Metabólitos bioativos de Nectandra oppositifolia Nees & Mart. (LAURACEAE) - caracterização molecular e avaliação do potencial antiparasitário

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Conserva, Geanne Alexsandra Alves
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=123706
Resumo: Orientador: Prof. Dr. João Henrique Ghilardi Lago
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spelling Metabólitos bioativos de Nectandra oppositifolia Nees & Mart. (LAURACEAE) - caracterização molecular e avaliação do potencial antiparasitárioNECTANDRA OPPOSITIFOLIALEISHMANIA INFANTUMTRYPANOSOMA CRUZIPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA/QUÍMICA - UFABCOrientador: Prof. Dr. João Henrique Ghilardi LagoTese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, Santo André, 2021.Extratos da espécie Nectandra oppositifolia (Lauraceae), espécie desconhecida do ponto de vista químico e biológico, mostraram potencial antiparasitário, especialmente anti-Leishmania (L.) infantum e anti- Trypanosoma cruzi. A análise química dos óleos essenciais (OEs) das folhas e galhos mostrou que os mesmos são compostos majoritariamente por sesquiterpenos com atividade anti-T. cruzi. Frente às formas tripomastigotas, os OEs das folhas e galhos apresentaram CE50 de 8,5 e 51,7 ?g/mL, respectivamente. Para as formas amastigotas, somente o OE das folhas foi ativo, exibindo CE50 de 14,1 ?g/mL, não apresentando toxicidade frente às células NCTC. O estudo biomonitorado com o extrato hexano dos galhos forneceu três compostos: secosubamolídeo A (1), isolinderanolídeo D (2) e isolinderanolídeo E (3) que, frente ao T. cruzi, mostrou potencial para as formas tripomastigotas e amastigotas, exibindo CE50 de 12,5, 12,9 e 29,9 ?M e 12,3, 25,3 e 10,1 ?M, respectivamente. A investigação do possível modo de ação desses compostos revelou que 1 - 3 causaram alterações no potencial de membrana mitocondrial (??m). Frente às formas intracelulares de L. (L.) infantum, o composto 1 (CE50 de 5,4 ?M) foi selecionado para a avaliação dos efeitos imunomodulatórios. As análises mostraram que o composto 1 não induziu alteração nos níveis de óxido nítrico. Além disso, este composto suprimiu o TNF e a produção de citocinas exarcebatórias da doença IL-6 e IL-10, aumentando o nível de MCP-1 (Monocyte Chemoattractant Protein-1), quimiocina responsável pela maturação do granuloma no fígado e redução da carga parasitária durante a leishmaniose visceral experimental. Por fim, os compostos 1 - 3 foram submetidos às análises das propriedades farmacocinéticas in silico, sendo preditos como bloqueadores não-mutagênicos, não-carcinogênicos, não-hERG, com níveis aceitáveis de absorção intestinal, alta estabilidade metabólica, baixa promiscuidade inibitória com as cinco principais isoformas CYP, e não formadores de PAINS. O estudo biomonitorado com o extrato hexãnico das folhas, permitiu o isolamento da neolignana licarina A (4) que, frente à L. (L.) infantum, exibiu atividade contra as formas promastigotas e amastigotas, mostrando CE50 de 45,4 ?M e 5,4 ?M, respectivamente. Contudo, o composto 4 exibiu concentração citotóxica a 50% de 54,1 ?M frente às células NCTC. Frente ao T. cruzi, 4 apresentou atividade exclusivamente contra as formas tripomastigotas (CE50 de 54,3 ?M), não exibindo toxicidade para células NCTC. Visando melhorar o potencial farmacológico do composto 4, estudos in silico das propriedades ADME foram preditos, e com base nesses resultados, foram preparados cinco derivados (4a - 4e), que foram testados quanto suas atividades anti-T. cruzi e citotóxica, destacando-se os derivados 4d (CE50 de 5,0 ?M) e 4e (CE50 de 10,5 ?M). Destes, apenas o 4d exibiu toxicidade (CC50 de 45,5 ?M) para células NCTC. Em avanço a esse estudo, o modo de ação