Bioactivity of substances isolated from natural products on mollusks Biomphalaria glabrata (Say, 1818) (Planorbidae): a review / Bioatividade de substâncias isoladas de produtos naturais em moluscos Biomphalaria glabrata (Say, 1818) (Planorbidae): uma revisão

Schistosomiasis is a neglected tropical disease caused by parasitic worms of several species of the genus Schistosoma. Transmission occurs by parasitic larvae that stay in freshwater snails of the genus Biomphalaria. Thus, the search for new products that are biodegradable has increased the interest in products of plant origin. The aim of this article is to review the isolated substances from natural products that showed molluscicidal activity against the species Biomphalaria glabrata in order to reevaluate the most promising prototypes and update the progress of research to obtain a new molluscicide. We perform searches using scientific databases, such as Scientific Electronic Library Online (SciELO), Google schoolar, PUBMED, Web of Science and Latin American and Caribbean Literature on Health Sciences (LILACS). From 2000 to 2022, using the keywords "isolated substances", "molluscicidal activity" and "Biomphalaria glabrata". In the present study, it was possible to observe 19 promising molluscicidal molecules with a lethal concentration below 20 µg/mL. Of these promising isolates, only 5 isolates had the CL90 calculated and within the value recommended by WHO: Benzoic acid, 2',4',6'-Trihydroxydihydrochalcone, Divaricatic acid, Piplartine and 2-hydroxy-1,4-naphthoquinone (Lapachol). We conclude that beyond a few results in the area, the researches don't follow the methodological pattern (exposure time and measure units, toxicity test), in this way, as they don't follow a pattern on the result's exposure (LC), not following, in sum, the recommended by WHO.

A esquistossomose é uma doença tropical negligenciada causada por vermes parasitas de várias espécies do gênero Schistosoma. A transmissão ocorre por larvas parasitas que ficam em caramujos de água doce do gênero Biomphalaria. Assim, a busca por novos produtos biodegradáveis ​​tem aumentado o interesse por produtos de origem vegetal. O objetivo deste artigo é revisar as substâncias isoladas de produtos naturais que apresentaram atividade moluscicida contra a espécie Biomphalaria glabrata a fim de reavaliar os protótipos mais promissores e atualizar o progresso das pesquisas para a obtenção de um novo moluscicida. Realizamos buscas em bases de dados científicas, como Scientific Electronic Library Online (SciELO), Google acadêmico, PUBMED, Web of Science e Literatura Latina-Americana e do Caribe em Ciências da saúde (LILACS). De 2000 a 2022, utilizando as palavras-chave "substâncias isoladas", "atividade moluscicida" e "Biomphalaria glabrata". No presente estudo, foi possível observar 19 moléculas moluscicidas promissoras com concentração letal abaixo de 20 µg/mL. Destes isolados promissores, apenas 5 isolados tiveram o CL90 calculado e dentro do valor recomendado pela OMS: ácido benzóico, 2',4',6'-triidroxidihidrocalcona, ácido divaricático, piplartina e 2-hidroxi-1,4-naftoquinona (Lapachol). Concluímos que além de poucos resultados na área, as pesquisas não seguem o padrão metodológico (tempo de exposição e unidades de medida, teste de toxicidade), assim como não seguem um padrão na exposição do resultado (CL), não seguindo, em suma, o recomendado pela OMS.

Hancornia speciosa serum latex fraction: a non-allergenic biomaterial

Abstract Plant-derived products can assist in the healing process of dermal wounds. It has been demonstrated that Hancornia speciosa latex present angiogenic, osteogenic, anti-inflammatory, and antioxidant activities. Then, it could contribute to the wound healing process. However, natural products in contact with skin may cause dermatitis. The objective of this work was to evaluate the allergic and irritant potential of H. speciosa serum fraction latex using in vitro assays. The obtained results showed that the H. speciosa serum fraction latex has a slightly irritant potential and is not cytotoxic neither allergenic for human cells. Moreover, we identified a remarkable low amount of proteins in this material in comparison to Hevea brasiliensis latex. This result could explain the non-allergenic potential of H. speciosa serum fraction latex because proteins present in latex are the main responsible for allergy. This biomaterial could be used as a non-allergenic source for development of new medicines.

Resumo Produtos derivados de plantas podem auxiliar no processo de cicatrização de feridas cutâneas. Foi demonstrado que o látex de Hancornia speciosa apresenta atividades angiogênicas, osteogênicas, antiinflamatórias e antioxidantes. Então, este biomaterial pode contribuir para o processo de cicatrização de feridas. No entanto, produtos naturais em contato com a pele podem causar dermatites. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial alérgico e irritante do látex da fração soro de H. speciosa por meio de ensaios in vitro. Os resultados obtidos mostraram que o látex da fração do soro de H. speciosa possui um potencial pouco irritante e não é citotóxico nem alergênico para células humanas. Além disso, foi identificado uma notável baixa quantidade de proteínas neste material em comparação ao látex de Hevea brasiliensis. Esse resultado poderia explicar o potencial não alergênico do látex da fração soro de H. speciosa, pois as proteínas presentes no látex são as principais responsáveis pela alergia. Este biomaterial pode ser utilizado como fonte não alergênica para desenvolvimento de novos medicamentos.

Comparative evaluation of plant extract effects on peritoneal, medullary and J774 cells G8 macrophages / Avaliação comparativa do efeito de extratos de plantas em macrófagos peritoneais, medulares e da linhagem J774. G8

The use of medicinal plants as raw material for extracts production and pure substances isolation and subsequence development of new drugs represents a constantly growing area. However, some stages are indispensable before pharmacologically evaluating natural products such as medicines. Toxicity tests in mammalian cells are essential to initiate new drugs development or verify the substance's biocompatibility. Thus, we verified the toxicity of crude extracts and fractions with different polarities obtained from the leaves and stems of eight plant species. The toxic effect was evaluated on macrophages obtained from the bone marrow and peritoneal cavity of a Swiss webster mouse and J774 macrophages. G8 cell lineage. These macrophages were cultured in a 96-well plate, and the compounds were added at a concentration of 100 µg/mL for 24 hours. After this time, the supernatant was removed. The toxicity was evaluated for lactate dehydrogenase (LDH) release assay and the resazurin assay, which uses an indicator dye to measure oxidation-reduction reactions. The results showed a difference in the percentage of toxicity when comparing the same extract in different types of macrophages. This outcome indicates that these cells from different origins may exhibit different responses when exposed to the same natural compounds.

