pmid: "38655992"
title: "Efeito do Laurus nobilis sobre bactérias e fator de crescimento transformante β1 humano."
authors: "Sancer O, Şahin U, Çetin ES, Tepebaşi MY, Cezaroğlu Y, Bilir G, Yünlü S, Koca A"
journal: "Revista da Associacao Medica Brasileira (1992)"
pubdate: "2024"
doi: "10.1590/1806-9282.20230683"
source: "PMC Full Text"
Efeito do Laurus nobilis sobre bactérias e fator de crescimento transformante β1 humano.
Autores
Sancer O, Şahin U, Çetin ES, Tepebaşi MY, Cezaroğlu Y, Bilir G, Yünlü S, Koca A
Periodico
Revista da Associacao Medica Brasileira (1992) (2024)
Conteudo
Efeito do Laurus nobilis sobre bactérias e o fator de crescimento transformante β1 humano
RESUMO
OBJETIVO:
Neste estudo, objetivamos determinar os compostos fenólicos, a atividade antibacteriana do extrato das folhas de Laurus nobilis e seu possível efeito sobre o nível de expressão do fator de crescimento transformante β1 em células mononucleares do sangue periférico.
MÉTODOS:
Os componentes fenólicos do Laurus nobilis foram identificados pelo método de cromatografia líquida de alta eficiência. A atividade antibacteriana deste extrato foi determinada pelos métodos de difusão em disco e microdiluição em caldo. A expressão do fator de crescimento transformante β1 foi analisada usando o método de RT-qPCR.
RESULTADOS:
A epicatequina foi encontrada na maior quantidade e o ácido o-cumárico na menor quantidade. A concentração inibitória metade máxima (IC50) foi determinada como 55,17 μg/mL. As zonas de inibição e a concentração inibitória mínima para Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis e Klebsiella pneumoniae foram 15, 14 e 8 mm e 125, 250 e 1000 μg/mL, respectivamente. A alteração nos níveis de expressão do fator de crescimento transformante β1 foi considerada estatisticamente significativa em comparação com os grupos controle (p<0,0001).
CONCLUSÃO:
O extrato de Laurus nobilis foi considerado eficaz contra bactérias e alterou o nível de expressão do fator de crescimento transformante β1 em células mononucleares do sangue periférico.
INTRODUÇÃO
A Laurus nobilis L. é uma erva aromática que se espalha mundialmente nas costas do sul da Europa e da Ásia Menor, onde prevalece o clima mediterrâneo. O louro é amplamente utilizado na medicina alternativa, na indústria alimentícia e cosmética. As principais razões para seu uso nessas áreas devem-se às suas propriedades antimicrobianas, antifúngicas, antioxidantes, ansiolíticas, antidepressivas e antiestresse.
Frutas, ervas e outros alimentos de origem vegetal contêm fontes de compostos como (poli)fenóis e flavonoides que protegem contra inflamação e doenças crônicas. Os linfócitos T são instrumentais no suporte à produção de citocinas pró-inflamatórias e anti-inflamatórias nos tecidos e na circulação. No entanto, menos se sabe sobre a potência relativa de diferentes (poli)fenóis na modulação da liberação de citocinas pelos linfócitos.
No sistema imunológico, o fator de crescimento transformante β1 (TGF-β1) é uma atividade reguladora geral que afeta muitos tipos de células imunes. Ao regular o desenvolvimento, diferenciação, homeostase e tolerância dos linfócitos T, a citocina TGF-β, evolutivamente altamente conservada, suporta de forma crucial um pool funcional de células T. O TGF-β1 desempenha um papel crítico na manutenção da tolerância periférica a antígenos endógenos e inofensivos, como alimentos e bactérias comensais, e no controle da resposta imunológica a patógenos.
A Laurus nobilis é uma planta medicinal natural e uma fonte rica de compostos bioativos. As propriedades biológicas de seus vários extratos e de seu óleo essencial são documentadas, em particular seus efeitos antimicrobianos e antioxidantes e suas propriedades cicatrizantes em modelos animais.
