Mecanismos de ação do efeito antinociceptivo e avaliação da toxicidade in vitro de McLTP1, uma proteína isolada de sementes de Morinda citrifolia L.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) |
Texto Completo: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/64783 |
Resumo: | Pain is a critical condition, especially in chronic diseases, and new therapeutic approaches have been demanded. Among these approaches, plant proteins have been highlighted as promising molecules with the potential to be employed in human health. Previous reports have shown that a lipid transfer protein isolated from Morinda citrifolia L. seeds, named McLTP1 (9.4 kDa), displays antinociceptive activity in mice. Additionally, McLTP1 was not able to induce toxicity in mice, even after daily administration (28 days) in tests performed according to guidelines of the Organization for Economic Cooperation and Development (OECD). This work aimed to investigate the mechanisms underlying the antinociceptive action of McLTP1 in pain models and to study its in vitro preclinical toxicity. McLTP1 was purified from noni seeds as previously described. Antinociceptive mechanisms of McLTP1 were studied in different mice models after intraperitoneal or oral administration (8 mg/kg). All experiments were approved by CEUAUFC (n° 65-2015). In this study, thermal stimulus-induced nociception was inhibited by McLTP1 and antagonized by naloxone (2 mg/kg, i.p.), demonstrating a supraspinal effect via the opioid system. In addition, pretreatment with L-NAME (20 mg/kg) or glibenclamide (2 mg/kg) in the acetic acid-induced abdominal writhing test partially reversed the McLTP1 effect (20.50%, i.p.; 33.33%, p.o. and 35.90%, i.p., 47.21% p.o., respectively), indicating the NO/cGMP/K+ATP pathway activation. McLTP1 also reversed the nociceptive response in the glutamate- (3.7 ng/paw) and capsaicin-induced (1.6 µg/paw) paw licking test (78.30%, i.p.; 67.19%, p.o. and 45.45%, i.p.; 30.90%, p.o., respectively), suggesting involvement glutamatergic system and vanilloid receptors. Moreover, the antinociceptive effect of protein involves modulating inflammation by suppressing the carrageenan- (300 µg/paw) or PGE2- induced (0.1 nmol/paw) hypernociception. Interestingly, McLTP1 explores similar antinociceptive mechanisms by both routes (oral or intraperitoneal). In preclinical in vitro toxicity tests, McLTP1 (20, 40, 80, 160, 320 µg/mL) did not display any alterations in cell viability or patterns of DNA damage in cultured human hepatocellular carcinoma (HepG2). Overall, knowledge of the antinociceptive mechanisms of McLTP1 opens the prospect of exploring this protein in other disease models, expanding its therapeutic actions, besides providing an unprecedented contribution to the use of LTPs group. |
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Mecanismos de ação do efeito antinociceptivo e avaliação da toxicidade in vitro de McLTP1, uma proteína isolada de sementes de Morinda citrifolia L.Mechanisms underlying the antinociceptive effect and evaluation of the in vitro toxicity of McLTP1, a protein isolated from Morinda citrifolia L. seedsMorinda citrifolia L.Proteínas transferidoras de lipídeosProteínas terapêuticasAtividade antinociceptivaToxicidade pré-clínicaPain is a critical condition, especially in chronic diseases, and new therapeutic approaches have been demanded. Among these approaches, plant proteins have been highlighted as promising molecules with the potential to be employed in human health. Previous reports have shown that a lipid transfer protein isolated from Morinda citrifolia L. seeds, named McLTP1 (9.4 kDa), displays antinociceptive activity in mice. Additionally, McLTP1 was not able to induce toxicity in mice, even after daily administration (28 days) in tests performed according to guidelines of the Organization for Economic Cooperation and Development (OECD). This work aimed to investigate the mechanisms underlying the antinociceptive action of McLTP1 in pain models and to study its in vitro preclinical toxicity. McLTP1 was purified from noni seeds as previously described. Antinociceptive mechanisms of McLTP1 were studied in different mice models after intraperitoneal or oral administration (8 mg/kg). All experiments were approved by CEUAUFC (n° 65-2015). In this study, thermal stimulus-induced nociception was inhibited by McLTP1 and antagonized by naloxone (2 mg/kg, i.p.), demonstrating a supraspinal effect via the opioid system. In addition, pretreatment with L-NAME (20 mg/kg) or glibenclamide (2 mg/kg) in the acetic acid-induced abdominal