Analysis of antioxidant and antigenotoxic activities of artichoke (C. cardunculus L.) natural leaves extracts

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gonçalves, Ana Isabel Pereira
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1822/64595
Resumo: Dissertação de mestrado em Molecular Biology, Biotechnology and Bioentrepreneurship in Plants
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spelling Analysis of antioxidant and antigenotoxic activities of artichoke (C. cardunculus L.) natural leaves extractsAnálise das atividades antioxidante e antigenotóxica de extratos de folhas de alcachofra (Cynara cardunculus L.)ArtichokeROSAntioxidant activityAntigenotoxic activityAq extractOrganic extractAlcachofraActividade antioxidanteActividade antigenotóxicaExtrato AqExtrato OCiências Naturais::Ciências BiológicasDissertação de mestrado em Molecular Biology, Biotechnology and Bioentrepreneurship in PlantsArtichoke Cynara cardunculus is a perennial plant from the Mediterranean region, known since the ancient times for its nutritional value and for its therapeutic applications, as hepatoprotector and diuretic. The increasing interest for the biological properties in food area, triggered its worldwide production and economic valorization. Besides the nutritional value, artichoke leaves are used in the pharmaceutical industry for the production of commercial extracts rich in phenolic compounds, mainly flavonoids and caffeoylquinic acids. These compounds can protect cells against reactive oxygen species (ROS) attack, and are responsible for many pharmacological properties that the plant presents, such as antioxidant activity. In processes such as photosynthesis and respiration, plants and other living organisms produce ROS due to the prominent oxidizing environment taking place in chloroplasts, mitochondria and peroxisomes. When ROS are produced in cells exceeding the antioxidant capacity of antioxidant agents, the balance between each other is affected and a state of oxidative stress is reached. Plants are considered to be a potential natural resource for the treatment of human diseases due to their extensive, rich and complex composition in organic substances. Beyond the importance in recognizing artichoke as a source of phenolic compounds and flavonoids, responsible for different bioactivities, this project aims to assess the biological potential of two different extracts of C. cardunculus. Extracts that differ from each other in the polarity of the solvent and, consequently in their chemical composition. Two extracts, aqueous (Aq) and organic (O), were obtained from fresh leaves of artichoke and tested for the antioxidant, antigenotoxic and antimutagenic activities. Firstly, the total phenolic (TPC) and flavonoid (TFC) contents were determined by colorimetric tests. Secondly, the antioxidant capacity was evaluated by the DPPH scavenging activity, reducing power and iron chelating in vitro assays, and by flow cytometry in vivo assay, using Saccharomyces cerevisiae as eukaryotic cell model. Moreover, the genotoxic potential and the antigenotoxic activity were analyzed in vitro by DNA topology assay and by comet assay, using human lymphocytes. Finally, the mutagenic potential and the potential antimutagenic activity were assessed by AMES test, using Salmonella typhimurium. Considering the results, Aq extract proved to have a higher content in polyphenols (TPC) than O extract. Moreover, Aq extract appears to confer some antioxidant protection that relies on its scavenging mechanism capacity and reducing power. In addition, Aq extract had no iron chelating capacity. The O extract had in vitro antioxidant potential by scavenging activity and protected in vivo yeast cells against H2O2. Furthermore, in DNA topology assay, O extract was antigenotoxic for all the tested concentrations and Aq extract only for the highest concentration. In comet assay, Aq extract was not antigenotoxic for any of the tested concentrations. Moreover, for both assays, none of the extracts was genotoxic. Accordingly to AMES test, none of the extracts was mutagenic or antimutagenic. Such biological capacities valorize even more the consume of artichoke. Moreover, the difference between the biologically active extracts potentiate the use of artichoke for various nutraceutical, cosmetic and clinical applications.A alcachofra, Cynara cardunculus, é uma planta perene tradicional da região Mediterrânica, conhecida desde da antiguidade pelo seu valor nutricional e pelas suas aplicações terapêuticas, como hepatoprotetora e diurética. O crescente interesse pelas suas propriedades e atividades biológicas na área alimentar, desencadeou a sua valorização económica e um aumento da produção. Para além do valor nutricional, as folhas de alcachofra são usadas na indústria farmacêutica para a produção de extratos comerciais ricos em compostos fenólicos, principalmente flavonóides e ácidos cafeoilquínicos. Estes compostos podem proteger as células contra o ataque de espécies reativas de oxigénio (ROS), e são responsáveis pelas diversas propriedades biológicas que as plantas apresentam, como a atividade antioxidante. Em processos como a fotossíntese e a respiração, plantas e outros organismos produzem ROS devido ao ambiente oxidante proeminente que ocorre nos cloroplastos, mitocôndrias e peroxissomas. Quando a produção de ROS excede a capacidade de resposta dos agentes antioxidantes, o equilíbrio é afetado e um estado de stress oxidativo é gerado. As plantas são consideradas um potente recurso natural para o tratamento de doenças humanas devido à sua extensa, rica e complexa composição em substratos orgânicos. Para além da importância em reconhecer a alcachofra como fonte de compostos fenólicos e flavonóides, responsáveis por diferentes bioatividades, este projeto visa determinar o potencial biológico de dois extratos diferentes de C. cardunculus. Extratos que diferem entre si na polaridade do solvente usado e, consequentemente, na composição química. Dois extratos, aquoso (Aq) e orgânico (O), foram obtidos a partir de folhas frescas de alcachofra e testados para as atividades antioxidante, antigenotóxica e antimutagénica. Primeiro, os valores do conteúdo total de polifenóis (TPC) e flavonóides (TFC) foram determinados através de testes colorimétricos. Segundo, a capacidade antioxidante foi avaliada pelos ensaios in vitro, atividade de scavenging de DNA, poder redutor e quelação de ferro, e in vivo através da citometria de fluxo, usando a Saccharomyces cerevisiae como modelo celular eucariótico. Depois, o potencial genotóxico e a atividade antigenotóxica foram analisados pelos ensaios, in vitro, o ensaio de topologia de DNA e o ensaio cometa, que utilizou linfócitos humanos. Finalmente, o potencial mutagénico e a potencial atividade antimutagénica foram determinados pelo teste de AMES, usando Salmonella typhimurium. Considerando os resultados, o extrato Aq mostrou ter um teor em polifenóis (TPC) maior do que o do extrato O, e alguma proteção antioxidante, que se deve à sua capacidade de scavenging de radicais e de poder redutor. Este extrato não apresentou capacidade quelante de ferro. O extrato O tem potencial antioxidante in vitro por atividade de scavenging e protegeu in vivo as células contra o H2O2. No ensaio de topologia de DNA , o extrato O foi antigenotóxico para todas as concentrações testadas, enquanto que o extrato Aq foi apenas para a maior concentração usada. No ensaio cometa, o extrato Aq não foi antigentóxico para nenhuma das concentrações testadas. Para ambos os ensaios nenhum dos extratos mostrou ser genotóxico. De acordo com os resultados do teste de AMES, nenhuma dos extratos mostrou ser mutagénico ou antimutagénico. Tais capacidades biológicas valorizam ainda mais o consumo de alcachofra. Adicionalmente, a diferença entre os extratos biologicamente ativos potencia a utilização da alcachofra para diversas aplicações nutrecêuticas, cosméticas e clínicas.Oliveira, Rui Pedro Soares deŠevčovicová, AndreaUniversidade do MinhoGonçalves, Ana Isabel Pereira20182018-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/1822/64595eng202213641info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:36:33Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/64595Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:32:40.437625Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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