Actualidades Biológicas

**Absence of cytotoxic, mutagenic and genotoxic effectS of aqueous extract and essential oilS of Carica candamarcensis Hook. (PLANTAE: CARICACEAE)**

El extracto acuoso y el aceite esencial de la pulpa de frutos maduros de Carica candamarcensis Hook. f. (1875) (chilacuán, papayuela de clima frío) presentan actividad in vitro anti-Helicobacter pylori, por lo cual se consideran promisorios para realizar una terapia complementaria para controlar la infección gástrica por esta bacteria. El presente trabajo contribuye a profundizar en el estudio de estos extractos evaluando: a) citotoxicidad mediante análisis de viabilidad de linfocitos humanos aislados por el método tradicional en gradiente de Hystopaque® y en cultivo con medio RPMI-1640; b) mutagenicidad mediante el ensayo de Ames; c) genotoxicidad a través de electroforesis alcalina de células individuales [ensayo cometa (SGCE)]. Para extracto acuoso (EA) se evaluaron dosis desde el extracto concentrado original hasta 10-2 (diluciones en agua destilada estéril) y para el caso de aceite esencial (AE) desde el extracto original diluido en DMSO al 1% hasta 10-6. Este estudio demuestra que según las pruebas utilizadas todas las concentraciones evaluadas son seguras a nivel mutagénico, genotóxico y citotóxico. Sin embargo, se requieren estudios adicionales con otros métodos de ensayo que permitan confirmar o descartar si los extractos inducen daños relevantes sobre el ADN, si tienen efectos antimutagénicos y antigenotóxicos para contemplar, así, su posterior inclusión en el desarrollo de un fitofármaco de C. candamarcensis como tratamiento complementario en pacientes con antecedentes de infección de H. pylori.

The aqueous extract and essential oils from the pulp of ripe fruits of Carica candamarcensis Hook. f. (1875) (chilacuán, cold weather papayuela) showed in vitro anti-Helicobacter pylori activity; therefore, they may be considered promissory for a complementary therapy to control gastric infection of this bacterium. The present study contributes to further examine these extracts, evaluating: a) cytotoxicity through analysis of human lymphocytes isolated by the traditional Hystopaque® gradient method and cultured in RPMI-1640 medium; b) mutagenicity through the Ames assay; c) genotoxicity through alkaline electrophoresis of individual cells [comet assay (SGCE)]. For aqueous extract (AE), doses ranging from the original concentrated extract to 10-2 were evaluated (dilutions in sterile distilled water) and for essential oils (EO) they ranged from the original extract diluted in 1% DMSO up to 10-6. This study demonstrated that based upon the tests used, all evaluated concentrations were safe in a mutagenic, genotoxic and cytotoxic level. However, further studies are required with other test methods to confirm or refute whether extracts induce significant DNA damage, or have antimutagenic and antigenotoxic effects, to permit a subsequente development of a herbal medicine based upon C. candamarcensis as complementary therapy in patients with a record of infection with H. pylori.

CYTOTOXICITY EVALUATION OF NEW STYRYLQUINOLINE ANALOGUES IN LEUKEMOID JURKAT CELLS

Algunas de las drogas más usadas y efectivas en los tratamientos antileucémicos poseen como estructura química principal anillos de quinolina y grupos estireno, lo que podría sugerir que compuestos análogos a estos servirían como posibles nuevos agentes antiproliferativos. Recientemente, uno de nuestros laboratorios sintetizó 6 nuevos análogos de estirilquinolina, candidatas para efectos antiproliferativos y/o anticancerígenos. Así, mediante el ensayo colorimétrico (MTT) se evaluó la citotoxicidad de los seis compuestos en la línea celular Jurkat de origen leucemoide. Los resultados muestran ausencia de efecto citotóxico en las concentraciones y tiempos evaluados. Además, cuando los tratamientos fueron aplicados en presencia de la fracción microsomal S9, no se alteró la viabilidad en este modelo celular leucemoide in vitro. Queda abierta la posibilidad de evaluar estas estirilquinolinas en otras líneas celulares y/o que representen otro modelo de enfermedades, con miras a tamizar efectos biomédicos promisorios.