A utilização de plantas medicinais como matéria-prima para a produção de extratos e isolamento de substâncias puras para o desenvolvimento de novos fármacos representa uma área em constante crescimento. No entanto, existem processos a serem realizados antes de avaliar farmacologicamente produtos naturais como medicamentos. Os testes de toxicidade em células de mamíferos são fundamentais para iniciar o desenvolvimento de novas drogas ou verificar a biocompatibilidade de substâncias. Assim, verificamos a toxicidade de extratos brutos e frações com diferentes polaridades obtidos de folhas e caule de oito espécies de planta. Para comparar o efeito tóxico, os testes foram realizados em macrófagos obtidos da medula óssea e cavidade do peritônio de camundongo Swiss webster, bem como no macrófago da linhagem celular J774.G8. Esses macrófagos foram cultivados em placa de 96 poços e os compostos adicionados na concentração de 100 µg/mL por 24 horas. Após esse período o sobrenadante foi removido. A toxicidade foi avaliada pelos ensaios de detecção da enzima lactato-desidrogenase (LDH) e pelo ensaio de resazurina, que usa um corante indicador para medir as reações de oxidação-redução. Os resultados mostraram uma diferença na porcentagem de toxicidade quando comparamos o mesmo extrato em diferentes tipos de macrófagos. Este resultado indica que essas células de várias origens podem exibir respostas distintas quando expostas aos mesmos compostos naturais.

Metabolic profile, antimicrobial and toxicity evaluation of Azadirachta indica roots / Perfil metabólico, atividade antimicrobiana e de toxicidade das raízes de Azadirachta indica

ABSTRACT: The constituents of the hydroethanolic extract ofAzadiractaindicaroot were investigated using ultra-performance liquid chromatography-quadrupole-time-of-flight mass spectrometry (UPLC-QTOOF-MSE). Acute toxicity was evaluated in an experimental animal model. We investigated the antibacterial activities ofA. indicaroots againstSalmonella typhimuriumandStaphylococcus aureusand the antifungal activities against strains ofTrichophyton rubrum, Candida albicansandCandida tropicalis. We identified nine secondary metabolites in the hydroethanolic extract by UPLC-QTOOF-MSE. The extract was highly effective in inhibiting the growth of T. rubrum strains, so it can be effective in combating the dermatophyte tested,but it had no inhibition potential on any bacterial strains orCandidaspecies evaluated. It was possible to infer that the extract had no acute toxicity in relation to the animal model Danio rerio. Therefore, since neem has a high bioactive potential and adapts well to the climate of semiarid regions, growing this species could become a source of income for farmers by its use to produce naturals fungicide and drug, as alternatives to conventional products, which can cause microbiological resistance and/or are toxic to the environment, besides being expensive.

RESUMO: Os constituintes do extrato hidroetanólico da raiz deA. indicaforam investigados por cromatografia líquida de ultra-alta performance acoplada à espectrometria de massas do tipo quadrupolo-tempo de voo (UPLC-QTOOF-MSE). A toxicidade aguda foi avaliada em modelo animal. Investigamos as atividades antibacterianas contra Salmonella typhimuriumeStaphylococcus aureuse as atividades antifúngicas contra cepas deTrichophyton rubrum, Candida albicanseCandida tropicalis. Identificamos nove metabólitos secundários no extrato etanólico por UPLC-QTOOF-MSE. O extrato foi altamente eficaz na inibição do crescimento de cepas de T. rubrum, podendo ser eficaz no combate ao dermatofito avaliado, mas não apresentou potencial de inibição em nenhuma cepa bacteriana ou espécies deCandidaavaliadas. Também foi possível inferir que o extrato não apresentou toxicidade aguda em relação ao modelo animalDanio rerio. Portanto, como o Neem tem alto potencial bioativo e se adapta bem ao clima das regiões semiáridas, o cultivo dessa espécie pode se tornar uma fonte de renda para os agricultores a partir da utilização da planta para produção de fungicida e/ou fármaco naturais como alternativa aos produtos convencionais, que podem causar resistência microbiológica e/ou são tóxicas ao meio ambiente, além de serem caros.

Diferentes análises de qualidade do hamburguer de pupunha sem glúten / Different quality analyses of gluten-free pupunha hamburger

No Brasil e no mundo é comum a oferta de produtos veganos com características complementares, seja para atender o público interessado em produtos naturais, sem aditivos e/ou orgânicos; ou por questões religiosas. A utilização da pupunha como base para a elaboração de hambúrgueres, com a substituição da farinha de trigo pela farinha de linhaça, mostrou um elevado potencial alimentício e socioeconômico de caráter regional. Diante isso, objetivou-se elaborar duas formulações de hambúrguer vegano de pupunha (f1 e f2) e realizar análises microbiológicas, físico-químicas e sensoriais, bem como avaliar o rendimento e o custo. As formulações apresentaram, nas análises físico-químicas, teores inferiores de proteínas (6,3 e 4,5% para f1 e f2, respectivamente) quando comparados com outros hambúrgueres de origem animal. Além disso, as formulações f1 e f2 apresentaram os seguintes teores, respectivamente: 58,6 e 58,5% para umidade, 13,4 e 11,5% para lipídios, 1,8 e 2,8% para cinzas, 18,6 e 21,8% para carboidratos e valor energético de 231,6 e 214,6 kcal. A análise sensorial demonstrou que a utilização de farinhas diferentes não interfere nas escolhas futuras dos consumidores. As formulações não apresentaram contaminação microbiológica, sendo ausente para salmonella (aus/25g), aeróbios mesófilos/g e escherichia coli/g, onde foram encontrados valores abaixo dos permitidos pela legislação. O estudo demonstrou um potencial produto alimentício para a indústria alimentícia, apresentando pouca perda de rendimento após cocção e oferecendo, também, uma opção mercadológica de baixo custo para três nichos: veganismo, doentes celíacos e produtos regionais.

In Brazil and in the world, it is common to offer vegan products with complementary characteristics, either to serve the public interested in natural products, without additives and/or organics, or for religious reasons. The use of peach palm as a basis for the elaboration of a hamburgers with the substitution of wheat flour for flaxseed flour showed a high food and socioeconomic potential with regional character. Thus, this study aimed to elaborate two formulations of pupunha vegan hamburger (f1 and f2) and perform microbiological, physical-chemical, and sensorial analyzes, as well as evaluate the yield and cost. The products showed, in the physical-chemical analyzes, lower protein contents (6.3 and 4.5% for f1 and f2, respectively) when compared to other hamburgers of animal origin. In addition, the formulations f1 and f2 presented the following levels, respectively: 58.6 and 58.5% for moisture, 13.4 and 11.5 for lipids 1.8 and 2.8 for ash,18.6 and 21.8% for carbohydrates, and energetic value of (231.6 and 214.6 Kcal. Sensory analysis showed that the use of different flours does not interfere with future consumer choices. The formulations showed no microbiological contamination, being absent of Salmonella (aus/25g), mesophilic Aerobes/g, and Escherichia coli/g, with values below those allowed by legislation. It demonstrated a potential food product for the food industry, presenting little loss of income after cooking, and also offering a low-cost marketing option for three niches: veganism, celiac patients, and regional products.

