Biological and chemo-diverse characterization of Amazonian (Ecuador) Citrus petitgrains

Six Amazonian petitgrains samples from C. nobilis Lour., C. aurantium L., C. limon L. and mixture of Citrus spp.(Rutaceae), named CN, CA, CL1, CL2, C1 and C2, were chemically characterized by GC-MS and 13C NMR and evaluated for antioxidant acitivity (DPPH and b-carotene bleaching tests), for antimicrobial properties (disk diffusion method) and for antifungal capacity (agar vapour assay). CN, C1, C2 samples evidenced the most interesting results: CN (g-terpinene/linalool chemotype: 14.3%/41.6%, with a considerable amount of thymol: 9.0%), and C1 (linalool, 18.3%; sabinene, 11.6%; thymol, 5.5%), showed relevant antioxidant activity with both DPPH (IC50=3.52 and 5.48 mg/ml, respectively) and b-carotene (IC50=0.387and 0.491 mg/ml, respectively). Antibacterial properties of CN and C1 against P. mirabilis (MIC=0.61 mg/ml for both)and B. subtilis (MIC=0.61 and 0.44 mg/ml, respectively) were most probably due to thymol.C2 (geranial: 34.7%, neral: 33.1%) evidenced a valuable bioactivity against Candida albicans (MIC=0.44 mg/ml).The 50% growth inhibition (IC50) of the dermatophytes T. mentagrophytes and N. cajetani was reached with amounts ofC1, C2 and CN less than 4 ml/plate. Bioactivity of Amazonian Citrus spp. CN, C1 and C2 essential oils suggests their potential use as food preservatives or additives in cosmeceuticals as preventive against dermatophytic fungal infections

UN PROFILO CHIMICO E DI BIOATTIVITÀ DELL'OLIO ESSENZIALE DI CROTON LECHLERI MÜLL. ARG. (EUPHORBIACEAE): DALLA FORESTA AMAZZONICA ALLA FARMACIA?

Cortecce di C. lechleri, raccolte da piante adulte cresciute in tre differenti siti nella provincia Morona-Santiago (Ecuador) ai margini della foresta amazzonica sono state distillate in corrente di vapore [olio essenziale (o.e.)=0.61 ml/kg]. L'o.e. presentava una composizione (GC, GC-MS, NMR) di 74 costituenti, con una prevalenza di sesquiterpeni (sesquicineolo, 17,29%; α-calacorene, 11,29%; 1,10-di-epi-cubenolo, 4,75%; β-calacorene, 4,34%; epi-cedrolo, 4,09%). Il profilo di bioattività è stato determinato valutando attività antiossidante, antimicrobica, citotossicità, mutagenicità e mutageno protezione. DPPH assay e β-carotene bleaching test evidenziavano IC50 coerenti con una efficacia antiossidante significativamente superiore ai riferimenti. Il saggio TLC-DPPH-bioautographic assay ha poi evidenziato che 3 frazioni dell’olio caratterizzate da α- (24%), β- (8%) e δ-cadalene (15%) erano le principali responsabili dell'attività. L’attività antibatterica su TLC ha espresso MIC variabili tra 10 μg/spot (E. coli) e 100 μg/spot (P. aeruginosa) e un principale coinvolgimento dei calacoreni. Il saggio di Ames su ceppi di Salmonella typhimurium TA98 e TA100 con e senza attivazione metabolica (S9) ha dimostrato la non citotossicità e la non mutagenicità dell’o.e. (10-2 e 100 mg/piastra) e, per contro, una riduzione delle colonie revertenti sul ceppo TA98 del 30% (+S9) e del 33% (-S9) in presenza di 2-aminoanthracene e nitro fluorene (2 µg/piastra). Il test di mutageno-protezione è stato esteso a mutageni di interesse dietistico (ammine eterocicliche, HCAs) con quantità di o.e. comprese tra 10-2 e 1.0 mg/piastra, tenendo conto della massima dose inattiva (HUD: Highest Uneffective Dose). In presenza di S9, l'o.e. ha evidenziato riduzione dei revertenti prodotti dalla esposizione alle HCAs a 5•10-2 mg/piastra; alla stessa concentrazione, ma in assenza di S9, ha manifestato la stessa capacità verso 2-amino-3-methylimidazo[4,5-f’]quinoline (IQ) e 2-amino-3,4-dimethylimidazo[4,5-f’]quinoline (MeIQ) (10-7 mol/piastra); nessuna efficacia con 2-amino- 3,8-dimethylimidazo[4,5-f’]quinoxaline (MeIQx) e 2-amino-6-methyldipyrido[l,2-a:3',2'-d]imidazole (Glu-P-1). L'o.e. è stato poi saggiato su linee cellulari tumorali LoVo ed HepG2, evidenziando IC50 di 74.95±0.05 μg/ml ed 82.28±0.03 μg/ml rispettivamente, delineandone un possibile utilizzo come ingrediente in prodotti salutistici con efficacia preventiva rispetto all'azione cancerogenetica

