Produção e regulação de emetina e cefelina por propagação in vitro de Psychotria ipecacuanha (Brot.) Stokes em meio semi-sólido e biorreator de imersão temporária

da Silva, S;
Alencar, D C;
Benevides, P J C;
Astolfi-Filho, , S.

Simone da Silva

Centro de Biotecnologia da Amazônia, Coordenação de Biotecnologia Vegetal, Avenida Governador Danilo de Matos Areosa, 690, Distrito Industrial, CEP 69075-351, Manaus, AM, Brasil.

http://orcid.org/0000-0002-1818-283X

Graduada em Bacharelado em Ciências Biológicas (1999) e Licenciatura em Ciências Biológicas (2000), pela Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro - UNIRIO, com atuação profissional na área de Biotecnologia Vegetal desde 1997, com o desenvolvimento de atividades de Iniciação Científica e Pesquisa em cultura de tecidos vegetais, através do Projeto de Pesquisa em Controle de Qualidade de Fitofármacos na UFRJ (1998-2001). Mestrado (2003) e Doutorado (2007) em Biotecnologia Vegetal, pela Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ, atuando nos Projetos de Cultivo in vitro de Plantas Medicinais (2001-2007) e Indução da produção de substâncias tóxicas para vetores de doenças tropicais em plantas com atividade inseticida (2003-2006), ambos da UFRJ. Em 2007, iniciou as atividades de pesquisa e desenvolvimento no Centro de Biotecnologia da Amazônia, atuando na implantação dos processos de pesquisa, desenvolvimento de protocolos e produção em larga escala de plantas medicinais, ornamentais tropicais, bromeliáceas e oleíferas, através da técnica de cultura de tecidos, assumindo, em 2013, a coordenação dos Laboratórios de Cultura de Tecidos Vegetais. Em 2015, concluiu o Estágio Pós-Doutoral, no âmbito do Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Biotecnologia da Rede Bionorte (PPG-BIONORTE). Atuou como Chefe de Departamento de Políticas Públicas em Ciência Tecnologia e Inovação na Secretaria Executiva de Planejamento, Ciência, Tecnologia e Inovação do Estado do Amazonas (2015-2016), visando à diversificação da matriz econômica do Estado. Atualmente, coordena a área de Biotecnologia Vegetal do Centro de Biotecnologia da Amazônia, exercendo atividades referentes ao desenvolvimento de protocolos de cultura de tecidos de plantas de interesse comercial, principalmente da Região Amazônica.

Danielle Cardoso Alencar

Centro de Biotecnologia da Amazônia, Coordenação de Química e Farmacognosia, Avenida Governador Danilo de Matos Areosa, 690, Distrito Industrial, CEP 69075-351, Manaus, AM, Brasil.

http://orcid.org/0000-0003-4013-3978

Graduada em Química pela Universidade Federal do Amazonas (UFAM) (2007). Possui Mestrado e Doutorado em Química de Produtos Naturais pela UFAM. Tem experiência no isolamento de princípios ativos, instrumentação analítica (HPLC e MS) e determinação estrutural (NMR 1D/2D, UV, IR e MS), atuando principalmente no seguintes temas: prospecção fitoquímica e investigação de substâncias bioativas de interesse medicinal.

Paulo José Coelho Benevides

Centro de Biotecnologia da Amazônia, Coordenação de Química e Farmacognosia, Avenida Governador Danilo de Matos Areosa, 690, Distrito Industrial, CEP 69075-351, Manaus, AM, Brasil.

http://orcid.org/0000-0002-6840-0890

Bacharel em Química pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1990), mestre em Química Orgânica pela Universidade de São Paulo (1996) e doutor em Química Orgânica pela Universidade de São Paulo (2001). Especialista e consultor de empresas em química de produtos naturais, redes de inovação, desenvolvimento sustentável e cadeias de produtos da sócio-biodiversidade. Professor dos cursos de pós-graduação em Cosmetologia, Perfumaria e Tricologia nas Faculdades Oswaldo Cruz. Atuação profissional como pesquisador/orientador, especialista e gestor de equipes de Pesquisa e desenvolvimento de produtos na indústria e centros de P,D&I com foco principal em fitoterápicos, química medicinal, química de produtos naturais, estruturação de cadeias de produção sustentáveis e ingredientes bioativos a partir da biodiversidade. Atuou como Assessor técnico executivo do Centro de Biotecnologia da Amazônia (CBA) de novembro de 2015 até setembro de 2017.