Hancornia speciosa serum latex fraction: a non-allergenic biomaterial / Fração soro do látex de Hancornia speciosa: um biomaterial não alergênico

Abstract Plant-derived products can assist in the healing process of dermal wounds. It has been demonstrated that Hancornia speciosa latex present angiogenic, osteogenic, anti-inflammatory, and antioxidant activities. Then, it could contribute to the wound healing process. However, natural products in contact with skin may cause dermatitis. The objective of this work was to evaluate the allergic and irritant potential of H. speciosa serum fraction latex using in vitro assays. The obtained results showed that the H. speciosa serum fraction latex has a slightly irritant potential and is not cytotoxic neither allergenic for human cells. Moreover, we identified a remarkable low amount of proteins in this material in comparison to Hevea brasiliensis latex. This result could explain the non-allergenic potential of H. speciosa serum fraction latex because proteins present in latex are the main responsible for allergy. This biomaterial could be used as a non-allergenic source for development of new medicines.

Resumo Produtos derivados de plantas podem auxiliar no processo de cicatrização de feridas cutâneas. Foi demonstrado que o látex de Hancornia speciosa apresenta atividades angiogênicas, osteogênicas, antiinflamatórias e antioxidantes. Então, este biomaterial pode contribuir para o processo de cicatrização de feridas. No entanto, produtos naturais em contato com a pele podem causar dermatites. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial alérgico e irritante do látex da fração soro de H. speciosa por meio de ensaios in vitro. Os resultados obtidos mostraram que o látex da fração do soro de H. speciosa possui um potencial pouco irritante e não é citotóxico nem alergênico para células humanas. Além disso, foi identificado uma notável baixa quantidade de proteínas neste material em comparação ao látex de Hevea brasiliensis. Esse resultado poderia explicar o potencial não alergênico do látex da fração soro de H. speciosa, pois as proteínas presentes no látex são as principais responsáveis ​​pela alergia. Este biomaterial pode ser utilizado como fonte não alergênica para desenvolvimento de novos medicamentos.

Antifungal activity of terpenes isolated from the Brazilian Caatinga: a review / Atividade antifúngica de terpenos isolados da Caatinga: uma revisão

Terpenoids, also named terpenes or isoprenoids, are a family of natural products found in all living organisms. Many plants produce terpenoids as secondary metabolites, and these make up a large part of essential oils. One of most important characteristic is that the compounds are volatile, have odor and can be used in a variety of applications in different industrial segments and traditional medicine. Brazil has a rich and diverse flora that can be used as a source of research for obtaining new molecules. Within the Brazilian flora, it is worth mentioning the Caatinga as an exclusively Brazilian biome where plants adapt to a specific series of weather conditions and therefore become a great storehouse of the terpenoid compounds to be described herein. Fungal infections have become increasingly common, and a great demand for new agents with low toxicity and side effects has thus emerged. Scientists must search for new molecules exhibiting antifungal activity to develop new drugs. This review aims to analyze scientific data from the principal published studies describing the use of terpenes and their biological applications as antifungals.

Os terpenóides, também chamados terpenos ou isoprenóides, são uma família de produtos naturais encontrados em todos os organismos vivos. Muitas plantas são produtoras destes metabolitos secundários, que constituem uma grande parte dos óleos essenciais. Uma das características mais importantes é que os compostos são voláteis, têm odor e podem ser utilizados numa variedade de aplicações em diferentes segmentos industriais ou na medicina tradicional. O Brasil tem uma flora rica e diversificada que pode ser utilizada como fonte de pesquisa para a obtenção de novas moléculas. Dentro desta flora, vale a pena mencionar a Caatinga como um bioma exclusivamente brasileiro que possui plantas adaptadas a uma série de condições climáticas e, portanto, um armazém de compostos a serem descritos. As infecções fúngicas são doenças cada vez mais comuns, devido a isso existe uma grande procura de novos agentes com baixa toxicidade e efeitos secundários. Os cientistas devem procurar novas moléculas que exibam atividade antifúngica para o desenvolvimento de novos medicamentos contra as infecções fúngicas. Esta revisão visa analisar dados científicos dos principais estudos publicados que descrevem o uso de terpenóides e as suas aplicações biológicas como antifúngicos.

Toxicity of insecticides used in rice crop on the egg parasitoid Trichogramma pretiosum (Hymenoptera: Trichogrammatidae) under field conditions / Toxicidade de inseticidas utilizados na cultura do arroz sobre o parasitoide de ovos Trichogramma pretiosum (Hymenoptera: Trichogrammatidae) em condições de campo

ABSTRACT: We evaluated under field conditions the toxicity of insecticides previously identified as harmful in laboratory and semifield bioassays on the parasitoid Trichogramma pretiosum (Hymenoptera: Trichogrammatidae). The experiments were conducted during the 2019/20 and 2020/21 harvests in rice fields. Following the recommendations of the International Organization for Biological and Integrated Control (IOBC), four insecticides were applied in 64 m2 experimental plots. Subsequently, T. pretiosum was released inundatively. To verify parasitism rates, at 1, 2, 4 and 6 days after release (DAR) of the parasitoids, eggs from the host Ephestia kuehniella (Lepidoptera: Pyralidae) were offered. After determining the number of parasitized eggs, the data were grouped into a reduction coefficient (Ex) to provide a single result for the effects of the insecticides on parasitoid. For both the 2019/20 and 2020/21 evaluated crops, it was found that at 2 DAR, the highest parasitism rates occurred. In contrast, in 6 DAR, no parasitism rates were observed. Lambda-cyhalothrin, thiamethoxam, and zeta-cypermethrin were classified as moderately harmful; thiamethoxam + lambda-cyhalothrin was classified as harmful. Following IOBC guidelines, the toxicity of these products under field conditions is lower than that obtained in the laboratory or semi-field for the T. pretiosum. However, these insecticides should be avoided, or used at times that do not coincide with the release or presence of the parasitoid in the field.

RESUMO: Avaliamos em condições de campo a toxicidade de inseticidas previamente identificados como nocivos em bioensaios de laboratório e semicampo sobre o parasitóide Trichogramma pretiosum (Hymenoptera: Trichogrammatidae). Os experimentos foram conduzidos durante as safras 2019/20 e 2020/21 em lavouras de arroz. Seguindo as recomendações da International Organization for Biological and Integrated Control (IOBC), quatro inseticidas foram aplicados em parcelas experimentais de 64 m2. Posteriormente, realizou-se uma liberação inundativa de T. pretiosum. Para verificar as taxas de parasitismo, aos 1, 2, 4 e 6 dias após a liberação (DAR) dos parasitoides, ovos do hospedeiro Ephestia kuehniella (Lepidoptera: Pyralidae) foram ofertados. Após a determinação do número de ovos parasitados, os dados foram agrupados em um coeficiente de redução (Ex) para fornecer um resultado único para os efeitos dos inseticidas sobre o parasitoide. Tanto para as safras 2019/20 quanto 2020/21, verificou-se que em 2 DAR, ocorreram as maiores taxas de parasitismo. Em contraste, aos 6 DAR, não foram observadas taxas de parasitismo. Lambda-cialotrina, tiametoxam e zeta-cipermetrina foram classificados como moderadamente nocivos; tiametoxam + lambda-cialotrina foi classificado como prejudicial. Seguindo as diretrizes da IOBC, a toxicidade desses produtos em condições de campo é inferior à obtida em laboratório ou semi-campo para o T. pretiosum. Entretanto, esses inseticidas devem ser evitados, ou utilizados em momentos que não coincidam com a liberação ou presença do parasitoide a campo.