Nosso objetivo neste estudo foi determinar o efeito dos componentes fenólicos do extrato de folhas de L. nobilis contra as bactérias Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis e Klebsiella pneumoniae, que causam diversas doenças infecciosas, e o efeito da expressão de TGF-β1 em células mononucleares do sangue periférico humano (PBMCs) na presença dessas bactérias.
MÉTODOS
O fluxograma do trabalho geral é mostrado na Figura 1.
Fluxograma do trabalho geral.
Planta
Folhas frescas de L. nobilis foram coletadas em Isparta/Türkiye em junho de 2022. O material vegetal foi registrado no Museu de Vida Selvagem da Universidade de Iğdır (Espécime de Herbário) com o número de referência INWM00000111. A verificação das espécies e a avaliação taxonômica de L. nobilis foram realizadas pelo Dr. Ahmet KOCA.
Determinação dos compostos fenólicos
Determinação dos compostos fenólicos em extratos feita pelo método de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) de acordo com nosso estudo anterior . Após pesar 2,7 g de folhas de L. nobilis, 30 mL de metanol 99% (Merck, Alemanha) foram adicionados e homogeneizados com um liquidificador doméstico. Eles foram misturados em banho ultrassônico por 1 h. Os extratos foram filtrados em papel de filtro Whatman (nº 4). Em seguida, os extratos filtrados foram evaporados a 40°C. O restante no frasco Erlenmeyer foi retirado com 5 mL de metanol. Esta solução de 20 μL foi injetada no dispositivo de HPLC. O método de Caponio et al., foi utilizado para a determinação dos compostos fenólicos por HPLC . A detecção dos compostos fenólicos foi realizada em comprimento de onda de 278 nm e vazão de 0,8 mL/min. Uma coluna de fase reversa (5 μm) Agilent Eclipse XDB C18 (4,6 × 250 mm) foi utilizada. A temperatura da coluna foi de 30°C. A separação foi realizada com um sistema de solvente binário usando um programa gradiente. A solução A foi ácido acético 3%, e a solução B foi metanol.
Preparação do extrato de Laurus nobilis para cultura bacteriana e de células mononucleares do sangue periférico
Os extratos de Laurus nobilis foram liofilizados (Labconco FreeZone 6 plus, EUA). Após as amostras liofilizadas serem dissolvidas em RPMI 1640 (Biological Industries, Israel) e o extrato ser filtrado com um filtro de 0,45 μm, os extratos foram adicionados ao meio de incubação com linfócitos periféricos humanos. Em paralelo, as amostras liofilizadas foram dissolvidas em dH2O e utilizadas nos testes de disco-difusão bacteriana e concentração inibitória mínima (CIM).
Isolamento de células mononucleares do sangue periférico
Sangue total foi coletado de tubos de heparina de lítio de um voluntário saudável de 34 anos que não havia sido exposto a radiação ou medicamentos por 6 meses e que não apresentava nenhuma doença. As células mononucleares do sangue periférico foram isoladas pelo método de gradiente de densidade Ficoll-Hypaque (Sigma Aldrich, Alemanha). A viabilidade das PBMCs foi determinada pela coloração com azul de tripano (Sigma Aldrich, Alemanha) e contagem em lâmina de Thoma. A concentração celular foi ajustada para 1×10^6 células/mL em meio RPMI 1640 (Biological Industries, Israel) contendo 10% de soro fetal bovino (FBS) (Biological Industries, Israel), 1% de L-glutamina (Biological Industries, Israel) e 1% de penicilina-estreptomicina (Biological Industries, Israel). Em seguida, 1 mL dessa suspensão celular foi semeado em cada poço de placas de 24 poços (NEST, China).
O isolamento das PBMCs foi realizado de acordo com o protocolo de Panda et al. O meio RPMI 1640 e as amostras de sangue total heparinizado foram misturados na proporção de 1:1. Em seguida, essa mistura foi adicionada lentamente ao tubo sobre Histopaque 1077 (Sigma-Aldrich, Suíça). A mistura foi centrifugada a 2000 rpm por 20 min a 4°C. A camada de PBMCs do "Buffy coat" foi removida e transferida para um novo tubo. Após centrifugação, as PBMCs e o meio RPMI 1640 foram ressuspensos na proporção de 1:1. Em seguida, foi centrifugado a 2500 rpm por 5 min a 4°C. Depois, o sobrenadante foi removido. A viabilidade celular foi determinada como 98% utilizando azul de tripano.
