Metabolômica para análise de cultivares, quimiotaxonomia e triagem de inibidores de lactato desidrogenase-5 (LDH-5) em espécies de Asteraceae

• Autor(a) principal: Santos, Felipe Antunes dos
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/60/60138/tde-27102021-120811/
• topic: Asteraceae; Asteraceae; Chemometrics; Chemotaxonomy; Cultivation; Cultivo; Decision tree; Decision tree; Estacional; Germinação; Germination; Lactate Dehydrogenase-5 (LDH-5); Lactato Desidrogenase-5 (LDH-5); Metabolômica; Metabolomics; Quimiometria; Quimiotaxonomia; Seasonal

Metabolômica pode ser definida como o estudo de todos os metabólitos de um dado sistema biológico. Tal estudo possibilita abordagens holístias e integradas de diversos ramos da ciência. Deste modo, problemas em delimitações taxonômicas, análise da influência ambiental sobre plantas, e triagem de metabólitos bioativos constituem exemplos de áreas onde a metabolômica pode atuar. A família Asteraceae, com aproximadamente 25.000 espécies, tem sido alvo de estudos taxonômicos por décadas. Assim sendo, a abordagem metabolômica aplicada à quimiotaxonomia pode auxiliar em tais classificações, ou revelar novas descobertas. Por outro lado, discute-se que os metabólitos secundários sofrem muita influência de diversos fatores ambientais. Deste modo, este trabalho investigou também a influência da sazonalidade, luminosidade, adubação e ritmo circadiano no meboloma de cultivares de Aldama robusta e A. trichophylla (Asteraceae). O cultivo de A. robusta foi também estudado quanto à sua germinação e desenvolvimento morfológico. A ampla variabilidade química em Asteraceae também a coloca como uma família com potencial para a triagem de metabólitos bioativos. Um alvo bioquímico relevante é a enzima lactato desidrogenase-5 (LDH-5), a qual esta relacionada com o aumento da sobrevivência de células cancerígenas. Deste modo, o estudo metabolômico em espécies de Asteraceae pode possibilitar a descoberta de substâncias ativas contra determinado alvo. O metaboloma de todas as espécies deste trabalho foi adquirido por UHPLC-ESI-UV/DAD-MS, com analisador OrbitrapTM. Para a quimiotaxonomia e estudos de inibição da LDH-5, foram estudadas 250 espécies de Asteraceae, provenientes de diversos gêneros de 16 tribos. Para os estudos da influência de determinados fatores ambientais no metaboloma de A. robusta e A. trichophylla, foram realizadas coletas em diferentes ritmos circadianos, estações do ano e diferentes cultivares com base na adubação do solo e luminosidade. Os dados químicos foram analisados por diversas técnicas quimiométricas e de data mining (mineração de dados), tais como PCA, HCAbp, OPLS-DA e decision tree. Deste modo, a análise por OPLS-DA com espécies de Asteraceae foi capaz de separar algumas tribos e apontar metabólitos discriminantes em cada uma delas, não obstante a PCA e HCAbp não tenham revelado agrupamento. Do mesmo modo, a OPLS-DA e a decision tree foram capazes de apontar alguns prováveis metabólitos correlacionados com extratos considerados \"ativos\" contra a LDH-5, bem como realizar a predição de extratos provenientes de outras espécies de Asteraceae que não haviam ainda sido ensaiados. Já os estudos com a germinação e o desenvolvimento dos cultivares pode revelar condições mais adequadas para o cultivo de A. robusta e A. trichophylla. Além disso, a metabolômica de tais cultivares também foi capaz de apontar acumulo de metabólitos a depender da estação climática. Isso sugere uma necessidade maior em se padronizar a data da coleta do material vegetal para estudos quimiotaxonômicos. Em breve, os cultivares terão suas atividades preditas frente à LDH-5, assim como serão isolados e ensaiados os metabólitos que foram considerados ativos nas espécies de Asteraceae.