Bradyrhizobium and Azospirillum co-inoculation associated with cobalt and molybdenum application in the soybean crop / Co-inoculação de Bradyrhizobium e Azospirillum associadas a aplicação de cobalto e molibdênio na cultura da soja

ABSTRACT: Co-inoculation between bacteria of the genera Bradyrhizobium and Azospirillum can enhance the nodulation and promote the development of the soybean [Glycine max (L.) Merrill] root system, contributing to the increase in grain yield, in addition to the reduction in production costs and contamination of natural resources. Cobalt (Co) and molybdenum (Mo) use can also favor biological nitrogen fixation. The research evaluated the co-inoculation effect of bacteria associated with the Co and Mo application in soybean crop. The randomized blocks design was employed, in a 2 x 6 factorial scheme, presence and absence of Co and Mo and five ways of using the products Bradyrhizobium and Azospirillum, plus control, with four replications. The treatments were formed by the control (not inoculated + 20 kg N ha-1); seed inoculation with Bradyrhizobium (100 mL ha-1) + 20 kg N ha-1; seed inoculation with Bradyrhizobium (100 mL ha-1) and three treatments applying Bradyrhizobium + Azospirillum in furrow, in different doses. Height of insertion of the first pod, total number of pods and grains per plant, weight of 100 grains and grain yield were evaluated. Inoculation of Bradyrhizobiumjaponicum associated with co-inoculation of Azospirillumbrasilense via foliar and Co and Mo, provided increases in the number of pods per plant, number of grains per pod and weight of 100 grains, reflecting increases in grain yield.The use of Co and Mo, on average, increased soybean yield by 10%, resulting in an average yield of 4,904 kg ha-1.

RESUMO: A co-inoculação entre bactérias do gênero Bradyrhizobium e Azospirillum pode potencializar a nodulação e promover o desenvolvimento do sistema radicular da soja [Glycine max (L.) Merrill], contribuindo com o aumento na produtividade de grãos, além da redução nos custos de produção e contaminação dos recursos naturais. A utilização de cobalto (Co) e molibdênio (Mo), também pode favorecer a fixação biológica de nitrogênio. O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito da co-inoculação de bactérias associadas a aplicação de Co e Mo na cultura da soja. O delineamento utilizado foi de blocos casualizados, em esquema fatorial 2 x 6, na presença e ausência de Co e Mo e cinco formas de utilização dos produtos Bradyrhizobium e Azospirillum, mais controle, com quatro repetições. Os tratamentos foram formados pela testemunha (não inoculada + 20 kg de N ha-1); inoculação com Bradyrhizobium na semente (100 mL ha-1) + 20 kg de N ha-1; inoculação de sementes com Bradyrhizobium (100 mL ha-1) e três tratamentos aplicando Bradyrhizobium + Azospirillum em sulco em diferentes doses. Foram avaliados altura de inserção da primeira vagem, número total de vagens e grãos por planta, massa de 100 grãos e produtividade de grãos. A inoculação de Bradyrhizobium japonicum associado a co-inoculação de Azospirillum brasilense via foliar e ao Co e Mo, proporcionou incrementos no número de vagens por planta, número de grãos por vagem e massa de 100 grãos, refletindo acréscimos na produtividade de grãos. O uso de Co e Mo, em média, aumentou o rendimento da soja em 10%, resultando numa produtividade média de 4904 kg ha-1.

Acute toxicity of essential oils of Aloysia triphylla (L'Hér) Britton, Lippia gracilis Schauer, and Piper aduncum L. in Colossoma macropomum (Cuvier, 1818) / Toxicidade aguda dos óleos essenciais de Aloysia triphylla (L'Hér) Britton, Lippia gracilis Schauer e Piper aduncum L. em Colossoma macropomum (Cuvier, 1818)

The aim of this study was to determine the acute toxicity of the essential oils (EOs) of Aloysia triphylla, Lippia gracilis and Piper aduncum in juvenile tambaqui (Colossoma macropomum), and evaluate the possible histopathological alterations in their gills. For the acute toxicity tests, juvenile tambaqui (n=24/treatment) were distributed in six treatments with three replicates, which comprised the control and five EO concentrations of A. triphylla (60, 80, 100, 120 and 140 mg L-1), L. gracilis (35, 40, 45, 50 and 55 mg L-1) and P. aduncum (42.5, 45, 47.5, 50 and 52.5 mg L-1), with an exposure period of 4 h. The mortality rate and severity of damage to the tambaqui gills were proportional to the increase in the concentration of the EO, with LC50-4 h values estimated at 109.57 mg L -1 for A. triphylla, 41.63 mg L -1 for L. gracilis and 48.17 mg L -1 for P. aduncum. The main morphological damages observed in the gills of the tambaqui exposed to the three EOs, were Grade I: hypertrophy and hyperplasia of lamellar epithelial cells, lamellar fusion, epithelial detachment, capillary dilation and constriction, proliferation of chloride cells and mucosal cells and edema; in low frequency Grade II damage as epithelial rupture and lamellar aneurysm. Necrosis (Grade III damage) was observed only in gill lamellae exposed to P. aduncum EO (47.5, 50.0 and 52.5 mg L-1). Concentrations of EOs below LC50-4 h can be used sparingly, for short periods of exposure for the treatment of diseases in tambaqui breeding.

O objetivo deste estudo foi determinar a toxicidade aguda dos óleos essenciais (OEs) de Aloysia triphylla, Lippia gracilis e Piper aduncum em juvenis de tambaqui (Colossoma macropomum), e avaliar as possíveis alterações histopatológicas em suas brânquias. Para os testes de toxicidade aguda, juvenis de tambaqui (n=24/tratamento) foram distribuídos em 6 tratamentos, com três repetições, sendo o controle e cinco concentração do OE de A. triphylla (60, 80, 100, 120 e 140 mg L-1), L. gracilis (35, 40, 45, 50 e 55 mg L-1) e P. aduncum (42,5, 45, 47,5, 50 e 52,5 mg L-1), com exposição de 4 h. A taxa de mortalidade e a severidade dos danos nas brânquias de tambaqui foram proporcionais ao aumento da concentração do OE, com os valores de CL50-4 h estimados em 109,57 mg L-1 para A. triphylla, em 41,63 mg L-1 para L. gracilis e em 48,17 mg L-1 para P. aduncum. Os principais danos morfológicos observados nas brânquias de tambaqui, expostos aos três OEs, foram os de grau I: hipertrofia e hiperplasia das células do epitélio lamelar, fusão lamelar, descolamento epitelial, dilatação e constrição capilar, proliferação de células de cloreto e de células mucosas e edema; em baixa frequência os de grau II como ruptura epitelial e aneurisma lamelar. Necrose (dano de grau III) foi observado somente nas lamelas branquiais expostas ao OE de P. aduncum (47,5, 50,0 e 52,5 mg L-1). Concentrações do OEs abaixo dos valores de CL50-4 h podem ser utilizados com parcimônia, em curtos períodos de exposição para o tratamento de doenças na criação de tambaqui.