Cultura celular in vitro
A cultura celular das PBMCs foi realizada de acordo com o protocolo de Panda et al. Para determinar a dose não tóxica do extrato de folha de L. nobilis, 1×10 células/poço de PBMCs foram semeadas em microplacas de 96 poços de fundo chato (Sarstedt AG, Alemanha). Em seguida, a placa foi incubada a 37°C em uma incubadora umidificada com 5% de CO2 por 24 h. Extratos de L. nobilis nas concentrações de 1000, 500, 250, 125, 62.5, 31.2, 15.6, 7.8 e 0,0 μg/mL foram cultivados com as células a 37°C em uma incubadora umidificada com 5% de CO2 por 24 h. O meio consistiu nos seguintes componentes: meio RPMI-1640 (Biological Industries, Israel) suplementado com 10% de soro fetal bovino inativado pelo calor (Sigma-Aldrich, EUA), penicilina (100 UI/mL) e estreptomicina (100 μg/mL) (Sigma-Aldrich, EUA).
Determinação do valor de IC50
Após a incubação, a viabilidade celular foi avaliada usando o ensaio colorimétrico de brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazólio (MTT) (Sigma Aldrich, EUA) para determinar o valor de IC50 do extrato de L. nobilis. O reagente MTT foi adicionado a cada poço. A concentração final foi ajustada para 0,5 mg/mL, e as células foram incubadas em atmosfera umidificada a 37°C em 5% de CO2 por 4 h. A placa foi centrifugada a 800 g por 5 min, e então os sobrenadantes foram removidos. Os cristais de formazan foram dissolvidos em 200 μLμL de dimetilsulfóxido (Thermo Fisher Scientific, EUA) e agitados à temperatura ambiente por 15 min. As densidades ópticas foram registradas a 570 nm usando um leitor de placas multiescan (Synergy HTX BioTek, EUA). Um gráfico de viabilidade versus concentração do extrato foi usado para calcular os valores de IC50 para as PBMCs.
As cepas bacterianas
Staphylococcus aureus (ATCC: 27853), E. faecalis (ATCC: 29212) e K. pneumoniae (ATCC: 700603) foram utilizadas neste estudo. Todas as cepas foram obtidas do Laboratório de Microbiologia do Hospital da Universidade Suleyman Demirel, em Isparta.
Suscetibilidade antibacteriana do extrato de folha de Laurus nobilis usando o método de difusão em disco
O método de difusão em disco para teste de susceptibilidade antimicrobiana foi realizado utilizando o Protocolo de Teste de Susceptibilidade por Difusão em Disco de Kirby-Bauer. Um disco de papel filtro estéril de 6 mm (Schleicher and Schul, 2668, Dassel, Alemanha) foi aplicado impregnando 50 μL do extrato da folha de L. nobilis. As culturas bacterianas foram inoculadas em Caldo Nutriente (Becton Dickinson and Company, EUA) e incubadas a 37°C por 24 h. Quantidades adequadas de Ágar Mueller Hinton (GBL, Turquia) foram dispensadas em placas estéreis e submetidas à solidificação em condições assépticas. As contagens de culturas bacterianas foram ajustadas para obter 1×10 utilizando o método de contagem padrão de McFarland. Os microrganismos teste (0,1 mL) foram inoculados com um swab estéril na superfície do meio sólido adequado da placa. As placas de ágar inoculadas com os microrganismos teste foram incubadas por 1 h antes de colocar o disco de papel impregnado com o extrato sobre as placas. As placas bacterianas foram incubadas a 37°C por 24 h. Após a incubação, os parâmetros das zonas de inibição do crescimento de todas as placas foram medidos em milímetros. Gentamicina (10 μg/disco) (Becton Dickinson and Company, EUA) e meropenem (10 μg/disco) (Becton Dickinson and Company, EUA) para K. pneumoniae, penicilina (1 μg/disco) (Becton Dickinson and Company, EUA) e cefoxida para S. aureus (30 μg/disco) (Becton Dickinson and Company, EUA), e ampicilina (2 μg/disco) (Becton Dickinson and Company, EUA) e vancomicina (5 μg/disco) (Becton Dickinson and Company, EUA) para E. faecalis foram usados como controle positivo.