UN PROFILO CHIMICO E DI BIOATTIVITÀ DELL'OLIO ESSENZIALE DI CROTON LECHLERI MÜLL. ARG. (EUPHORBIACEAE): DALLA FORESTA AMAZZONICA ALLA FARMACIA?

Cortecce di C. lechleri, raccolte da piante adulte cresciute in tre differenti siti nella provincia Morona-Santiago (Ecuador) ai margini della foresta amazzonica sono state distillate in corrente di vapore [olio essenziale (o.e.)=0.61 ml/kg]. L'o.e. presentava una composizione (GC, GC-MS, NMR) di 74 costituenti, con una prevalenza di sesquiterpeni (sesquicineolo, 17,29%; α-calacorene, 11,29%; 1,10-di-epi-cubenolo, 4,75%; β-calacorene, 4,34%; epi-cedrolo, 4,09%). Il profilo di bioattività è stato determinato valutando attività antiossidante, antimicrobica, citotossicità, mutagenicità e mutageno protezione. DPPH assay e β-carotene bleaching test evidenziavano IC50 coerenti con una efficacia antiossidante significativamente superiore ai riferimenti. Il saggio TLC-DPPH-bioautographic assay ha poi evidenziato che 3 frazioni dell’olio caratterizzate da α- (24%), β- (8%) e δ-cadalene (15%) erano le principali responsabili dell'attività. L’attività antibatterica su TLC ha espresso MIC variabili tra 10 μg/spot (E. coli) e 100 μg/spot (P. aeruginosa) e un principale coinvolgimento dei calacoreni. Il saggio di Ames su ceppi di Salmonella typhimurium TA98 e TA100 con e senza attivazione metabolica (S9) ha dimostrato la non citotossicità e la non mutagenicità dell’o.e. (10-2 e 100 mg/piastra) e, per contro, una riduzione delle colonie revertenti sul ceppo TA98 del 30% (+S9) e del 33% (-S9) in presenza di 2-aminoanthracene e nitro fluorene (2 μg/piastra). Il test di mutageno-protezione è stato esteso a mutageni di interesse dietistico (ammine eterocicliche, HCAs) con quantità di o.e. comprese tra 10-2 e 1.0 mg/piastra, tenendo conto della massima dose inattiva (HUD: Highest Uneffective Dose). In presenza di S9, l'o.e. ha evidenziato riduzione dei revertenti prodotti dalla esposizione alle HCAs a 5•10-2 mg/piastra; alla stessa concentrazione, ma in assenza di S9, ha manifestato la stessa capacità verso 2-amino-3-methylimidazo[4,5-f’]quinoline (IQ) e 2-amino-3,4-dimethylimidazo[4,5-f’]quinoline (MeIQ) (10-7 mol/piastra); nessuna efficacia con 2-amino- 3,8-dimethylimidazo[4,5-f’]quinoxaline (MeIQx) e 2-amino-6-methyldipyrido[l,2-a:3',2'-d]imidazole (Glu-P-1). L'o.e. è stato poi saggiato su linee cellulari tumorali LoVo ed HepG2, evidenziando IC50 di 74.95±0.05 μg/ml ed 82.28±0.03 μg/ml rispettivamente, delineandone un possibile utilizzo come ingrediente in prodotti salutistici con efficacia preventiva rispetto all'azione cancerogenetica