Antimicrobial, antioxidant activity and phytochemical prospection of Eugenia involucrata DC leaf extracts / Atividade antimicrobiana, antioxidante e prospecção fitoquímica dos extratos das folhas de Eugenia involucrata DC

The species Eugenia involucrata DC. is a plant native to Brazil and is traditionally used for intestinal problems, however, little research has documented about its biological potential and phytochemical profile. Thus, the objective of this study was to carry out preliminary phytochemical prospecting, antimicrobial and antioxidant potential of E. involucrata extracts. Using the E. involucrata leaves, aqueous and organic extracts were obtained using the following solvents (ethanol, methanol, hexane, acetone, dichloromethane and ethyl acetate). The phytochemical prospecting detected the presence of saponins, steroids, flavonoids and tannins in the extracts. Ethanolic and methanolic extracts presented antimicrobial activity for most of the bacterial strains tested, as well as for yeast Candida albicans, with concentrations between 3.12 and 50 mg/mL. The ethanolic and metanolic extract presented high free radical sequestration potential (>90%). The methanol extract showed an IC50 value statistically equal to that found for the commercial antioxidant BHT (p <0.05). The crude extracts obtained with ethanol and methanol were the most promising. These results suggest that methanolic, ethanolic and aqueous extracts are a promising source of natural bioactive.

A espécie Eugenia involucrata DC. é uma planta nativa do Brasil e tradicionalmente utilizada para problemas intestinais, porém, poucas pesquisas documentam sobre seu potencial biológico e perfil fitoquímico. Assim, o objetivo deste trabalho foi realizar uma prospecção fitoquímica preliminar, o potencial antimicrobiano e antioxidante dos extratos de E. involucrata. A partir das folhas de E. involucrata, foram obtidos extratos aquosos e orgânicos com os seguintes solventes (etanol, metanol, hexano, acetona, diclorometano e acetato de etila). A prospecção fitoquímica detectou a presença de saponinas, esteroides, flavonóides e taninos nos extratos. Os extratos etanólico e metanólico apresentaram atividade antimicrobiana para a maioria das cepas bacterianas testadas, assim como para a levedura Candida albicans, com concentrações entre 3,12 e 50 mg/mL. Os extratos etanólico e metanólico apresentaram alto potencial de sequestro de radicais livres (> 90%). O extrato metanólico apresentou IC50 estatisticamente igual ao encontrado para o antioxidante comercial BHT (p <0,05). Os extratos brutos obtidos com etanol e metanol foram os mais promissores. Esses resultados sugerem que os extratos metanólico, etanólico e aquoso são uma fonte promissora de bioativos naturais.

Metabolic profile, antimicrobial and toxicity evaluation of Azadirachta indica roots / Perfil metabólico, atividade antimicrobiana e de toxicidade das raízes de Azadirachta indica

The constituents of the hydroethanolic extract ofAzadiractaindicaroot were investigated using ultra-performance liquid chromatography-quadrupole-time-of-flight mass spectrometry (UPLC-QTOOF-MSE). Acute toxicity was evaluated in an experimental animal model. We investigated the antibacterial activities ofA. indicaroots againstSalmonella typhimuriumandStaphylococcus aureusand the antifungal activities against strains ofTrichophyton rubrum, Candida albicansandCandida tropicalis. We identified nine secondary metabolites in the hydroethanolic extract by UPLC-QTOOF-MSE. The extract was highly effective in inhibiting the growth of T. rubrum strains, so it can be effective in combating the dermatophyte tested,but it had no inhibition potential on any bacterial strains orCandidaspecies evaluated. It was possible to infer that the extract had no acute toxicity in relation to the animal model Danio rerio. Therefore, since neem has a high bioactive potential and adapts well to the climate of semiarid regions, growing this species could become a source of income for farmers by its use to produce naturals fungicide and drug, as alternatives to conventional products, which can cause microbiological resistance and/or are toxic to the environment, besides being expensive.

Os constituintes do extrato hidroetanólico da raiz deA. indicaforam investigados por cromatografia líquida de ultra-alta performance acoplada à espectrometria de massas do tipo quadrupolo-tempo de voo (UPLC-QTOOF-MSE). A toxicidade aguda foi avaliada em modelo animal. Investigamos as atividades antibacterianas contra Salmonella typhimuriumeStaphylococcus aureuse as atividades antifúngicas contra cepas deTrichophyton rubrum, Candida albicanseCandida tropicalis. Identificamos nove metabólitos secundários no extrato etanólico por UPLC-QTOOF-MSE. O extrato foi altamente eficaz na inibição do crescimento de cepas de T. rubrum, podendo ser eficaz no combate ao dermatofito avaliado, mas não apresentou potencial de inibição em nenhuma cepa bacteriana ou espécies deCandidaavaliadas. Também foi possível inferir que o extrato não apresentou toxicidade aguda em relação ao modelo animalDanio rerio. Portanto, como o Neem tem alto potencial bioativo e se adapta bem ao clima das regiões semiáridas, o cultivo dessa espécie pode se tornar uma fonte de renda para os agricultores a partir da utilização da planta para produção de fungicida e/ou fármaco naturais como alternativa aos produtos convencionais, que podem causar resistência microbiológica e/ou são tóxicas ao meio ambiente, além de serem caros.