induzido por 4d e 4e mostrou que ambos os compostos causaram um provável acometimento mitocondrial, com alteração no potencial elétrico da membrana plasmática (??p), além de causar um aumento na produção de espécies reativas de oxigênio. Ainda, o sistema bioenergético do parasita foi comprometido, como resultado do aumento da produção de ATP, sugerindo um stress celular compensatório. O estudo com os extratos etanólicos obtidos das folhas e galhos (N. oppositifolia) permitiu o isolamento dos seguintes constituintes: piroglutamato de etila (5), protocatecuato de metila (6), ácido (Z)-2-(2,4-dihidroxi-2,6,6-trimetilciclohexilideno) acético (7), ácido vanílico (8), (-)-evofolina B (9), 7-hidroxi-6-metoxi cumarina (10), indol-3-aldeído (11), moupinamida (12), ácido abscísico (13), ácido azelaico (14), protocatecuato de etila (15), verrucosina (16), nectandrina B (17) e canferol-3-O-?-L-(3,4-di-E-p-cumaroil) ramnopiranosídeo (18). Frente ao T. cruzi, os compostos 7, 9, 15, 16 e 17 exibiram atividade exclusivamente para as formas amastigotas, mostrando CE50 de 28,2, 27,8, 18,1, 36,8 e 31,0 ?M, respectivamente. Para as formas tripomastigotas, os compotos 13 e 18 apresentaram atividade com CE50 de 31,4 e 6,7 ?M, respectivamente. As análises dos possíveis mecanismos de ação induzidos pelo composto 18 apontaram alterações mitocondriais, e nos níveis de Ca2+ intracelular. Além disto, houve uma diminuição nos níveis de ATP, o que pode estar relacionado à alteração mitocondrial, levando à morte do parasito. Sendo assim, é possível inferir que os resultados apresentados são promissores na busca de protótipos para a obtenção de novos fármacos para o tratamento da Leishmaniose Visceral e da Doença de Chagas. Finalmente, os dados obtidos corroboram para o conhecimento químico e biológico do gênero Nectandra, em especial à espécie N. oppositifolia, descrevendo pela primeira vez, a ocorrência dos compostos 1 - 3, 5 - 9, 11- 15 e 18 no gênero.Extracts from the plant species Nectandra oppositifolia (Lauraceae), with unknown chemical composition and biological properties, exhibited antiparasitic potential, especially against Leishmania (L.) infantum and Trypanosoma cruzi. Chemical analysis of the essential oils (EOs) from the leaves and twigs indicated that both are composed of sesquiterpenes with anti-T. cruzi activity. Against the trypomastigote forms of this protozoan, the EOs from the leaves and twigs showed EC50 values of 8.5 and 51.7 ?g/mL, respectively. As for the amastigote forms, only the EO from the leaves was active, exhibiting an EC50 value of 14.1 ?g/mL, with no toxicity against NCTC cells. A bio-monitored assay with the n-hexane extract of the twigs yielded three compounds: secosubamolide A (1), isolinderanolide D (2) e isolinderanolide E (3) that, against T. cruzi, showed potential for both the trypomastigote and amastigote forms, with EC50 values of 12.5, 12.9 and 29,9 ?M and 12.3, 25.3 and 10.1, ?M respectively. Investigation of a possible mode of action for these compounds revealed that all three caused alterations in the mitochondrial membrane potential (??m). Against intracellular forms of L. (L.) infantum, compound 1 (EC50 of 5.4 ?M) was selected for evaluation of immunomodulatory effects. Analyses showed that compound 1 did not induce alteration in nitric oxide levels. Furthermore, this compound suppressed TNF and production of exarcebatory cytokines IL-6 and IL-10, increasing levels of MCP-1 (CCL2), a chemokine responsible for maturation of granulomas in the liver and parasite load reduction during experimental visceral leishmaniasis. Finally, compounds 1 - 3 were submitted to in silico analyses of pharmacokinetic properties and predicted as non-mutagenic blockers, noncarcinogenic, non-hERG, with acceptable