Metabolômica pode ser definida como o estudo de todos os metabólitos de um dado sistema biológico. Tal estudo possibilita abordagens holístias e integradas de diversos ramos da ciência. Deste modo, problemas em delimitações taxonômicas, análise da influência ambiental sobre plantas, e triagem de metabólitos bioativos constituem exemplos de áreas onde a metabolômica pode atuar. A família Asteraceae, com aproximadamente 25.000 espécies, tem sido alvo de estudos taxonômicos por décadas. Assim sendo, a abordagem metabolômica aplicada à quimiotaxonomia pode auxiliar em tais classificações, ou revelar novas descobertas. Por outro lado, discute-se que os metabólitos secundários sofrem muita influência de diversos fatores ambientais. Deste modo, este trabalho investigou também a influência da sazonalidade, luminosidade, adubação e ritmo circadiano no meboloma de cultivares de Aldama robusta e A. trichophylla (Asteraceae). O cultivo de A. robusta foi também estudado quanto à sua germinação e desenvolvimento morfológico. A ampla variabilidade química em Asteraceae também a coloca como uma família com potencial para a triagem de metabólitos bioativos. Um alvo bioquímico relevante é a enzima lactato desidrogenase-5 (LDH-5), a qual esta relacionada com o aumento da sobrevivência de células cancerígenas. Deste modo, o estudo metabolômico em espécies de Asteraceae pode possibilitar a descoberta de substâncias ativas contra determinado alvo. O metaboloma de todas as espécies deste trabalho foi adquirido por UHPLC-ESI-UV/DAD-MS, com analisador OrbitrapTM. Para a quimiotaxonomia e estudos de inibição da LDH-5, foram estudadas 250 espécies de Asteraceae, provenientes de diversos gêneros de 16 tribos. Para os estudos da influência de determinados fatores ambientais no metaboloma de A. robusta e A. trichophylla, foram realizadas coletas em diferentes ritmos circadianos, estações do ano e diferentes cultivares com base na adubação do solo e luminosidade. Os dados químicos foram analisados por diversas técnicas quimiométricas e de data mining (mineração de dados), tais como PCA, HCAbp, OPLS-DA e decision tree. Deste modo, a análise por OPLS-DA com espécies de Asteraceae foi capaz de separar algumas tribos e apontar metabólitos discriminantes em cada uma delas, não obstante a PCA e HCAbp não tenham revelado agrupamento. Do mesmo modo, a OPLS-DA e a decision tree foram capazes de apontar alguns prováveis metabólitos correlacionados com extratos considerados "ativos" contra a LDH-5, bem como realizar a predição de extratos provenientes de outras espécies de Asteraceae que não haviam ainda sido ensaiados. Já os estudos com a germinação e o desenvolvimento dos cultivares pode revelar condições mais adequadas para o cultivo de A. robusta e A. trichophylla. Além disso, a metabolômica de tais cultivares também foi capaz de apontar acumulo de metabólitos a depender da estação climática. Isso sugere uma necessidade maior em se padronizar a data da coleta do material vegetal para estudos quimiotaxonômicos. Em breve, os cultivares terão suas atividades preditas frente à LDH-5, assim como serão isolados e ensaiados os metabólitos que foram considerados ativos nas espécies de Asteraceae.

Metabolomics can be defined as the study of all the metabolites of a given biological system. Such a study enables holistic and integrated approaches from several fields of science. Thus, problems in taxonomic delimitations, analysis of environmental influence on plants, and screening of bioactive metabolites are examples of areas where metabolomics can aid. The Asteraceae family, with approximately 25,000 species, has been the subject of taxonomic studies for decades. Thus, the metabolomics approach applied to chemotaxonomy may aid in such classifications, or reveal new findings. On the other hand, it is argued that secondary metabolites are influenced by many environmental factors. In this way, this work also investigated the influence of seasonality, luminosity, fertilization and circadian rhythm on the metabolome of cultivars of Aldama robusta and A. trichophylla (Asteraceae). The cultivation of A. robusta was also studied for its germination and morphological development. The wide chemical variability in Asteraceae also places it as a family with potential for the screening of bioactive metabolites. A relevant biochemical target is the enzyme lactate dehydrogenase-5 (LDH-5), which is related to the increased survival of cancer cells. In this way, the metabolomic study in Asteraceae species may allow the discovery of active compounds against LDH-5. The metabolome of all species of this work was acquired by UHPLC-ESI-UV/DAD-MS, with OrbitrapTM analyzer. For the chemotaxonomy and LDH-5 inhibition studies, 250 species of Asteraceae, from several genera of 16 tribes, were studied. For the studies of the influence of certain environmental factors on the metabolome of A. robusta and A. trichophylla, collections were made at different circadian rhythms, seasons of the year and different cultivars based on soil fertilization and luminosity. The chemical data were analyzed by several chemometric and data mining techniques, such as PCA, HCAbp, OPLS-DA and decision tree. Thus, OPLS-DA analysis with Asteraceae species was able to separate some tribes and point out discriminant metabolites in each of them, although PCA and HCAbp did not reveal clustering. Likewise, OPLS-DA and the decision tree were able to point out some probable metabolites correlated with extracts considered "active" against LDH-5, as well as to predict extracts from other Asteraceae species that had not yet been assayed. As for the germination and development studies of cultivars, more adequate conditions for the cultivation of A. robusta and A. trichophylla were described. In addition, the metabolomics of such cultivars were also able to indicate accumulation of metabolites depending on the climatic season. This suggests a greater need to standardize the date of collection of plant material for chemotaxonomic studies. Soon, the cultivars will have their activities predicted against the LDH-5, as well as the metabolites that were considered active in the species of Asteraceae will be isolated and tested.