First record of Neoechinorhynchus buttnerae and Piscinoodinium pillulare infection in Colossoma macropomum in the state of Tocantins, Brazil / Primeiro registro de infecção por Neoechinorhynchus buttnerae e Piscinoodinium pillulare em Colossoma macropomum no estado do Tocantins, Brasil

This study aims to report the occurrence of two important parasites in farmed tambaqui Colossoma macropomum in the state of Tocantins, the acanthocephalan Neoechinorhynchus buttnerae and the dinoflagellate protozoan Piscinoodinium pillulare, also suggesting the main treatments to control them. The fish sampled for the study were infected by N. buttnerae, and P. pillulare, with prevalence from 100% and mean intensity from 51.4 to 354,264, respectively. This was the first report on the occurrence of such parasites in C. macropomum in the state of Tocantins. We emphasize the need to adopt good farm management and biosecurity practices to prevent pathogenic agents to enter or leave a property. Reported treatments with synthetic and natural products with positive results are also suggested to treat against those parasites in farmed C. macropomum.(AU)

Este estudo teve como objetivo relatar a ocorrência de dois importantes parasitos em tambaqui Colossoma macropomum cultivado no estado de Tocantins, o acantocéfalo Neoechinorhynchus buttnerae e o protozoário dinoflagelado Piscinoodinium pillulare e também destacar os principais tratamentos para controlá-los. Os peixes examinados estavam infectados por N. buttnerae e P. pillulare, com prevalência de 100% e intensidade média de 51,4 a 354.264,4, respectivamente. Este foi o primeiro relato da ocorrência desses parasitos para C. macropomum no estado de Tocantins. Destaca-se a necessidade da adoção de boas práticas de manejo na produção e de manejo sanitário, para evitar a contaminação da propriedade e a transmissão para pisciculturas vizinhas. Em relação ao controle dessas parasitoses são apresentados os tratamentos com resultados positivos para C. macropomum, com o uso de produtos sintéticos e naturais.(AU)

Antimicrobial, antioxidant activity and phytochemical prospection of Eugenia involucrata DC leaf extracts / Atividade antimicrobiana, antioxidante e prospecção fitoquímica dos extratos das folhas de Eugenia involucrata DC

The species Eugenia involucrata DC. is a plant native to Brazil and is traditionally used for intestinal problems, however, little research has documented about its biological potential and phytochemical profile. Thus, the objective of this study was to carry out preliminary phytochemical prospecting, antimicrobial and antioxidant potential of E. involucrata extracts. Using the E. involucrata leaves, aqueous and organic extracts were obtained using the following solvents (ethanol, methanol, hexane, acetone, dichloromethane and ethyl acetate). The phytochemical prospecting detected the presence of saponins, steroids, flavonoids and tannins in the extracts. Ethanolic and methanolic extracts presented antimicrobial activity for most of the bacterial strains tested, as well as for yeast Candida albicans, with concentrations between 3.12 and 50 mg/mL. The ethanolic and metanolic extract presented high free radical sequestration potential (>90%). The methanol extract showed an IC50 value statistically equal to that found for the commercial antioxidant BHT (p <0.05). The crude extracts obtained with ethanol and methanol were the most promising. These results suggest that methanolic, ethanolic and aqueous extracts are a promising source of natural bioactive.(AU)

A espécie Eugenia involucrata DC. é uma planta nativa do Brasil e tradicionalmente utilizada para problemas intestinais, porém, poucas pesquisas documentam sobre seu potencial biológico e perfil fitoquímico. Assim, o objetivo deste trabalho foi realizar uma prospecção fitoquímica preliminar, o potencial antimicrobiano e antioxidante dos extratos de E. involucrata. A partir das folhas de E. involucrata, foram obtidos extratos aquosos e orgânicos com os seguintes solventes (etanol, metanol, hexano, acetona, diclorometano e acetato de etila). A prospecção fitoquímica detectou a presença de saponinas, esteroides, flavonóides e taninos nos extratos. Os extratos etanólico e metanólico apresentaram atividade antimicrobiana para a maioria das cepas bacterianas testadas, assim como para a levedura Candida albicans, com concentrações entre 3,12 e 50 mg/mL. Os extratos etanólico e metanólico apresentaram alto potencial de sequestro de radicais livres (> 90%). O extrato metanólico apresentou IC50 estatisticamente igual ao encontrado para o antioxidante comercial BHT (p <0,05). Os extratos brutos obtidos com etanol e metanol foram os mais promissores. Esses resultados sugerem que os extratos metanólico, etanólico e aquoso são uma fonte promissora de bioativos naturais.(AU)

Hancornia speciosa serum latex fraction: a non-allergenic biomaterial / Fração soro do látex de Hancornia speciosa: um biomaterial não alergênico

Plant-derived products can assist in the healing process of dermal wounds. It has been demonstrated that Hancornia speciosa latex present angiogenic, osteogenic, anti-inflammatory, and antioxidant activities. Then, it could contribute to the wound healing process. However, natural products in contact with skin may cause dermatitis. The objective of this work was to evaluate the allergic and irritant potential of H. speciosa serum fraction latex using in vitro assays. The obtained results showed that the H. speciosa serum fraction latex has a slightly irritant potential and is not cytotoxic neither allergenic for human cells. Moreover, we identified a remarkable low amount of proteins in this material in comparison to Hevea brasiliensis latex. This result could explain the non-allergenic potential of H. speciosa serum fraction latex because proteins present in latex are the main responsible for allergy. This biomaterial could be used as a non-allergenic source for development of new medicines.

Produtos derivados de plantas podem auxiliar no processo de cicatrização de feridas cutâneas. Foi demonstrado que o látex de Hancornia speciosa apresenta atividades angiogênicas, osteogênicas, antiinflamatórias e antioxidantes. Então, este biomaterial pode contribuir para o processo de cicatrização de feridas. No entanto, produtos naturais em contato com a pele podem causar dermatites. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial alérgico e irritante do látex da fração soro de H. speciosa por meio de ensaios in vitro. Os resultados obtidos mostraram que o látex da fração do soro de H. speciosa possui um potencial pouco irritante e não é citotóxico nem alergênico para células humanas. Além disso, foi identificado uma notável baixa quantidade de proteínas neste material em comparação ao látex de Hevea brasiliensis. Esse resultado poderia explicar o potencial não alergênico do látex da fração soro de H. speciosa, pois as proteínas presentes no látex são as principais responsáveis pela alergia. Este biomaterial pode ser utilizado como fonte não alergênica para desenvolvimento de novos medicamentos.

Hancornia speciosa serum latex fraction: a non-allergenic biomaterial / Fração soro do látex de Hancornia speciosa: um biomaterial não alergênico

Plant-derived products can assist in the healing process of dermal wounds. It has been demonstrated that Hancornia speciosa latex present angiogenic, osteogenic, anti-inflammatory, and antioxidant activities. Then, it could contribute to the wound healing process. However, natural products in contact with skin may cause dermatitis. The objective of this work was to evaluate the allergic and irritant potential of H. speciosa serum fraction latex using in vitro assays. The obtained results showed that the H. speciosa serum fraction latex has a slightly irritant potential and is not cytotoxic neither allergenic for human cells. Moreover, we identified a remarkable low amount of proteins in this material in comparison to Hevea brasiliensis latex. This result could explain the non-allergenic potential of H. speciosa serum fraction latex because proteins present in latex are the main responsible for allergy. This biomaterial could be used as a non-allergenic source for development of new medicines.(AU)