Profilo fitochimico e di bioattività di droghe ayurvediche: Boerhaavia diffusa e Curculigo orchioides

L'Ayurveda, medicina tradizionale indiana, è oggi riconosciuta dall'Unione Europea tra le medicine non convenzionali e annovera più di 7000 piante utilizzate a scopo terapeutico in complesse formulazioni scarsamente indagate sotto il profilo chimico e di bioattività1. In particolare la standardizzazione di una droga o di un suo estratto, attraverso anche la scelta di opportuni marker che ne qualifichino la qualità, rappresenta uno dei punti cruciali per poterne validare la sicurezza e l'efficacia2. Su questi presupposti e nell'ambito di una progettualità di più ampio respiro (PRIN 2009LR9YLF) sono state indagate, attraverso una strategia bioassay-guided, le preparazioni ayurvediche decotto di Boerhaavia diffusa L. (Nyctaginaceae) radice e di Curculigo orchioides Gaertn. (Hypoxidaceae) radice, e confrontate con le tinture madri, tipiche della medicina occidentale. In particolare nel decotto di B. diffusa sono state identificate e quantificate, mediante GC-MS e GC-FID, β-sitosterolo (2,500±0,342 μg/ml) e stigmasterolo (0,220±0,009 μg/ml), in RP-HPLC-DAD, acido ferulico (6,803±0,022 μg/ml) e vanillina (1,833±1,387 μg/ml); per la tintura madre anche eupalitin e boeravinone B. Nel decotto di C. orchioides sono state titolate: β-sitosterolo (0,281±0,003 μg/ml), stigmasterolo (0,029±0,001 μg/ml), curculigoside A (7,192±1,433 μg/ml) e orcinol-β-D-glucoside (72,932±0,429 μg/ml). Con il DPPH e ABTS autobiographic assay e i test spettrofotometrici ABTS, DPPH, β-carotene bleaching si è saggiata l'attività antiossidante delle preparazioni tradizionali e delle molecole in esse contenute. Il test più performante, ABTS, ha mostrato valori di IC50 pari a 150,794±6,241 μg/ml per il decotto di B. diffusa e 46,895±1,643 μg/ml per quello di C. orchioides. Le tinture madri sono risultate più attive, con valori di 33,272±3,406 μg/ml per B. diffusa e 4,435±0,090 μg/ml per C. orchioides. Tra le molecole pure saggiate, le più attive sono state acido ferulico (1,081±0,043 μg/ml) ed eupalitin (4,402±0,002 μg/ml) per B. diffusa, curculigoside A (4,752±0,197 μg/ml) e orcinol-β-D-glucoside (4,900±0,011 μg/ml) per C. orchioides, confrontate con l'antiossidante di sintesi trolox (2,040±0,101 μg/ml). Con SOS Chromotest è stata verificata la sicurezza d'uso delle preparazioni tradizionali ed è stata indagata la loro azione mutageno protettiva con l'ausilio di un controllo positivo (2-idrossi-4-metossibenzaldeide) ed uno negativo (4-nitro-N-ossi-chinolina). Risultati interessanti sono stati ottenuti solo per i fitocomplessi di C. orchioides (più efficace il decotto della tintura madre). Tra le molecole pure testate curculigoside A (29,81±1,50% inibizione massima a 296,875 μg/ml) e orcinol-β-D-glucoside (24,52±1,21% inibizione massima a 343,750 μg/ml) hanno presentato la maggiore attività, contribuendo a spiegare i risultati ottenuti per le preparazioni tradizionali di C. orchioides. Nel caso di B. diffusa, boeravinone B (alle concentrazioni più basse: 24,53±1,05% inibizione massima a 531,250 μg/ml), acido ferulico (36,03±1,81% inibizione massima a 3200 μg/ml) e vanillina (30,57±1,39% inibizione massima a 400 μg/ml) hanno mostrato una lieve attività mutageno protettiva, che non si riflette nei dati ottenuti con le preparazioni tradizionali. In conclusione questo lavoro presenta un primo tentativo di individuazione e quantificazione di marker specifici per le preparazioni ayurvediche di B. diffusa e C. orchioides e risultati preliminari di bioattività che vanno nella direzione di confermare l'uso tradizionale di queste droghe nella disciplina ayurvedica Rasayana, paragonabile, nella medicina occidentale, ad una medicina preventiva3

