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https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1814
Tipo do documento: | Tese |
Título: | Bioprospecção em espécies vegetais da família Fabaceae, da mata atlântica mineira, visando a obtenção de substâncias com potencial anti- inflamatório |
Autor: | ROSA, Welton |
Primeiro orientador: | SOARES, Marisi Gomes |
Primeiro membro da banca: | FERNANDES, João Batista |
Segundo membro da banca: | CASS, Quezia Bezzera |
Terceiro membro da banca: | ZANIN, João Luiz Baldini |
Quarto membro da banca: | AMBROZIN, Alessandra Regina Pepe |
Resumo: | Extratos brutos das folhas de 47 espécies diferentes de Fabaceae foram explorados quanto à atividade anti-inflamatória em diferentes mecanismos de ação na busca por compostos com potencial anti-inflamatório. Inicialmente, os extratos foram testados quanto à atividade antioxidante in vitro onde nove espécies apresentaram grande potencial, comparável ao ácido ascórbico. Em seguida, um bioensaio ex vivo com sangue humano foi desenvolvido quanto à produção de IL-10, sob condições inflamatórias. Assim, foi possível avaliar o potencial das amostras de extrato das espécies de Fabaceae em inibir a produção desta citocina e 22 destas apresentaram potencial de inibição comparável à dexametasona, com CE50 médias inferiores a 50 μg/mL. Utilizando-se a mesma metodologia ex vivo no sangue humano, outro ensaio foi desenvolvido para avaliação da atividade anti-inflamatória por meio do monitoramento da produção de PGE2 por detecção em LC-MS/MS. O método validado apresentou-se eficaz para triagem da atividade anti-inflamatória de grande número de amostras, no qual cinco do total de espécies estudadas neste trabalho apresentaram potencial de inibição da produção de PGE2. Dentre as 47 amostras testadas, a espécie P. Pluviosa apresentou-se ativa nestes três diferentes mecanismos de ação testados contra a inflamação, corroborando o grande potencial anti- inflamatório desta espécie com relatos da literatura. Dentre as cinco espécies ativas no ensaio ex vivo no sangue quanto à inibição da produção de PGE2, quatro delas apresentaram também potencial anti-inflamatório na inibição de edema de orelha in vivo, confirmando a eficácia do ensaio ex vivo desenvolvido no sangue para triagem da atividade anti-inflamatória. Além disso, dentre estas quatro espécies, duas delas (A. polyphylla e P. pluviosa) apresentaram ainda potencial de inibição de recrutamento de neutrófilos, avaliadas pelo ensaio de MPO nos fragmentos de orelha, demonstrando o grande potencial anti-inflamatório destas espécies, sendo A. polyphylla inédita quanto a esta propriedade farmacológica até o momento. O estudo da composição das amostras ativas contra inflamação foi feito por duas abordagens: a primeira delas consistiu da anotação de picos de forma bioguiada, utilizando-se a ferramenta moderna de fragmentação in silico MetFrag, dos compostos majoritários presentes nos extratos das amostras inibidoras da produção de PGE2 no sangue e comparação qualitativa destes compostos nestes extratos, a fim de se buscar identificar putativamente os compostos ali presentes e possivelmente responsáveis pela inibição da produção de PGE2 no sangue. A outra abordagem utilizou estudos metabolômicos na qual os biomarcadores simultâneos nos diferentes mecanismos de ação (neste caso a atividade antioxidante e inibição da produção de IL-10 e PGE2) foram determinados e posteriormente anotados, também com o auxílio do MetFrag, como forma de identificação putativa mais abrangente e objetiva dos compostos mais importantes contra a inflamação entre as amostras de Fabaceae testadas. Dentre os compostos anotados nas duas diferentes abordagens, destacam-se flavonoides glicosilados ou agliconas, triterpenos, saponinas, esfingolipídios, alcaloides, elagitaninas e derivados de ácido elágico, e ainda outros menos comuns como flavonoides clorado, sulfurado ou nitrogenado. Estes resultados permitirão guiar o isolamento para confirmação da estrutura e atividade anti- inflamatória destes compostos, em trabalhos futuros. Por fim, um método para comparação dos níveis de PGE2 e LTB4 nos fragmentos de orelha advindos do ensaio in vivo foi desenvolvido, permitindo comparar os grupos de amostras dos controles negativo e positivos (indometacina e dexametasona), bem como da espécie P. pluviosa. O método apresentou-se eficaz como ensaio limite para diferenciação dos níveis de PGE2 e LTB4 entre os grupos de amostras testados no ensaio de edema de orelha, permitindo inferir que P. pluviosa possa agir inibindo possivelmente nas vias COX e LOX simultaneamente, ou ainda da PLA2, como os anti-inflamatórios esteroidais, corroborando com trabalhos na literatura sobre esta espécie. Por fim, este trabalho possibilitou o desenvolvimento de diferentes metodologias para avaliação da atividade anti-inflamatória ex vivo, como métodos de triagem prévios à avaliação em ensaios in vivo e, os métodos de quantificação de PGE2 no sangue ou PGE2 e LTB4 nos fragmentos de orelha poderão ser utilizados em trabalhos futuros, seja em estudos com amostras de produtos naturais ou sintéticas, para avaliação da possível inibição das vias COX e LOX contra a inflamação. |