Some of the most commonly used and effective drugs used in antileukemic treatments posses principal chemical structures with quinoline rings and/or styrene groups, which might suggest that analogous compounds may serve as potential new antiproliferative agents. Recently, one of our laboratories synthesised six new styrylquinoline analogues as candidates for having antiproliferative and/or anti-cancer effects. Thus, using the MTT assay we evaluated the cytotoxicity of these six compounds in the leukemoid cell line Jurkat. The results showed an absence of cytotoxic effects at the concentrations and times assayed. In addition, when the treatments were applied in the presence of S9 microsomal fraction, cell viability was not altered in this leukemoid in vitro model. These results open the possibility of evaluating these styrylquinolines in other cell lines or diseases models with the goal of examining promising biomedical effects.

EVALUATION OF ANTIOXIDANT ACTIVITY OF MARINE SPONGES FROM THE COLOMBIAN CARIBBEAN

Los invertebrados marinos representan un componente importante de la biota oceánica y una fuente rica de compuestos nuevos y biológicamente activos, tales como antibacterianos, anticancerígenos, antiinflamatorios y antioxidantes, entre otros. En este trabajo se evaluó la actividad antioxidante de los extractos metanólicos de las esponjas marinas del Caribe colombiano: Amorphinopsis atlantica, Callyspongia vaginalis, Ircinia felix, Lissodendoryx carolinensis, Mycale microsigmatosa, Niphates erecta y Tedania ignis, frente al catión radical ABTS•+, usando como referencia Trolox. Los ensayos preliminares realizados (100 μg/ml) mostraron buena inhibición del radical (> 53%) con los extractos de A. atlantica (IC50 = 88,26 μg/ml), M. microsigmatosa (IC50 = 59,80 μg/ml) y I. felix (IC50 = 88,81 μg/ml) y baja inhibición del radical (< 33%) para los extractos de las otras esponjas. Al evaluar la actividad antioxidante de las fracciones acuosa y de diclorometano obtenidas a partir de cada extracto metanólico seleccionado, se encontró que la mayor inhibición del radical fue presentada por la fracción acuosa de A. atlantica (IC50 = 58,75 μg/ml), superando a la mostrada por el extracto metanólico de esta esponja, además, la menor inhibición fue la mostrada por la fracción orgánica de I. felix (IC50 = 120,49 μg/ml), valor mucho mayor comparado con el del respectivo extracto. Los resultados encontrados sugieren la producción por parte de esponjas marinas del Caribe colombiano de sustancias capaces de inhibir la reactividad química de radicales orgánicos como el ABTS•+.

Marine invertebrates are an important component of oceanic biota and a rich source of novel and biologically active compounds, such as anti-bacterial, anticancer, anti-inflammatory, and antioxidants agents, among others. In this study we evaluated the antioxidant activity of methanol extracts from marine sponges from the Colombian Caribbean: Amorphinopsis atlantica, Callyspongia vaginalis, Ircinia felix, Lissodendoryx carolinensis, Mycale microsigmatosa, Niphates erecta, and Tedania ignis against the radical ABTS•+ cation, using Trolox as a reference. The preliminary tests performed (100 μg/ml) showed good inhibition of the radical (> 53%) with extracts from A. atlantica (IC50 = 88.26 μg/ml), M. microsigmatosa (IC50 = 59.80 μg/ml), and I. felix (IC50 = 88.81 μg/ml) and low inhibition of the radical (< 33%) to extracts from the other sponge species. Upon evaluating the antioxidant activity of aqueous fractions of dichloromethane obtained from each of the selected methanol extracts, we found that the greatest inhibition of the radical was obtained from the aqueous fraction of A. atlantica, (IC50 = 58.75 μg/ml), exceeding that exhibited by the methanol extract of this sponge; in addition, the least inhibition was exhibited by the organic fraction of I. felix (IC50 = 120.49 μg/ml), a value considerable greater when compared with the respective extract. The results suggest that marine sponges of the Colombian Caribbean are capable of producing substances that inhibit the chemical reactivity of organic radicals such as ABTS•+.

