Efeitos de extratos de café na proteção contra oxidantes em Saccharomyces cerevisiae

Abstract

O aumento da população idosa traz preocupações importantes para as políticas públicas de saúde, devido à prevalência de doenças crônicas não transmissíveis e ao aumento dos gastos com saúde pública. Grande parte dessas doenças tem sido associada com o estresse oxidativo, que é causado pelo desequilíbrio entre pró-oxidantes e antioxidantes. Os antioxidantes estão presentes na dieta e, portanto, surgem como alternativa para prevenir ou reduzir os danos oxidativos. Nesse contexto, o café, uma bebida consumida mundialmente, contribui para a ingestão de antioxidantes, devido a compostos que ocorrem naturalmente nos seus grãos. Vários estudos publicados investigaram in vitro as propriedades antioxidantes do café, no entanto, não tem sido descrito na literatura ensaios que avaliam o efeito da pré-exposição de extratos de café em Saccharomyces cerevisiae. O uso de células vivas representa um modelo adequado para avaliar o efeito antioxidante na capacidade de sobrevivência da célula em estado de estresse oxidativo. Considerando os danos que as espécies reativas de oxigênio (EROs) podem causar nas biomoléculas e que antioxidantes naturais podem diminuir ou prevenir estes danos, este trabalho teve como objetivo principal avaliar a capacidade do café orgânico, em comparação com o café convencional, em proteger as células de Saccharomyces cerevisiae contra o dano oxidativo na exposição ao peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ). Para isso foram testados extratos aquosos e etanólicos de três diferentes cafés (café acaiá cerrado torrado, café acaiá cerrado verde e café convencional torrado) no ensaio de viabilidade celular pelo teste de “spot” usando a linhagem S288c de levedura. Os extratos dos três cafés testados conferiram uma proteção antioxidante em todas as concentrações testadas (0,18 mg/mL a 10 mg/mL). Especificamente, as menores concentrações tornaram as células menos susceptíveis à ação do H 2 O 2 5 mM. Aparentemente, o extrato aquoso apresentou maior proteção em relação ao extrato etanólico. Não houve diferença significativa na proteção das células pelos diferentes extratos de café torrado. Portanto, o extrato do café acaiá cerrado torrado foi escolhido para avaliar a capacidade do café (na presença de H 2 O 2 1mM) em reestabelecer o crescimento de S. cerevisiae em placa de 96 poços. Foram testadas oito concentrações (0,0009 mg/mL a 0,2 mg/mL) de extrato de café em quatro linhagens celulares (S288c, EG 103, EG 110 e EG 118). Nessas condições, nenhuma concentração de café foi capaz de reverter o dano causado pelo H 2 O 2 . Contudo, os resultados de teste de “spot” indicam que o café apresenta um significativo potencial antioxidante em células de leveduras pré-expostas a seus extratos, podendo servir como um importante alimento funcional com ação protetora. Como perspectivas, são necessários outros testes para avaliar diferentes solventes de extração e determinar quais as concentrações ideais para a prevenção do dano celular.

The increasing elderly population brings important concerns to the public health policies, due to the prevalence of non-transmissible chronic diseases and increased expenditure with public health. Many of these diseases have been associated with oxidative stress, which is caused by an imbalance between oxidants and antioxidants. Antioxidants are present in the diet, and thus appear as an alternative to prevent or reduce oxidative damage. In this context, coffee, a beverage consumed worldwide, contributes to the intake of antioxidants, due to naturally occurring compounds in its grains. Several published studies have investigated the in vitro antioxidant properties of coffee, however, assays that evaluate the effect of pre-exposure of coffee extracts in Saccharomyces cerevisiae have not been described. The use of living cells is an adequate model to evaluate the antioxidant effect on the survival ability of the cell in a state of oxidative stress. Considering the damage that reactive oxygen species (ROS) can cause to biomolecules and that natural antioxidants can reduce or prevent this damage, this study aimed to evaluate the ability of organic coffee, compared to conventional coffee, in protecting S. cerevisiae cells against oxidative damage on exposure to hydrogen peroxide (H 2 O 2 ). Aqueous and ethanol extracts of three different coffees (roasted and green organic coffee and roasted non-organic coffee) were tested in the cell viability spot test using the S288C yeast strain. Extracts of the three coffees conferred an antioxidant protection at all concentrations tested (0.18 mg/mL to 10 mg/mL). Specifically, the lower coffe extract concentrations made the cells less susceptible to the action of 5 mM H 2 O 2 . Apparently, the aqueous extract showed higher protection compared to the ethanolic extract. There was no significant difference in the protection by the two roasted coffee extracts. Therefore, the roasted organic coffee extract was chosen to assess the ability of coffee (in the presence of 1 mM H 2 O 2 ) to restore the growth of S. cerevisiae on a 96 well plate assay. Eight coffee extract concentrations (0.0009 mg / ml to 0.2 mg / ml) were tested in four yeast cell strains (S288c, EG 103, EG 110 and EG 118). Under these conditions, no concentration of coffee was able to reverse the damage caused by H 2 O 2 and restore growth. However, the results of the spot test indicate that coffee has a significant antioxidant activity in yeast cells pre-exposed to its components, and may serve as an important functional food with protective action. As perspectives, other tests for evaluating different extraction solvents and determine the optimal concentrations for the prevention of cellular damage are needed.