Actividade moduladora de extracto de Ginkgo biloba no ciclo celular de Saccharomyces cerevisiae e capacidade de reparação de danos de DNA em células sob stresse replicativo

Abstract

Ginkgo biloba L. possui uma ampla gama de actividades biológicas e o seu extracto padronizado comercial, EGb 761, tem sido um dos produtos medicinais mais vendidos em todo o mundo, devido à sua actividade antioxidante. Efeitos benéficos sobre o sistema nervoso central, incluindo efeitos nos pacientes da doença de Alzheimer, e regulação da expressão genética relacionam-se com os dois principais constituintes do extracto de G. biloba: ginkgolidos e bilobalida. Entre os genes modulados pelo EGb 761, existem vários envolvidos na regulação do ciclo celular, como o gene XPC de mamíferos. A regulação do ciclo celular pode ser crucial para a sobrevivência do organismo, uma vez que, danos de DNA não reparados antes do processo de replicação, podem provocar mutações prejudiciais para as células filhas. O objectivo do presente trabalho foi a investigação dos efeitos de extracto vegetal obtido a partir das folhas de G. biloba, no ciclo celular. Os ensaios envolveram incubações de células de Saccharomyces cerevisiae com o extracto de G. biloba antes da exposição ao choque oxidativo, provocado pelo peróxido de hidrogénio. A estimativa das proporções celulares em cada fase do ciclo celular foi efectuada através da contagem das células ao longo do tempo e da determinação dos índices de gemulação. Foram efectuadas ainda as medições de conteúdo de DNA nas células, através de citometria de fluxo. A capacidade de reparação de danos de DNA nas células com o ciclo celular parado e expostas ao choque oxidativo, também foi investigado. Os ensaios envolveram a incubação das células na presença da hidroxiurea, seguida de exposição a H2O2. Os danos e a reparação de DNA foram determinados através do ensaio cometa. Os resultados demonstraram o efeito protector do extracto de G. biloba contra os danos de DNA provocados pelo H2O2 nas células de levedura, promovendo o progressão do ciclo celular após o choque oxidativo. Além disso, as células sob stress replicativo são menos susceptíveis a danos oxidativos de DNA. No entanto, a hidroxyurea não provoca alterações na dinâmica de reparação de DNA.

Ginkgo biloba L. is a plant with a wide range of biological activities and its leaf extract (EGb 761) has been one of the best-selling medicinal products worldwide due to its antioxidant activity. Beneficial effects on the central nervous system, including in patients of Alzheimer's disease, and regulation of gene expression have been related to two main compounds of G. biloba extract: ginkgolides and bilobalide. Among EGb 761 modulated genes, are several involved in cell cycle regulation, like mammalian XPC gene. DNA lesions, which are not repaired before replication, may propagate harmful mutations to the daughter cells, thus, cell cycle control and regulation is crucial to the organism’s survival. DNA damage checkpoints temporarily block the cell cycle progression in G1 or G2 phases in response to genotoxic stress, that allow cells to repair damaged DNA. The aim of the present work was the investigation of G. biloba leaf extract effects on cell cycle. The experiments involved incubation of Saccharomyces cerevisiae cells with G. biloba leaf extract, before the oxidative shock by hydrogen peroxide. Subsequent estimation of cell proportions in each phase of cell cycle by the budding index approach was performed, as well as measurement of cells DNA content by flow cytometry. DNA damage repair ability in yeast cells under replicative stress, exposed to the oxidative shock, was also investigated. Typical experiments included incubation of cells in the presence of hydroxyurea, followed by exposure to hydrogen peroxide. Determination of DNA damage and repair was performed using the comet assay. The results indicate that G. biloba extract protects yeast cells against DNA damage imposed by hydrogen peroxide, promoting progression of the cell cycle after oxidative shock. This protective effect is probably related to a lower degree of DNA damage and higher repair ability. In addition, cells under replicative stress are less susceptible to oxidative DNA damage, however, hydroxyurea does not provoke changes in the dynamics of DNA damage repair ability.