Spartaco Astolfi-Filho

Universidade Federal do Amazonas, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Genética, Av. Gen. Rodrigo Octávio, 6200, Coroado I, Prédio da Reitoria, 1º andar, Setor Norte, Campus Universitário, CEP 69080-900, Manaus, AM, Brasil.

http://orcid.org/0000-0001-7246-6350

Formou-se Bacharel em Ciências Biológicas pela UnB em 1975, Mestre em Biologia Molecular pela UnB 1978 e Doutor em Ciências pela UFRJ em 1987. Realizou em 1988-1989 Pós-Doutorado na área de Engenharia Genética no Instituto de Ciência e Tecnologia da Universidade de Manchester (UK). Foi professor de Biologia Molecular e Engenharia Genética da Universidade de Brasília no período de 1978 a 1994 onde foi chefe do Departamento de Biologia Celular e coordenador dos Cursos de Graduação em Ciências Biológicas e de Pós-Graduação em Biologia Molecular. No citado período, em colaboração com a USP, pela primeira vez expressou em nosso País um gene eucariótico (alfa-amilase de camundongo) em uma hospedeira também eucariótica (levedura de cerveja), em colaboração com o Centro de Biotecnologia da UFRGS desenvolveu a tecnologia de produção de Taq-polimerase (a enzima mais usada atualmente em biologia molecular/engenharia genética) e juntamente com a BIOBRÁS - Bioquímica do Brasil S/A desenvolveu a tecnologia de produção de insulina humana por engenharia genética/fermentação - este trabalho culminou na construção de uma unidade industrial de produção de insulina humana em Montes Claros (MG), também foi transferida para empresa da Rússia. Em 1995, contribuiu para o desenvolvimento da biotecnologia na Amazônia transferiu-se para a Universidade Federal do Amazonas (UFAM) onde contribuiu na implementação de um arrojado programa de formação de recursos humanos em biotecnologia. Juntamente com profissionais de diferentes Instituições da Amazônia e de outras regiões brasileiras idealizou o PROBEM/Amazônia (Programa Brasileiro de Ecologia Molecular para o Uso Sustentável da Biodiversidade da Amazônia), um programa do Governo Federal com forte apoio da SUFRAMA que objetiva o desenvolvimento sustentável da região Amazônica por meio da implementação de Polos de Bioindústrias com tecnologias amistosas ao meio ambiente. A primeira ação concreta do PROBEM/Amazônia foi a construção do Centro de Biotecnologia da Amazônia (CBA). Orientou 77 dissertações e 45 teses, publicou 116 artigos científicos completos em revistas indexadas e desenvolveu diversos processos biotecnológicos sendo que 3 deles foram motivos de concessão de patentes internacionais. Participou da idealização, implantação e coordenou no período de 2002 a 2006 o Programa Multi-Institucional de Pós-Graduação em Biotecnologia (PPG-BIOTEC), coordenou a Rede Genômica da Amazônia Legal (REALGENE). Coordenou o Comitê Científico da Rede BIONORTE (2009 -2011) e em seguida foi Coordenador Geral do Programa de Pós-Graduação da Rede BIONORTE (PPG-BIONORTE) no período de 2012 a 2017. Integra o Conselho Científico da empresa Cristália - Produtos Químicos Farmacêuticos Ltda. Aposentou-se em 2017 como Professor Titular de Engenharia Genética do Departamento de Genética da UFAM, onde continua até o momento como Professor Emérito.


Palavras-chave

plant biotechnology
tissue culture
ipecac
emetine
cephaeline
Biotecnologia de plantas. Cultura de tecidos. Ipecac. Imersão temporária. Metabólitos secundários.

Resumo

Psychotria ipecacuanha é uma espécie de planta com propriedades medicinais conhecidas, está criticamente ameaçada devido à superexploração de populações naturais. Embora as dificuldades na propagação convencional por sementes e vegetativa sejam geralmente compreendidas, este estudo descreveu protocolos eficientes de regeneração de plantas e indução de raízes para P. ipecacuanha, enquanto compara o conteúdo  alcalóides (emetina e cefelina) em tecidos derivados in vitro . Explantes dos nódulos-tronco foram cultivados em meio MS, suplementado com ácido indolbutírico (AIB) em meio semi-sólido e o biorreator de imersão temporária RITA®. A maior formação radicular (81%) ocorreu em MS + 1,5 mg L-1 de AIB no biorreator. Após 24 meses de aclimatação, as plantas cultivadas em MS + 0,50 e 1,0 mg L-1 de AIB apresentaram o maior número de raízes (3), com valores médios de 10,47 e 9,40 cm, respectivamente. As culturas provenientes de 1,0 mg L-1 e 0,5 mg L-1 de AIB no biorreator,  maior teor de cefelina, com área relativa de 14,2 e 14,9%, respectivamente. Para a emetina, as culturas de 1,0 mg L-1 de AIB no biorreator, as culturas de 0,5 mg L-1 de AIB e MS0 continham maior conteúdo s, com uma área relativa de 10,2, 10,2 e 10,1%, respectivamente.


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