EVALUATION OF ETHANOL PRODUCTION FROM TWO RECOMBINANT AND A COMMERCIAL STRAINS OF SACCHAROMYCES CEREVISIAE (FUNGI: ASCOMYCOTA) IN SUGAR-CANE MOLASSES AND REJECTED-BANANA JUICE FROM URABÁ, COLOMBIA

The production of bioethanol using Saccharomyces cerevisiae (Fungi: Ascomycota) is influenced by sugar concentrations and the fermentation substrate. For that reason, in this study the kinetics of biomass production, residual sugar and ethanol production of four S. cerevisiae strains were evaluated in two fermentation media (sugar-cane molasses and rejected-banana juice) at two sugar concentrations (100 and 170 g/l). The Ethanol Red® and GG570- CIBII strains exhibited the greatest ethanol production, with peak values of 119.74 (35 h) and 62 g/l (15 h), Yps 0.75 and 0.43 g/g, and Qp 3.42 and 2.61 g/l/h, respectively, at 170 g/l of sugar in the sugar-cane molasses broth. In additional, the GG570-CIBII strain showed an increase of 37.1 g/l ethanol with respect to the control strain.

La producción de bioetanol a partir de Saccharomyces cerevisiae (Fungi: Ascomycota) está influenciada por la concentración de azúcares y el sustrato de fermentación. Por ello, en este trabajo se evaluaron las cinéticas de producción de biomasa, azúcares residuales y producción de etanol de cuatro cepas de S. cerevisiae en dos medios de fermentación (melaza de caña de azúcar y banano de rechazo) a dos concentraciones de azúcares (100 y 170 g/l). Las cepas Ethanol Red® y GG570-CIBII presentaron mayor producción de etanol con pico de producción de 119,74 (35 h) y 62 g/l (15 h), Yps 0,75 y 0,43 g/g y Qp 3,42 y 2,61 g/l/h, respectivamente a 170 g/l de azúcares en melaza de caña de azúcar. Adicionalmente, la cepa GG570-CIBII mostró un incremento de 37,1 g/l de etanol con respecto a la cepa control.

ESTIMATION OF CARBON STOCKS AND LOSS BY DEFORESTATION IN THE FORESTS OF ANTIOQUIA, COLOMBIA

Los bosques tropicales almacenan grandes cantidades de carbono en su biomasa, y por ello juegan un papel determinante en el ciclo global de este elemento. Las variables biofísicas determinan la capacidad de almacenamiento de los bosques como reservorios de carbono. No obstante en los últimos años, la deforestación tropical ha hecho que estos ecosistemas se conviertan en fuente de emisiones de dióxico de carbono (CO2) a la atmósfera. El presente estudio quiso evaluar la distribución de la biomasa aérea (BA) y carbono en relación con la variación altitudinal de los bosques naturales del departamento de Antioquia (Colombia), así como las pérdidas potenciales asociadas con la deforestación, durante el periodo 2000-2007. Para ello se empleó información estructural (diámetro, biomasa aérea) proveniente de 16 parcelas permanentes de 1,0 ha, dentro de las cuales se midió la vegetación leñosa arbórea. Se cuantificó la deforestación a nivel departamental usando imágenes de sensores remotos MODIS para el período 2000-2007. Los resultados evidencian que la BA y los contenidos de carbono en los bosques naturales de Antioquia, presentan una relación inversa con la altitud. La BA promedio fue 244 ± 63 Mg ha-1 y la tasa de deforestación en el período 2000-2007 fue 25.279 ha año-1. Durante este período se perdieron en total 176.950 ha de bosque natural, con las cuales se emitieron potencialmente a la atmósfera 79.161,29 Gg CO2. En Antioquia posiblemente problemáticas como la deforestación, pueden llegar a destruir considerablemente estos ecosistemas, ocasionando la pérdida de servicios ecosistémicos importantes como el almacenamiento de carbono.

Tropical forests store large amounts of carbon (C2) in their biomass, thus playing a key role in the global cycle of this element. The carbon storage capability of tropical forests is largely determined by biophysical factors. However, in recent years tropical deforestation has converted this ecosystem into a source of carbon emissions into the atmosphere. In this study, our goal was to evaluate the distribution of above-ground biomass (AGB) along a complex environmental gradient of natural forests in the Department of Antioquia (Colombia); as well as to assess the potential amount of carbon released into the atmosphere by deforestation between 2000 and 2007. We used structural information (diameter, aerial biomass) from 16 1-ha permanent plots where woody vegetation was sampled. Deforestation in the department was quantified using MODIS terra images obtained from 2000-2007. We found a negative relationship between AGB and altitude in natural forests in Antioquia. Mean AGB was 244 ± 63 Mg ha-1 and the deforestation rate in the 2000-2007 period was 25, 279 ha yr-1. During this time, 176,950 ha of natural forest were lost, which means a total of 79,161.29 Gg CO2 were released into the atmosphere. In Antioquia, problems such as deforestation may result in a considerable destruction to this ecosystem, causing the loss of important ecosystem services, such as carbon storage.