Attività citotossica dell’olio essenziale di Cryptocarya massoia (Lauracee) e suoi componenti su cellule di carcinoma intestinale.

Cryptocarya massoia (Lauraceae), specie endemica dell'isola di Nuova Guinea, seppure largamente impiegato nell’industria profumiera, è poco noto dal punto di vista della variabilità fitochimica e delle bioattività. Oggetto del presente lavoro è la valutazione dell’attività citotossica dell’olio essenziale ottenuto dalla corteccia e dei suoi componenti principali, isolati tramite cromatografia su colonna, su una linea cellulare di carcinoma intestinale (CaCo-2), come studio di continuità rispetto alla caratterizzazione chimica e determinazione di alcune attività di senso salutistico già proposte recentemente dal nostro gruppo di ricerca1. Il profilo fitochimico dell’olio essenziale (GC-FID e GC-MS) si caratterizza di diversi lattoni tipici della specie (82%; massoia lattone C8=3.39±0.08%, C10=56.06±0.42%, C12=16.51±0.11%, C14=0.56±0.01%) e di circa il 15% di composti benzilici (benzil benzoato 12.73±0.10%, benzoil salicilato 1.78±0.01%). Come espressione di sicurezza genotossica, test di Ames (TA98 e TA100) ed SOS-Chromotest (E. coli, PQ37) hanno dato esito negativo fino alle concentrazioni rispettive di 0,5 μg/ml e 2 μg/ml. La citotossicità su cellule di carcinoma intestinale CaCo-2 è stata valutata attraverso il test dell’MTT dopo 24 ore di esposizione ai trattamenti. I risultati relativi al fitocomplesso hanno evidenziato un’importante riduzione della vitalità cellulare (IC50=0,0005%). Facendo riferimento invece ai costituenti maggioritari, particolarmente efficaci sono risultati i massoia lattoni C10 e C12 isolati. Interessanti sono le correlazioni struttura-attività dei composti testati in quanto, a parità di concentrazione, i massoia lattoni risultano molto più attivi dei corrispettivi composti saturi (deca- e dodeca-lattone). Va inoltre sottolineato che i composti C12, saturi e insaturi, determinano una maggiore citotossicità rispetto ai corrispondenti C10. Le frazioni identificate come benzil benzoato e benzil salicilato hanno dimostrato attività circa 100 volte inferiori rispetto all’olio essenziale e ai massoia lattoni. In conclusione, da questa indagine, emerge che il singolare profilo fitochimico dell’olio essenziale, caratterizzato in particolare da lattoni, risulta genotossicamente sicuro rispetto ai test utilizzati e determina un’interessante attività citotossica verso le cellule tumorali considerate a modello. Tali evidenze risultano pertanto propulsive verso ulteriori approfondimenti in tal senso