Determinação da concentração inibitória mínima
As CIMs dos extratos brutos foram obtidas por microdiluição em caldo usando placas de microtitulação de 96 poços . Os extratos de L. nobilis (1000 μg/mL) e caldo Mueller Hinton (GBL, Turquia) foram aplicados na primeira fileira da placa. Caldo Mueller Hinton foi adicionado aos outros poços. Em seguida, diluições seriadas foram aplicadas na taxa de 1/2 do primeiro ao último poço. As cepas bacterianas padrão foram ajustadas para o padrão de turbidez de 0,5 McFarland (108 UFC/mL) e diluídas 1/100 com Caldo Mueller Hinton (GBL, Turquia) para 10 UFC/mL. Finalmente, 10 μL de suspensão bacteriana foram adicionados a cada poço. As placas foram incubadas por 24 h a 37°C. A menor concentração do extrato da planta que inibiu o crescimento bacteriano foi considerada a CIM.
Células mononucleares do sangue periférico (1×104 células/poço) foram incubadas a 37°C em uma incubadora umidificada com 5% de CO2 por 24 h. Em seguida, PBMCs e cepas bacterianas (106 UFC/mL) foram cultivadas com um valor de IC50 determinado, a 37°C em 5% de CO2 e atmosfera umidificada por 24 h. O RNA total das PBMCs foi extraído com o kit de isolamento de RNA total Hibrigen (Hibrigen, Turquia). A pureza e a concentração do RNA foram determinadas com um espectrofotômetro NanoDrop ND-1000 (NanoDrop Technologies, Inc., DE); 1 μg de RNA foi transcrito reversamente com o 5× i-Script RT supermix e água livre de nucleases (BioRad, EUA). O volume total foi ajustado para 20 μL. Os designs dos primers foram realizados detectando sequências específicas de mRNA. Possíveis sequências de primers foram testadas usando o site do NCBI. Primers para TGF-β1 (Forward 5′-CAATTCCTGGCGATACCTCAG-3′ e Reverse 5′-GCACAACTCCGGTGACATCAA-3′) foram desenhados para amplificação. O gene da β-actina foi usado como gene de referência e os valores de CT desse gene foram utilizados para normalização. Notavelmente, tubos de PCR de 0,1 mL foram usados no instrumento, e o volume final da reação foi de 20 μL. A mistura da reação foi preparada de acordo com o protocolo do fabricante (A.B.T., Turquia). A mistura da reação resultante foi carregada em um instrumento de qPCR em tempo real com um ciclo térmico determinado pelo protocolo do fabricante do kit.
Os valores de CT dos genes alvo foram determinados, e a fórmula 2–ΔΔCt (método de Livak) foi usada para determinar seus níveis de expressão relativa.
Análise estatística
Os resultados do estudo de expressão de TGF-β1 foram avaliados usando o software de análise estatística SPSS 18.0 (SPSS Inc., EUA). As comparações entre grupos foram realizadas no presente estudo por análise de variância de uma via e análise de Tukey. A cultura de PBMC, o ensaio de MTT e a expressão de TGF-β1 foram realizados em triplicata. As curvas de resposta à concentração e os valores de IC50 foram gerados com o GraphPad Prism 5.
RESULTADOS
Análise de compostos fenólicos
Em nosso estudo, foram detectados ácido protocatecuico, ácido p-hidroxibenzoico, catequina, luteolina, ácido cafeico, canferol, epicatequina, ácido o-cumárico, vanilina, ácido ferúlico, rutina, ácido p-cumárico e ácido cinâmico. As análises dos compostos fenólicos do extrato de L. nobilis são apresentadas na Tabela 1.
Resultado da análise dos compostos fenólicos.
Compostos fenólicos Laurus nobilis (μg/g) Ácido gálico * Ácido protocatecuico 85,2 Catequina 173,2 Ácido p-hidroxibenzoico 123,6 Ácido clorogênico * Ácido cafeico 78,2 Epicatequina 2113,7 Ácido siríngico * Vanilina 48,9 Ácido p-cumárico 16,7 Ácido ferúlico 64,2 Ácido sinapínico * Ácido benzoico * Ácido o-cumárico 2,7 Rutina 246,2 Hesperidina * Ácido rosmarínico * Eriodictiol * Ácido cinâmico 5,5 Quercetina * Luteolina 14,7 Canferol 34,3
Não foi possível detectar.