Produtos derivados de plantas podem auxiliar no processo de cicatrização de feridas cutâneas. Foi demonstrado que o látex de Hancornia speciosa apresenta atividades angiogênicas, osteogênicas, antiinflamatórias e antioxidantes. Então, este biomaterial pode contribuir para o processo de cicatrização de feridas. No entanto, produtos naturais em contato com a pele podem causar dermatites. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial alérgico e irritante do látex da fração soro de H. speciosa por meio de ensaios in vitro. Os resultados obtidos mostraram que o látex da fração do soro de H. speciosa possui um potencial pouco irritante e não é citotóxico nem alergênico para células humanas. Além disso, foi identificado uma notável baixa quantidade de proteínas neste material em comparação ao látex de Hevea brasiliensis. Esse resultado poderia explicar o potencial não alergênico do látex da fração soro de H. speciosa, pois as proteínas presentes no látex são as principais responsáveis pela alergia. Este biomaterial pode ser utilizado como fonte não alergênica para desenvolvimento de novos medicamentos.(AU)

Toxicity of insecticides used in rice crop on the egg parasitoid Trichogramma pretiosum (Hymenoptera: Trichogrammatidae) under field conditions / Toxicidade de inseticidas utilizados na cultura do arroz sobre o parasitoide de ovos Trichogramma pretiosum (Hymenoptera: Trichogrammatidae) em condições de campo

We evaluated under field conditions the toxicity of insecticides previously identified as harmful in laboratory and semifield bioassays on the parasitoid Trichogramma pretiosum (Hymenoptera: Trichogrammatidae). The experiments were conducted during the 2019/20 and 2020/21 harvests in rice fields. Following the recommendations of the International Organization for Biological and Integrated Control (IOBC), four insecticides were applied in 64 m2 experimental plots. Subsequently, T. pretiosum was released inundatively. To verify parasitism rates, at 1, 2, 4 and 6 days after release (DAR) of the parasitoids, eggs from the host Ephestia kuehniella (Lepidoptera: Pyralidae) were offered. After determining the number of parasitized eggs, the data were grouped into a reduction coefficient (Ex) to provide a single result for the effects of the insecticides on parasitoid. For both the 2019/20 and 2020/21 evaluated crops, it was found that at 2 DAR, the highest parasitism rates occurred. In contrast, in 6 DAR, no parasitism rates were observed. Lambda-cyhalothrin, thiamethoxam, and zeta-cypermethrin were classified as moderately harmful; thiamethoxam + lambda-cyhalothrin was classified as harmful. Following IOBC guidelines, the toxicity of these products under field conditions is lower than that obtained in the laboratory or semi-field for the T. pretiosum. However, these insecticides should be avoided, or used at times that do not coincide with the release or presence of the parasitoid in the field.

Avaliamos em condições de campo a toxicidade de inseticidas previamente identificados como nocivos em bioensaios de laboratório e semicampo sobre o parasitóide Trichogramma pretiosum (Hymenoptera: Trichogrammatidae). Os experimentos foram conduzidos durante as safras 2019/20 e 2020/21 em lavouras de arroz. Seguindo as recomendações da International Organization for Biological and Integrated Control (IOBC), quatro inseticidas foram aplicados em parcelas experimentais de 64 m2. Posteriormente, realizou-se uma liberação inundativa de T. pretiosum. Para verificar as taxas de parasitismo, aos 1, 2, 4 e 6 dias após a liberação (DAR) dos parasitoides, ovos do hospedeiro Ephestia kuehniella (Lepidoptera: Pyralidae) foram ofertados. Após a determinação do número de ovos parasitados, os dados foram agrupados em um coeficiente de redução (Ex) para fornecer um resultado único para os efeitos dos inseticidas sobre o parasitoide. Tanto para as safras 2019/20 quanto 2020/21, verificou-se que em 2 DAR, ocorreram as maiores taxas de parasitismo. Em contraste, aos 6 DAR, não foram observadas taxas de parasitismo. Lambda-cialotrina, tiametoxam e zeta-cipermetrina foram classificados como moderadamente nocivos; tiametoxam + lambda-cialotrina foi classificado como prejudicial. Seguindo as diretrizes da IOBC, a toxicidade desses produtos em condições de campo é inferior à obtida em laboratório ou semi-campo para o T. pretiosum. Entretanto, esses inseticidas devem ser evitados, ou utilizados em momentos que não coincidam com a liberação ou presença do parasitoide a campo.

Activity of essential oils from leaves, flower buds and stems of Tetradenia riparia on Rhipicephalus (Boophilus) microplus larvae / Atividade dos óleos essenciais das folhas, botões florais e caules de Tetradenia riparia sobre as larvas de Rhipicephalus (Boophilus) microplus

Around the world, the main problems of livestock are caused by ectoparasites, however, commercial acaracide are toxic to the environment and detrimental to One Health. Therefore, research has increasingly focused on development of natural products as alternatives for tick control. The purpose of this study was to evaluate the larvicidal effect on Rhipicephalus (Boophilus) microplus, through use of essential oils (EOs) extracted from the leaves, flower buds and stems of Tetradenia riparia. The chemical composition of these EOs was determined through gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS). They were tested on larvae at concentrations of 100.000 to 40 µg/mL, using the larval packet test and under semi-natural conditions. The main class of compounds in the chemical composition was sesquiterpenes (both oxygenates and hydrocarbons), whereas the predominant compounds in the leaves, flower buds and stems were 14-hydroxy-9-epi-caryophyllene, T-cadinol and 6-7-dehydroroyleanone, respectively. The leaves proved to be the most effective, with highest larvicidal activity (LC99.9 = 83.53 µg/mL). When tested under semi-natural conditions, the oils obtained efficiency above 98% in all compound tests. The results indicated that these EOs were effective against R. (B.) microplus larvae in vitro and ex-situ, proving that this plant has bioactive molecules with significant larvicidal activity.(AU)

Os principais problemas para a pecuária estão relacionados às ectoparasitoses, e ao fato dos carrapaticidas apresentarem elevada toxicidade ao meio ambiente e à saúde única. Surgem, então, demandas na busca por inovações e desenvolvimento de produtos naturais, como alternativas para o controle dos carrapatos. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial da atividade larvicida sobre Rhipicephalus (Boophilus) microplus a partir dos óleos essenciais de Tetradenia riparia (TrOEs) extraídos das folhas, botões florais e caules. A composição química foi determinada por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa (GC/MS). Os TrOEs foram testados sobre larvas nas concentrações de 100.000 a 40 µg/mL pelo teste de pacote de larvas e em condições seminaturais. Na composição química, a classe majoritária foi os sesquiterpenos (oxigenados e hidrocarbonetos); já os compostos em destaques foram 14-hidroxy-9-epi-caryophyllene, T-cadinol e 6-7-dehidroroyleanone para folhas, botões florais e caules, respectivamente. As folhas demonstraram ser mais eficientes e com maior poder larvicida (CL99.9 = 83.53 µg/mL). Quando testado em condições seminaturais os óleos obtiveram eficiência acima de 98% em todos os compostos testados. Os resultados indicaram que os TrOEs, foram eficazes sobre as larvas de R. (B.) microplus in vitro e ex-situ, evidenciando que esta planta possui moléculas bioativas com ação larvicidas significativas.(AU)