Proteomic profile of BxPC-3 cells after treatment with BRC4

BRCA2 and RAD51 are two proteins that play a central role in homologous recombination (HR) and DNA double strand break (DSB) repair. BRCA2 assists RAD51 fibrillation and defibrillation through binding with its eight BRC repeats, with BRC4 being one of the most efficient and best characterized. RAD51 inactivation by small molecules has been proposed as a strategy to impair BRCA2/RAD51 binding and, ultimately, the HR pathway, with the aim of making cancer cells more sensitive to PARP inhibitors (PARPi). This strategy, which mimics a synthetic lethality (SL) approach, has been successfully performed in vitro by using the myristoylated derivative of BRC4 (myr-BRC4), designed for a more efficient cell entry. The present study applies a method to obtain a proteomic fingerprint after cellular treatment with the myr-BRC4 peptide using a mass spectroscopy (MS) proteomic approach. (Data are available via ProteomeXchange with identifier PXD042696.) We performed a comparative proteomic profiling of the myr-BRC4 treated vs. untreated BxPC-3 pancreatic cancer cells and evaluated the differential expression of proteins. Among the identified proteins, we focused our attention on proteins shared by both the RAD51 and the BRCA2 interactomes, and on those whose reduction showed high statistical significance. Three downregulated proteins were identified (FANCI, FANCD2, and RPA3), and protein downregulation was confirmed through immunoblotting analysis, validating the MS approach. Our results suggest that, being a direct consequence of myr-BRC4 treatment, the detection of FANCD2, FANCI, and RPA3 downregulation could be used as an indicator for monitoring HR impairment

MOLECOLE NATURALI PER IL CONTROLLO DI ORGANISMI PATOGENI IN COLTIVAZIONI DI PYRUS COMMUNIS

Il ruolo dell'Unità di ricerca 7 del tecnopolo Terra&Acqua Tech dell'Università degli Studi di Ferrara nel progetto “Innovazioni di processo e di prodotto per una pericoltura di qualità” per migliorare l'efficienza produttiva e la sostenibilità economica della filiera del pero (Pyrus communis), in collaborazione con il Centro di Fitofarmacia del Dipartimento di Scienze Agrarie dell’Università di Bologna si è focalizzato sulla ricerca di molecole naturali da scarti vegetali che avessero attività biologica (biocida) verso patogeni del pero (Task 1.4). In particolare, la ricerca si è sviluppata rispetto ai seguenti obiettivi: 1) l'individuazione di fonti agro-industriali quali potenziali fonti di molecole bioattive e sicure; 2) aspetti estrattivi delle fonti vegetali individuate; 3) caratterizzazione chimica dei fitocomplessi; 4) verifica dell'efficacia biologica in vitro nel controllo di organismi dannosi per Pyrus communis. Seguendo questo percorso, si sono individuate più di 100 tipologie di risorse vegetali come scarti della lavorazione di 28 colture tipiche del territorio di pianura. La modalità estrattiva, valutata come più adeguata in termini di efficacia senza trascurare fattori di praticità, economicità e sostenibilità ambientale, è stata la macerazione in ultrasuoni in solventi diversi come etanolo, acetone e cloroformio, con l’ottenimento di rese variabili dal 2 al 40%. Tramite tecniche analitiche cromatografiche di routine (HPTLC-fingerprinting), si sono evidenziate classi di flavonoidi, cumarine, antociani, procianidine ed è stata valutata la loro attività antiossidante ed antimicrobica mediante HPTLC-bioautografica e altre opportune e classiche strategie in vitro. Tale approccio indagativo è stato utilizzato su 126 diversi estratti ed ha permesso di selezionarne 26 che si sono dimostrati i più attivi. L'attività biologica è stata valutata in vitro verso fitopatogeni (batteri e funghi) la cui sensibilità al trattamento potesse essere da guida alla successiva eventuale valutazione rispetto alla bioattività su Stemphyllium vesicarium. I microrganismi impiegati in questa prima fase erano Agrobacterium tumefaciens, Pseudomonas syrngae pv. syringae, Botrytis cinerea e Neonectria galligena. Gli estratti e le molecole più promettenti selezionate da questo pre-screening (19 fitocomplessi e 16 molecole pure) sono stati poi saggiati dal gruppo dell'Università degli Studi di Bologna su Stemphyllum vesicarium, agente causale della maculatura bruna, verificandone in laboratorio le possibili potenzialità bio-attive e le potenziali proiezioni verso possibili strumenti in grado di affiancare i moderni fungicidi di sintesi nella difesa da questa importante malattia fungina negli areali di coltivazione del pero del Nord Italia. Particolarmente interessante si è rivelata la capacità di inibizione mostrata da juglone, resveratrolo e α-asarone sui quali si concentrerà l’attenzione dei prossimi studi