Abstract: | Crude leaf extracts from 47 different Fabaceae species were explored for anti-inflammatory activity in different mechanisms of action in the search for compounds with anti- inflammatory potential. Initially, the extracts were tested for antioxidant activity in vitro, and nine species showed great potential, comparable to ascorbic acid. Then, an ex vivo bioassay with human whole blood was developed for the production of IL-10, under inflammatory conditions. It was possible to evaluate the potential of Fabaceae species samples to inhibit the production of this cytokine, and 22 of these species showed inhibition potential comparable to dexamethasone, with EC50 averages below 50 μg/mL. Using the same methodology ex vivo in human whole blood, another assay was developed to assess the anti-inflammatory activity by monitoring the production of PGE2 by detection in LC-MS/MS. The validated method proved to be effective for screening the anti-inflammatory activity of a large number of samples, and five of the total species studied in this work had the potential to inhibit the production of PGE2. Among the 47 samples tested, the species P. pluviosa was active in these three different mechanisms of action tested against inflammation, corroborating the great anti- inflammatory potential of this species with reports from the literature. Among the five species active in the ex vivo blood test for inhibiting the production of PGE2, four of them also exhibited anti-inflammatory potential in inhibiting ear edema in vivo, confirming the efficacy of the ex vivo assay developed in the blood for screening activity anti-inflammatory. In addition, among these four species, two of them (A. polyphylla and P. pluviosa) still presented potential to inhibit neutrophil recruitment, evaluated by the MPO assay in the ear fragments, demonstrating the great anti-inflammatory potential of these species, being A. polyphylla unprecedented in terms of this pharmacological property so far. The composition study of the active samples against inflammation was carried out by two approaches: the first consisted in peak annotation in a bioguided way, using the modern in silico fragmentation tool MetFrag, of the major compounds present in extract samples that inhibited the production of PGE2 in the blood and qualitative comparison of these compounds in these extracts, to seek to putatively identify the compounds present there and possibly responsible for the inhibition of the production of PGE2 in the blood. The other approach used metabolomic studies in which the main simultaneous biomarkers in the different mechanisms of action (in this case the antioxidant activity and inhibition of the production of IL-10 and PGE2) were determined and later annotated, also with the aid of MetFrag, as a more comprehensive and objective putative identification of the most important compounds against inflammation among the tested Fabaceae samples. Different compounds were annotated in the two approaches, as glycosylated flavonoids or aglycone, triterpenes, saponins, sphingolipids, alkaloids, ellagitannins, and ellagic acid derivatives, and still less common ones such as chlorinated, sulfurized, or nitrogenous flavonoids. These results will allow guiding the isolation to confirm the structure and anti-inflammatory activity of these compounds, in future works. Finally, a method for comparing the levels of PGE2 and LTB4 in the ear fragments from in vivo test was developed, allowing to compare the groups of samples from the negative and positive controls (indomethacin and dexamethasone), as well as the P. pluviosa species. The method proved to be effective as a limit test to differentiate the levels of PGE2 and LTB4 between the groups of tested samples in the ear edema test, allowing us to infer that P. pluviosa may act inhibiting possibly in the COX and LOX pathways simultaneously, or even the PLA2, like steroidal anti- inflammatory drugs, corroborating with other works in the literature about this species. Finally, this work enabled the development of different methodologies for the evaluation of anti-inflammatory activity ex vivo, such as screening methods before evaluation in in vivo tests, and the quantitation methods of PGE2 in blood or PGE2 and LTB4 in the ear fragments may be used in future works, with natural products or synthetic compounds, to evaluate the possible inhibition of the COX and LOX pathways against inflammation. |
Palavras-chave: | Inflamação Metabolômica Produtos Naturais Fabaceae Validação Anti-inflamatório Ex vivo In vivo LC-MS/MS PGE2 LTB4 Quantificação Anotação IL-10 MetFrag. COX. LOX. |
Área(s) do CNPq: | QUIMICA::QUIMICA ORGANICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal de Alfenas |
Sigla da instituição: | UNIFAL-MG |
Departamento: | Instituto de Química |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Química |
Citação: | ROSA, Welton. Bioprospecção em espécies vegetais da família Fabaceae, da mata atlântica mineira, visando a obtenção de substâncias com potencial anti- inflamatório. 2021. 208 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal de Alfenas, Alfenas, MG, 2021. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
URI: | https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1814 |
Data de defesa: | 12-Mar-2021 |
Aparece nas coleções: | Doutorado |
Arquivos associados a este item:
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