CARBON ACCUMULATION AND STRUCTURAL CHANGES IN SECONDARY FORESTS IN EASTERN ANTIOQUIA, COLOMBIA

En el Oriente antioqueño (Antioquia), Colombia, en tierras utilizadas previamente en ganadería extensiva, se estudió la sucesión secundaria analizando la densidad arbórea, área basal y biomasa aérea. Se evaluaron seis fragmentos de bosque, agrupados en dos categorías de edad: bosques secundarios (BS) de 15 a 20 años y BS de 25 a 30 años. La recuperación de los BS fue comparada con respecto a información secundaria de bosques maduros (BM). Entre los BS y el BM se encontraron diferencias significativas en el promedio por hectárea de la biomasa aérea y el área basal, pero no en la densidad de individuos con respecto a la edad después del abandono. Se estimó que los bosques secundarios entre 25 a 30 años con respecto al BM recuperaron el área basal en un 85,2% y la biomasa aérea en un 52,7%. En toda el área estudiada la acumulación de biomasa aérea promedio anual en el 2005 fue de 4,6 ± 0,3 t ha-1 año-1 que corresponde a un total de 323.469,8 ± 23.227,7 toneladas (t), equivalentes a 161.734,88 ± 11.613,65 t carbono secuestrado (C). Los resultados confirman el manejo de la regeneración natural como estrategia viable y de bajo costo para lograr la recuperación de la estructura de los bosques degradados en el área de estudio. Igualmente, se ratifica la alta productividad primaria neta de los ecosistemas boscosos sucesionales y su aporte a la regulación del ciclo global del carbono.

We studied secondary forest succession of areas in eastern Antioquia, Colombia that were previously used for cattle ranching by analyzing tree density, basal area and aboveground biomass. Six forest patches in two age categories were investigated: Secondary forest (BS) that was 15 to 20 years old, and BS that was 25 to 30 years old. BS recovery was compared to secondary information from mature forest (BM). The BS and BM presented significant differences between the mean above ground biomass and basal area, but not in tree density as a function of years since abandonment. 25 to 30 year old secondary forests had recovered an estimated 85.2% of basal area and 52.7% of aboveground biomass with respect to those of BM. Over the entire area studied, mean annual accumulation of aboveground biomass in the forest patches in 2005 was 4.6 ± 0.3 t ha-1 per year, which represented a total of 323,469.8 ± 23,227.3 t, equivalent to 161,734.88 ± 11,613.65 t of carbon storage (C). These results confirm that management of natural regeneration is a viable, low cost strategy for the recovery of forest structure in this study area. Also, they demonstrate the high net primary productivity of this successional forest ecosystem and its contribution to the global carbon cycle.

MEDICINAL PLANTS USED IN SOME TOWNSHIPS OF MUNICIPALITIES IN THE HIGH PLAINS OF EASTERN ANTIOQUIA, COLOMBIA

Con el objetivo de conocer y determinar la importancia relativa de las plantas usadas como medicinales, se realizó un estudio etnobotánico en las comunidades campesinas de algunas veredas de seis municipios del Altiplano del Oriente antioqueño: El Carmen de Viboral, El Retiro, Guarne, La Ceja, Marinilla y Rionegro, región correspondiente a la zona de vida denominada bosque húmedo montano bajo (bh-MB). Se recopiló información sobre plantas medicinales silvestres o espontáneas y plantas medicinales cultivadas, introducidas casi desde la época de la conquista o la colonia y que son de uso muy arraigado entre las comunidades de la zona de estudio. Con la información suministrada por 17 informantes de las diferentes veredas, se registraron 254 especies de plantas usadas como medicinales en el altiplano del Oriente antioqueño, agrupadas en 193 géneros correspondientes a 79 familias. La mitad de las especies mencionadas en este estudio (127) son silvestres o no cultivadas y se encuentran principalmente en áreas de vegetación secundaria como bordes de camino, potreros, matorrales, rastrojos y bordes de corrientes acuáticas, entre otros hábitats. Las otras 127 especies usadas como medicinales en la región del estudio, son cultivadas como alimenticias, ornamentales, esotéricas, maderables, medicinales, generalmente en huertas familiares y huertas especializadas para cultivos de plantas medicinales para la venta. El trabajo es un aporte al conocimiento de la flora medicinal de Colombia y al rescate del conocimiento tradicional sobre el uso de las plantas medicinales.