The DUNE Far Detector Vertical Drift Technology, Technical Design Report

International audienceDUNE is an international experiment dedicated to addressing some of the questions at the forefront of particle physics and astrophysics, including the mystifying preponderance of matter over antimatter in the early universe. The dual-site experiment will employ an intense neutrino beam focused on a near and a far detector as it aims to determine the neutrino mass hierarchy and to make high-precision measurements of the PMNS matrix parameters, including the CP-violating phase. It will also stand ready to observe supernova neutrino bursts, and seeks to observe nucleon decay as a signature of a grand unified theory underlying the standard model. The DUNE far detector implements liquid argon time-projection chamber (LArTPC) technology, and combines the many tens-of-kiloton fiducial mass necessary for rare event searches with the sub-centimeter spatial resolution required to image those events with high precision. The addition of a photon detection system enhances physics capabilities for all DUNE physics drivers and opens prospects for further physics explorations. Given its size, the far detector will be implemented as a set of modules, with LArTPC designs that differ from one another as newer technologies arise. In the vertical drift LArTPC design, a horizontal cathode bisects the detector, creating two stacked drift volumes in which ionization charges drift towards anodes at either the top or bottom. The anodes are composed of perforated PCB layers with conductive strips, enabling reconstruction in 3D. Light-trap-style photon detection modules are placed both on the cryostat's side walls and on the central cathode where they are optically powered. This Technical Design Report describes in detail the technical implementations of each subsystem of this LArTPC that, together with the other far detector modules and the near detector, will enable DUNE to achieve its physics goals

The DUNE Far Detector Vertical Drift Technology, Technical Design Report

International audienceDUNE is an international experiment dedicated to addressing some of the questions at the forefront of particle physics and astrophysics, including the mystifying preponderance of matter over antimatter in the early universe. The dual-site experiment will employ an intense neutrino beam focused on a near and a far detector as it aims to determine the neutrino mass hierarchy and to make high-precision measurements of the PMNS matrix parameters, including the CP-violating phase. It will also stand ready to observe supernova neutrino bursts, and seeks to observe nucleon decay as a signature of a grand unified theory underlying the standard model. The DUNE far detector implements liquid argon time-projection chamber (LArTPC) technology, and combines the many tens-of-kiloton fiducial mass necessary for rare event searches with the sub-centimeter spatial resolution required to image those events with high precision. The addition of a photon detection system enhances physics capabilities for all DUNE physics drivers and opens prospects for further physics explorations. Given its size, the far detector will be implemented as a set of modules, with LArTPC designs that differ from one another as newer technologies arise. In the vertical drift LArTPC design, a horizontal cathode bisects the detector, creating two stacked drift volumes in which ionization charges drift towards anodes at either the top or bottom. The anodes are composed of perforated PCB layers with conductive strips, enabling reconstruction in 3D. Light-trap-style photon detection modules are placed both on the cryostat's side walls and on the central cathode where they are optically powered. This Technical Design Report describes in detail the technical implementations of each subsystem of this LArTPC that, together with the other far detector modules and the near detector, will enable DUNE to achieve its physics goals

DUNE Offline Computing Conceptual Design Report

This document describes Offline Software and Computing for the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) experiment, in particular, the conceptual design of the offline computing needed to accomplish its physics goals. Our emphasis in this document is the development of the computing infrastructure needed to acquire, catalog, reconstruct, simulate and analyze the data from the DUNE experiment and its prototypes. In this effort, we concentrate on developing the tools and systems thatfacilitate the development and deployment of advanced algorithms. Rather than prescribing particular algorithms, our goal is to provide resources that are flexible and accessible enough to support creative software solutions as HEP computing evolves and to provide computing that achieves the physics goals of the DUNE experiment