levels of intestinal absorption, high metabolic stability, low inhibitory promiscuity with the five main CYP isoforms, and not recognized as PAINs. Bio-monitored studies conducted with the n-hexane extract of the leaves allowed for isolation of neolignane licarine A (4), which exhibited activity against promastigote and amastigote forms of L. (L.) infantum, with EC50 values of 45.4 ?M and 5.4 ?M, respectively. However, compound 4 displayed toxicity (CC50) of 54.1 ?M against NCTC cells. Regarding T. cruzi, 4 showed activity exclusively against trypomastigote forms (EC50 of 54.3 ?M), with no toxicity against mammalian cells. Aiming to improve the pharmacological potential for compound 4, ADME properties were predicted in silico, and based on these results five derivatives were prepared (4a - 4e) which were tested for anti-T. cruzi and cytotoxic activities, with 4d (EC50 of 5,0 ?M) and 4e (EC50 of 10,5 ?M) standing out. Of these, only 4d displayed toxicity (CC50 value of 45.5 ?M) for NCTC cells while the remainder exhibited CC50 > 200 ?M. The mode of action induced by 4d and 4e showed that both compounds caused a probable mitochondrial failure, with alteration of the electric potential in the plasmatic membrane (??p) as well as causing an increase in production of reactive oxygen species. Furthermore, the parasite's bio-energetic system was compromised, as a result of increase in ATP production, suggesting a compensatory cellular stress. Studies with the ethanolic extracts of leaves and twigs (N. oppositifolia) allowed for isolation of constituents: ethyl pyroglutamate (5), methyl protocatechuate (6), (Z)-2-(2,4-dihydroxy-2,6,6- trimethylcyclohexylidene) acetic acid (7), vanillic acid (8), (-)-evofolin B (9), 7-hydroxy-6-methoxy coumarine (10), indole-3-aldehyde (11), moupinamide (12), abscisic acid (13), azelaic acid (14), ethyl protocatechuate (15), verrucosine (16), nectandrin B (17) and kaempferol-3-O-?-L-(3,4-di-E-p-coumaroyl) rhamnopyranoside (18). Against T. cruzi, compounds 7, 9, 15, 16 and 17 exhibited activity exclusively for amastigote forms, with EC50 values of 28.2, 27.8, 18.1, 36.8 and 31.0 ?M, respectively. For trypomastigote forms, only 13 and 18 showed activity, with EC50 values of 31.4 and 6.7 ?M, respectively. Analyses of possible modes of action induced by compound 18 pointed to mitochondrial alterations as well as for levels of intracellular Ca2+. Additionally, a decrease in ATP levels was observed, which could be connected to the mitochondrial alteration, leading to parasite death. Therefore, it is possible to infer that the presented results are promising in the search for prototypes of new drugs for treatment of Visceral Leishmaniasis and Chagas Disease. Moreover, the data acquired corroborates for chemical and biological knowledge of the genus Nectandra, the species N. oppositifolia in particular, describing the occurrence of compounds 1 - 3, 5 - 9, 11- 15 and 18 in the genus for the first time.Lago, João Henrique GhilardiMaia, Beatriz Helena Lameiro de Noronha SalesSousa, Carolina Amaral Frade Bruno deGarcez, Fernanda RodriguesRoque, Nidia FrancaConserva, Geanne Alexsandra Alves2021info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf356 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=123706http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=123706&midiaext=80611http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=123706&midiaext=80610Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=123706porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2023-01-17T16:46:10Zoai:BDTD:123706Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2023-01-17T16:46:10Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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