With the aim of knowing and determining the relative importance of local medicinal plants, an ethnobotanical study was conducted in the farming communities of some townships in six municipalities of the high plains of eastern Antioquia: El Carmen de Viboral, El Retiro, Guarne, La Ceja, Marinilla, and Rionegro, in a region within the lower mountain humid rainforest life zone (bh-MB). Information was compiled on both wild and cultivated medicinal plants that were introduced during the conquest or colonial period and whose use is very ingrained in the communities in this region. With information provided by 17 informants from the different townships, 254 plant species used for medicinal purposes in the high plains of eastern Antioquia were registered from 193 genera belonging to 79 families. Half of the species reported in this study (127) are wild, not actively cultivated, and mainly obtained from areas of secondary vegetation such as roadsides, pastures, scrubby and second growth areas and streamsides, among others habitats. The other 127 species used medicinally in the region were cultivated for nutritional, ornamental, esoteric, firewood, or medicinal purposes, usually in familiar gardens or fields specialized for production of medicinal plants for sale. This study represents a contribution to the knowledge of the medicinal flora of Colombia and the recovery of traditional knowledge on the use of medicinal plants.

MORPHOLOGICAL VARIATION IN BOLITOGLOSSA VALLECULA (AMPHIBIA: CAUDATA: PLETHODONTIDAE) IN THE CORDILLERA CENTRAL OF COLOMBIA

Body size and head shape variation was quantified in four populations of Bolitoglossa vallecula in the Cordillera Central of Colombia. Two of these four populations occurred in sympatry with B. ramosi, an ecologically similar salamander species that could potentially compete with B. vallecula for food resources. There was no evidence of sexual size or head shape dimorphism in any population, so data for males and females were pooled. The populations differed significantly in mean body size, but this variation was not associated with elevation. Six head shape characteristics associated with head morphology were quantified and analyzed using the ratio of each variable over the geometric median, given that this is the most preferred method in the literature for describing conformation while controlling for the effects of size. One of the populations sympatric with B. ramosi (Bello) exhibited significant differences in conformation of head morphology when compared to the allopatric populations, while the other sympatric population did not. While the evidence for character displacement due to ecological competition was equivocal, the analyses highlight areas where further research should be directed.

Cuantificamos la variación en el tamaño y forma del cuerpo y cabeza de Bolitoglossa vallecula en cuatro poblaciones de la Cordillera Central de Colombia. Dos de estas cuatro poblaciones ocurren en simpatría con B. ramosi una especie de salamandra ecológicamente similar que podría potencialmente competir con B. vallecula por recursos alimenticios. En ninguna de las poblaciones encontramos evidencias de dimorfismo sexual en el tamaño o forma de la cabeza, por lo tanto los datos de hembras y machos fueron agrupados. Las poblaciones difirieron significativamente en el tamaño promedio del cuerpo, pero esta variación no estuvo asociada con la elevación. Cuantificamos seis características de la forma de la cabeza asociadas con la morfología de la misma y las analizamos utilizando las proporciones de cada variable sobre la media geométrica, debido a que esta metodología es la más utilizada en la literatura para describir conformación mientras se controla por el efecto del tamaño. Una de las poblaciones simpátricas con B. ramosi (Bello) presentó diferencias significativas en la conformación de la morfología de la cabeza cuando se comparó con las poblaciones alopátricas, mientras que la otra población simpátrica no. Aunque en este trabajo la evidencia de desplazamiento de caracteres en respuesta a la competencia ecológica no es concluyente, este análisis destaca áreas de investigación que vale la pena adelantar en el futuro.