Ensaio de viabilidade in vitro
O IC50 do extrato de L. nobilis foi determinado como 55,17 μg/mL em PBMCs. Os resultados mostram que concentrações crescentes do extrato de L. nobilis levam a uma redução na taxa de sobrevivência das PBMCs.
Atividade antibacteriana
As zonas de inibição do extrato de L. nobilis e dos antibióticos padrão são apresentadas na Tabela 2. O diâmetro da zona de inibição detectado com o extrato foi de 15 mm para S. aureus, seguido de 14 mm para E. faecalis e 8 mm para K. pneumoniae, respectivamente. A atividade antibacteriana do extrato de L. nobilis foi testada em concentrações de 7,8 a 1000 μg/mL, e os valores de CIM foram determinados como 125, 250 e 1000 μg/mL para S. aureus, E. faecalis e K. pneumoniae, respectivamente.
Detecção de zonas de inibição em bactérias.
Microorganismos Zonas de inibição (mm) Controles positivos 50 μL GEN MER P CFX AMP VAN Staphylococcus aureus 15 NT NT 18 22 NT NT Enterococcus faecalis 14 NT NT NT NT 17 13 Klebsiella pneumoniae 8 23 31 NT NT NT NT
50 μL: Extrato de Laurus nobilis; NT: não testado; GEN: gentamicina 10 μg; MER: meropenem 10 μg; P: penicilina 10 μg; CFX: cefoxitina 30 μg; AMP: ampicilina 2 μg; VAN: vancomicina 5 μg.
Expressão do fator de crescimento transformador β1
Os grupos controle positivo, negativo e bactéria/extrato foram comparados, e os resultados de expressão foram considerados estatisticamente significativos (p<0,0001). Os resultados são mostrados na Figura 2. Os valores foram apresentados como média±DP.
Mudança na expressão do fator de crescimento transformador β1. (A) Expressão relativa do TGF-β1 em Staphylococcus aureus. (B) Expressão relativa do TGF-β1 em Enterococcus faecalis aureus. (C) Expressão relativa do TGF-β1 em Klebsiella pneumoniae. *p<0,0001.
DISCUSSÃO
Um dos problemas globais é o desenvolvimento de resistência bacteriana aos antibióticos. As pessoas têm usado a medicina fitoterápica por séculos por sua segurança, eficácia, aceitação cultural e menos efeitos colaterais . As folhas de L. nobilis têm sido usadas como erva medicinal e possuem atividade farmacológica que inclui efeito antibacteriano e anti-inflamatório .
O efeito antibacteriano do óleo essencial de louro em bactérias patogênicas humanas foi testado pelo método de difusão em disco contra S. aureus, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus faecalis, Staphylococcus flexneri, Pseudomonas aeroginosa, Serratia marcescens, Salmonella Typhi, K. pneuomoniae e Escherichia coli. Os resultados mostraram que o óleo essencial de L. nobilis possui potentes efeitos antibacterianos . A atividade antibacteriana do óleo essencial de L. nobilis em algumas espécies bacterianas foi determinada como: E. coli (27,1 mm), E. faecalis (28,0 mm) e Salmonella pullorum (25,2 mm) .
Em nosso estudo, o diâmetro da zona de inibição detectada com o extrato foi de 15 mm para S. aureus, seguido por 14 mm para E. faecalis e 8 mm para K. pneumoniae, respectivamente. Esses resultados mostram que o efeito antibacteriano do óleo essencial de L. nobilis é muito mais forte do que o do extrato. No entanto, o uso de extratos para fins antimicrobianos também é eficaz. Além disso, o diâmetro da zona de inibição das bactérias Gram-positivas S. aureus e E. faecalis é aproximadamente duas vezes maior do que o da bactéria Gram-negativa K. pneuomoniae. Sugerimos que isso pode ser uma diferença devido à captação dos ingredientes ativos do extrato de L. nobilis pelas bactérias, dependendo das paredes celulares ou membranas das bactérias Gram-positivas e Gram-negativas. Informações recentes da literatura mostram que a atividade antimicrobiana dos compostos fenólicos é mais sensível em bactérias Gram-positivas do que em bactérias Gram-negativas . As diferenças nos mecanismos de ação em bactérias Gram-positivas e Gram-negativas também não são totalmente claras . No entanto, foi relatado que o potencial antimicrobiano de moléculas de compostos fenólicos com grupos hidroxila pode resultar em interações mais fracas devido à forte eletronegatividade da membrana externa na parede celular de bactérias Gram-negativas .