Spatial distribution, ecological indices and interactions of arthropods on Sapindus saponaria (Sapindaceae) plants / Distribuição espacial, índices ecológicos e interações de artrópodes em plantas de Sapindus saponaria (Sapindaceae)

Sapindus saponaria L. (Sapindaceae) is a pioneer species used in programs to recover degraded areas. The trees also assist in the pest control of some insects due to the composition of saponins on their leaves. In addition, these chemical components are important to pharmaceutical product production. The objective was to evaluate the impact of spatial distribution, indices and ecological relationship of arthropods on S. saponaria leaves to preserve the balance of biodiversity. Aggregated distribution of arthropods was observed; the numbers of phytophagous arthropods were higher on the adaxial leaf face than on the abaxial part. Only Aleyrodidae (Hemiptera) had a higher presence on the abaxial leaf face of S. saponaria saplings. Abundance, diversity, and species richness of natural enemies correlated positively with phytophagous and pollinators insects. On the other hand, the number of Lyriomyza sp. mines correlated negatively with Pseudomyrmex termitarius (Smith) (Hymenoptera: Formicidae). All this information can assist and guide integrated pest management programs.

Sapindus saponaria L. (Sapindaceae) é uma espécie pioneira utilizada em programas de recuperação de áreas degradadas. As árvores também auxiliam no controle de alguns insetos pragas devido à composição de saponinas em suas folhas. Além disso, esses componentes químicos são importantes para a produção de produtos farmacêuticos. O objetivo foi avaliar o impacto da distribuição espacial, índices e relações ecológicas de artrópodes nas folhas de S. saponaria, a fim de preservar o equilíbrio da biodiversidade. Observou-se distribuição agregada; os números de artrópodes fitófagos foram maiores na face adaxial da folha do que na parte abaxial. Apenas indivíduos de Aleyrodidae (Hemiptera), tiveram maior presença na face abaxial das folhas, em mudas de S. saponaria. Abundância, diversidade e riqueza de espécies de inimigos naturais correlacionaram-se positivamente com insetos fitófagos e polinizadores. Por outro lado, o número de minas de Lyriomyza sp. correlacionou-se negativamente com o de Pseudomyrmex termitarius (Smith) (Hymenoptera: Formicidae). Todas essas informações podem ser usadas para auxiliar e orientar programas de manejo integrado de pragas.

A threefold approach including quantum chemical, molecular docking and molecular dynamic studies to explore the natural compounds from Centaurea jacea as the potential inhibitors for COVID-19 / Uma abordagem tríplice incluindo química quântica, docking molecular e estudos dinâmicos moleculares para explorar os compostos naturais de Centaurea jacea como inibidores potenciais para Covid-19

Abstract In the current report, we studied the possible inhibitors of COVID-19 from bioactive constituents of Centaurea jacea using a threefold approach consisting of quantum chemical, molecular docking and molecular dynamic techniques. Centaurea jacea is a perennial herb often used in folk medicines of dermatological complaints and fever. Moreover, anticancer, antioxidant, antibacterial and antiviral properties of its bioactive compounds are also reported. The Mpro (Main proteases) was docked with different compounds of Centaurea jacea through molecular docking. All the studied compounds including apigenin, axillarin, Centaureidin, Cirsiliol, Eupatorin and Isokaempferide, show suitable binding affinities to the binding site of SARS-CoV-2 main protease with their binding energies -6.7 kcal/mol, -7.4 kcal/mol, -7.0 kcal/mol, -5.8 kcal/mol, -6.2 kcal/mol and -6.8 kcal/mol, respectively. Among all studied compounds, axillarin was found to have maximum inhibitor efficiency followed by Centaureidin, Isokaempferide, Apigenin, Eupatorin and Cirsiliol. Our results suggested that axillarin binds with the most crucial catalytic residues CYS145 and HIS41 of the Mpro, moreover axillarin shows 5 hydrogen bond interactions and 5 hydrophobic interactions with various residues of Mpro. Furthermore, the molecular dynamic calculations over 60 ns (6×106 femtosecond) time scale also shown significant insights into the binding effects of axillarin with Mpro of SARS-CoV-2 by imitating protein like aqueous environment. From molecular dynamic calculations, the RMSD and RMSF computations indicate the stability and dynamics of the best docked complex in aqueous environment. The ADME properties and toxicity prediction analysis of axillarin also recommended it as safe drug candidate. Further, in vivo and in vitro investigations are essential to ensure the anti SARS-CoV-2 activity of all bioactive compounds particularly axillarin to encourage preventive use of Centaurea jacea against COVID-19 infections.

Resumo No presente relatório, estudamos os possíveis inibidores de Covid-19 de constituintes bioativos de Centaurea jacea usando uma abordagem tripla que consiste em técnicas de química quântica, docking molecular e dinâmica molecular. Centaurea jacea é uma erva perene frequentemente usada em remédios populares de doenças dermatológicas e febre. Além disso, as propriedades anticâncer, antioxidante, antibacteriana e antiviral de seus compostos bioativos também são relatadas. A Mpro (proteases principais) foi acoplada a diferentes compostos de Centaurea jacea por meio de docking molecular. Todos os compostos estudados, incluindo apigenina, axilarina, Centaureidina, Cirsiliol, Eupatorina e Isokaempferide, mostram afinidades de ligação adequadas ao sítio de ligação da protease principal SARS-CoV-2 com suas energias de ligação -6,7 kcal / mol, -7,4 kcal / mol, - 7,0 kcal / mol, -5,8 kcal / mol, -6,2 kcal / mol e -6,8 kcal / mol, respectivamente. Dentre todos os compostos estudados, a axilarina apresentou eficiência máxima de inibidor, seguida pela Centaureidina, Isokaempferida, Apigenina, Eupatorina e Cirsiliol. Nossos resultados sugeriram que a axilarina se liga aos resíduos catalíticos mais cruciais CYS145 e HIS41 do Mpro, além disso a axilarina mostra 5 interações de ligações de hidrogênio e 5 interações hidrofóbicas com vários resíduos de Mpro. Além disso, os cálculos de dinâmica molecular em uma escala de tempo de 60 ns (6 × 106 femtossegundos) também mostraram percepções significativas sobre os efeitos de ligação da axilarina com Mpro de SARS-CoV-2 por imitação de proteínas como o ambiente aquoso. A partir de cálculos de dinâmica molecular, os cálculos RMSD e RMSF indicam a estabilidade e dinâmica do melhor complexo ancorado em ambiente aquoso. As propriedades ADME e a análise de previsão de toxicidade da axilarina também a recomendaram como um candidato a medicamento seguro. Além disso, as investigações in vivo e in vitro são essenciais para garantir a atividade anti-SARS-CoV-2 de todos os compostos bioativos, particularmente a axilarina, para encorajar o uso preventivo de Centaurea jacea contra infecções por Covid-19.