NEW RECORDS OF MACROFUNGI FOR COLOMBIA I. MACROFUNGI COLLECTED IN URBAN AREAS IN MEDELLÍN (ANTIOQUIA)

Durante once años se han recolectado cuerpos fructíferos de los macromicetes de la ciudad universitaria de la Universidad de Antioquia (Medellín), Colombia. Se realizaron 42 colecciones que corresponden a 28 especies, 26 distribuidas en 22 géneros, 10 familias y 3 órdenes de la división Basidiomycota, las especies restantes pertenecen al género Xylaria, (Xylariaceae, Xylariales) división Ascomycota. Se registran, por primera vez, ocho especies para Colombia y seis para el departamento de Antioquia. Para cada una de las especies se incluyen datos sobre su distribución.

During an eleven year period, carpophores of macrofungi growing on the campus of the Universidad de Antioquia (Medellín), Colombia were collected. A total of 42 collections yielded 28 species, of which 26 species were distributed in 22 genera, 10 families and 3 orders of the Basidiomycota; the other two species belonged to the genus Xylaria, (Xylariaceae, Xylariales) in the Ascomycota. Eight species are reported for the first time from the country and six are new records for the Antioquia department. Distribution data are included for the species listed.

NEW HOST PLANT RECORDS AND RESOURCE AVAILABILITY TO ITHOMIINI BUTTERFLIES (LEPIDOPTERA: NYMPHALIDAE: DANAINAE), IN COLOMBIAN COFFEE AGROECOSYSTEMS

En el trópico se dispone de pocos datos de la mayoría de los organismos, incluyendo las mariposas, en aspectos claves de su ciclo de vida, sus plantas hospederas y factores explicativos de su diversidad y abundancia. El objetivo de este trabajo fue identificar las plantas hospederas de larvas Ithomiini (Lepidoptera) en agroecosistemas de café y evaluar el efecto de las variables: sistema de producción, área en bosque y diversidad de hospederas sobre la diversidad y abundancia de este grupo. En seis fincas de café de Fredonia (Antioquia), Colombia, se recolectaron plantas de las familias Apocynaceae, Gesneriaceae y Solanaceae, que fueron identificadas en los Herbarios HUA y MEDEL de Medellín. En las fincas se registraron los adultos observados en vuelo y se recolectaron huevos, larvas y pupas de Ithomiini de sus plantas hospederas para su cría en laboratorio, hasta la emergencia de adultos. Se determinó el porcentaje de sobrevivencia y mortalidad debida a parasitoidismo. Los datos de diversidad se analizaron por medio de un Análisis de Regresión de Poisson. En los agroecosistemas de café se registraron 27 especies vegetales y 27 mariposas adultas Ithomiini, en laboratorio, se criaron 326 individuos de ocho especies, recolectados sobre siete plantas de la familia Solanaceae. Dos plantas constituyen registros nuevos como hospederas de las especies de Lepidoptera: Solanum atropurpureum hospedera de Mechanitis menapis y Solanum deflexiflorum hospedera de Pteronymia picta y P. latilla. La diversidad de Ithomiini fue explicada por la diversidad de hospederas y por el sistema de sombrío.

In the tropics, few data are available for most organisms, included butterflies, on key aspects of their life cycles, host plants, and explanatory factors of its diversity and abundance. The objective of this study was to identify the larval host plants of Ithomiini (Lepidoptera) larvae in coffee agroecosystems and to evaluate the effect of the following variables: production system, forested area, and host plant diversity on the diversity and abundance of this group. In six coffee farms from Fredonia (Antioquia), Colombia, plants from the families Apocynaceae, Gesneriaceae, and Solanaceae were collected and identified in HUA and MEDEL Herbariums in Medellin. In the farms, adults observed in flight were recorded and Ithomiini eggs, larvae and pupa were collected from host plants and reared in the laboratory until adulthood. Percent survival and mortality due to parasitism were quantified. Diversity data were analyzed by means of a Poisson Regression Analysis. In this coffee ecosystem, 27 plant species and adults from 27 butterfly species were observed, while in the laboratory 326 individuals of eight species were reared after their collection from seven Solanaceous plant species. Two host plants are new records for Lepidoptera species: Solanum atropurpureum as host for Mechanitis menapis and S. deflexiflorum as host for both Pteronymia picta and P. latilla. Ithomiini diversity was explained by host plant diversity and use of the shaded coffee system.