Em nosso estudo, descobrimos que o extrato de L. nobilis tem efeito antibacteriano em S. aureus > E. faecalis > K. pneumoniae. Além disso, descobrimos que a epicatequina estava presente na maior quantidade (2113.7 μg/g) no extrato.
Em células Hep-G2, os valores de IC50 do extrato de L. nobilis foram encontrados da seguinte forma: acetato de etila: 3.80 μg/mL, éter de petróleo: 10.60 μg/mL e extrato metanólico: 23.20 μg/mL .
Neste estudo, determinamos que o valor de IC50 do extrato metanólico de L. nobilis é de 55.17 μg/mL em PBMCs. As mudanças no IC50 determinados nos vários estudos podem ser devidas à aplicação em diferentes culturas celulares. Além disso, as condições ambientais sob as quais L. nobilis cresce também podem ter um impacto.
Tradicionalmente, o TGF-β tem sido sugerido por ter efeitos anti-inflamatórios potentes no sistema imunológico. No entanto, o TGF-β pode ter efeitos pró-inflamatórios e anti-inflamatórios dependendo do contexto em que atua . Nosso estudo mostrou que o extrato de folhas de L. nobilis alterou a expressão de TGF-β1 em PBMCs em comparação com controles positivos e negativos. Neste estudo, os resultados da expressão relativa de TGF-β1 mostraram um perfil muito semelhante para S. aureus, E. faecalis e K. pneumonia.
O fato de que o extrato de folha de L. nobilis aplicado de acordo com o valor de IC50 calculado em uma dose inferior ao valor de MIC mostrou um perfil semelhante em todos os grupos de bactérias/extrato em comparação com os controles indica que o efeito anti-inflamatório é amplamente alcançado por meio da inibição da via de sinalização TGF-β1. Isso demonstrou que o extrato de folha de L. nobilis é um candidato para suprimir a via inflamatória causada por patógenos devido ao seu efeito anti-inflamatório, além de sua atividade antimicrobiana.
A inflamação é uma resposta natural do sistema imunológico inato e adaptativo à infecção. No entanto, quando a inflamação não é controlada, pode levar a doenças autoimunes ou autoinflamatórias, doenças neurodegenerativas ou câncer. O extrato de folha de L. nobilis controla a inflamação ao suprimir a ativação do inflamassoma NLRP3.
CONCLUSÃO
As folhas de L. nobilis contêm muitos compostos fenólicos que contribuem para as propriedades antimicrobianas desta planta. O extrato também demonstrou alterar a expressão de TGF-β1 em PBMCs. Acredita-se que os compostos fenólicos sejam responsáveis por essas atividades. Há necessidade de expandir a pesquisa realizando estudos mais detalhados e com diferentes tipos celulares e estudos in vivo.
Financiamento: nenhum.
TERMO DE CONSENTIMENTO
O termo de consentimento foi obtido de todos os pacientes participantes do estudo.
APROVAÇÃO ÉTICA
O estudo foi preparado em concordância com os protocolos da Declaração de Helsinque. Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética da Faculdade de Medicina da Universidade Süleyman Demirel de Isparta (No. 18/244).
REFERÊNCIAS
Comparação das características de qualidade dos óleos essenciais de louro obtidos no mercado e determinação de suas propriedades antimicrobianas
Uma revisão da botânica, composição volátil, aspectos bioquímicos e moleculares e usos tradicionais de Laurus nobilis
Identificação de tratamentos com (poli)fenóis que modulam a liberação de citocinas pró-inflamatórias por linfócitos humanos
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