor; cytotoxicity.