writhing test partially reversed the McLTP1 effect (20.50%, i.p.; 33.33%, p.o. and 35.90%, i.p., 47.21% p.o., respectively), indicating the NO/cGMP/K+ATP pathway activation. McLTP1 also reversed the nociceptive response in the glutamate- (3.7 ng/paw) and capsaicin-induced (1.6 µg/paw) paw licking test (78.30%, i.p.; 67.19%, p.o. and 45.45%, i.p.; 30.90%, p.o., respectively), suggesting involvement glutamatergic system and vanilloid receptors. Moreover, the antinociceptive effect of protein involves modulating inflammation by suppressing the carrageenan- (300 µg/paw) or PGE2- induced (0.1 nmol/paw) hypernociception. Interestingly, McLTP1 explores similar antinociceptive mechanisms by both routes (oral or intraperitoneal). In preclinical in vitro toxicity tests, McLTP1 (20, 40, 80, 160, 320 µg/mL) did not display any alterations in cell viability or patterns of DNA damage in cultured human hepatocellular carcinoma (HepG2). Overall, knowledge of the antinociceptive mechanisms of McLTP1 opens the prospect of exploring this protein in other disease models, expanding its therapeutic actions, besides providing an unprecedented contribution to the use of LTPs group.A dor é uma condição crítica, especialmente em doenças crônicas, e novas abordagens terapêuticas têm sido exigidas. Dentre essas abordagens, as proteínas vegetais têm se destacado como moléculas promissoras com potencial para serem empregadas na saúde humana. Estudos anteriores mostraram que uma proteína transferidora de lipídios isolada de sementes de Morinda citrifolia L., denominada McLTP1 (9,4 kDa), apresenta atividade antinociceptiva em camundongos. Além disso, a proteína não foi capaz de induzir toxicidade em camundongos, mesmo após administração diária (28 dias) em testes realizados de acordo com as diretrizes da Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE). Este trabalho teve como objetivo investigar os mecanismos envolvidos na ação antinociceptiva de McLTP1 e estudar sua toxicidade pré-clínica in vitro. McLTP1 foi purificada a partir de sementes de noni conforme descrito anteriormente. Os mecanismos antinociceptivos da proteína foram estudados em diferentes modelos em camundongos após administração intraperitoneal ou oral (8 mg/kg). Todos os experimentos foram aprovados pelo CEUA-UFC (n° 65/2015). Neste estudo, a nocicepção induzida por estímulo térmico foi inibida por McLTP1 e antagonizado pela naloxona (2 mg/kg, i.p.), demonstrando efeito supraespinhal via sistema opioide. Além disso, o prétratamento com L-NAME (20 mg/kg) ou glibenclamida (2 mg/kg) no teste de contorções abdominais induzidas por ácido acético, reverteu parcialmente o efeito de McLTP1 (20,50%, i.p.; 33,33%, v.o. e 35,90%, i.p., 47,21% v.o., respectivamente), indicando a ativação da via NO/cGMP/K+ATP. McLTP1 também reverteu a resposta nociceptiva no teste de lambedura da pata induzida por glutamato (3,7 ng/pata) e capsaicina (1,6 µg/pata) (78,30%, i.p.; 67,19%, v.o. e 45,45%, i.p.; 30,90%, v.o., respectivamente), sugerindo envolvimento do sistema glutamatérgico e de receptores vaniloides. Adicionalmente, o efeito antinociceptivo de McLTP1 envolveu a modulação da inflamação, conforme evidenciado pela redução da hipernocicepção induzida por carragenina (300 µg/pata) ou PGE2 (0,1 nmol/pata). Os resultados também revelaram que a proteína explora mecanismos antinociceptivos semelhantes por ambas as vias de administração (oral ou intraperitoneal). Em testes pré-clínicos de toxicidade in vitro, McLTP1 (20, 40, 80, 160, 320 µg/mL) não apresentou alterações na viabilidade celular ou padrões de dano ao DNA em cultura de carcinoma hepatocelular humano (HepG2). Finalmente, o conhecimento dos mecanismos antinociceptivos de McLTP1 abre a perspectiva de explorar essa proteína em outros modelos de doença, ampliando suas ações terapêuticas, além de fornecer contribuição inédita para a utilização do grupo das LTPs.Oliveira, Hermógenes David deCosta, Andréa Santos2022-04-01T18:09:30Z2022-04-01T18:09:30Z2021info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfCOSTA, Andréa Santos. Mecanismos de ação do efeito antinociceptivo e avaliação da toxicidade in vitro de McLTP1, uma proteína isolada de sementes de Morinda citrifolia L. 2021. 122 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/64783porreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2024-03-18T10:52:24Zoai:repositorio.ufc.br:riufc/64783Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-09-11T18:18:17.152398Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false |
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