Avaliação dos parâmetros toxicológicos e comportamentais do Zebrafish exposto à Rotenona como modelo animal da doença de Parkinson-Like e desenvolvimento de alternativa nanotecnológica para terapêutica
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Tese |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/48394 |
Resumo: | A indução de sintomas semelhantes aos da Doença de Parkinson (DP-like) em diferentes estágios de vida do zebrafish por exposição à rotenona foi analisada e o desenvolvimento de produtos tecnológicos para o tratamento da DP foi proposto. Para a avaliação dos parâmetros comportamentais e da atividade locomotora de zebrafish adultos expostos à rotenona, foi desenvolvido um dispositivo para captação de imagens com suportes para câmeras de vídeo. O desenvolvimento deste dispositivo resultou em uma patente de invenção, um desenho industrial e permitiu a realização dos testes comportamentais. Após previa aprovação pela CEUA-UFRPE, foram realizados testes em zebrafish adultos e em estágios iniciais. Com intuito de induzir sintomas DP-like em adultos de zebrafish, os peixes foram expostos a 2 e 5 μg/L de rotenona por 28 dias e sintomas motores e não motores DP-like foram avaliados. As concentrações utilizadas em zebrafish foram capazes de produzir efeitos negativos semelhantes aos sintomas motores da DP, porém não foram observadas alterações comportamentais como sintoma não motor da DP. Zebrafish em estágios iniciais de vida expostos a 5, 10, 15 e 20 μg/L de rotenona foram avaliados em parâmetros toxicológicos. Além disso, testes comportamentais foram realizados nas larvas com 144 horas pós-fertilização (hpf), para avaliar os sintomas não motores da DP, relacionados com ansiedade, resposta à estímulos físicos, acuidade visual e capacidade motora. Os resultados demonstraram o potencial de 10 e 15 μg/L de rotenona causar efeitos tóxicos avaliáveis e úteis nas triagens de fármacos, como atraso no desenvolvimento embrionário, defeitos teratogênicos, redução de tamanho e mortalidade. A rotenona também provocou mudança em padrões de ansiedade e ausência de resposta à estímulos físicos, que corrobora o zebrafish como um modelo animal DP-like adequado para estudos de triagem e terapêutica de novos fármacos para DP. Posteriormente, o potencial terapêutico da levodopa (LD) e do óleo essencial (OE) de Piper nigrum nos mesmos parâmetros toxicológicos e comportamentais de zebrafish DP-like expostos à concentração de rotenona determinada no teste anterior foi avaliado. Foi observado que o tratamento do zebrafish DP-like com LD resultou na proteção parcial contra a toxicidade da rotenona, enquanto o tratamento com OE forneceu proteção contra déficits motores e visuais. Como alternativa nanotecnológica para o tratamento da DP, foram propostas diferentes formulações de nanoemulsões óleo/água, contendo LD associada ao OE de P. nigrum. O desenvolvimento desta nanoemulsão resultou em uma patente de processo que produziu vesículas estáveis, compostas pelo OE, um surfactante, LD e tampão fosfato com pH neutro, de tamanho médio de 154,80 ± 3,40 nm, 0,322 de índice de polidispersão e potencial zeta de -33,8 mV. Diante dos resultados obtidos, consideramos que o zebrafish exposto à rotenona é um modelo animal viável para realização de estudos de triagem e de terapêutica de novos fármacos para a DP. Adicionalmente, a utilização do OE de P. nigrum e sua formulação de nanoemulsão associada com LD pode ser uma alternativa para reduzir os sintomas da DP, porém ainda é necessário a realização de estudos adicionais para entender os efeitos da nanoemulsão em testes in vivo. |
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ANDRADE, André Lucas Corrêa dehttp://lattes.cnpq.br/2579839774550065http://lattes.cnpq.br/0655014992762819CADENA, Pabyton Gonçalves2022-12-23T12:22:43Z2022-12-23T12:22:43Z2022-08-04ANDRADE, André Lucas Corrêa. Avaliação dos parâmetros toxicológicos e comportamentais do Zebrafish exposto à Rotenona como modelo animal da doença de Parkinson-Like e desenvolvimento de alternativa nanotecnológica para terapêutica. 2022. Tese (Doutorado em Biologia Aplicada à Saúde) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2022.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/48394A indução de sintomas semelhantes aos da Doença de Parkinson (DP-like) em diferentes estágios de vida do zebrafish por exposição à rotenona foi analisada e o desenvolvimento de produtos tecnológicos para o tratamento da DP foi proposto. Para a avaliação dos parâmetros comportamentais e da atividade locomotora de zebrafish adultos expostos à rotenona, foi desenvolvido um dispositivo para captação de imagens com suportes para câmeras de vídeo. O desenvolvimento deste dispositivo resultou em uma patente de invenção, um desenho industrial e permitiu a realização dos testes comportamentais. Após previa aprovação pela CEUA-UFRPE, foram realizados testes em zebrafish adultos e em estágios iniciais. Com intuito de induzir sintomas DP-like em adultos de zebrafish, os peixes foram expostos a 2 e 5 μg/L de rotenona por 28 dias e sintomas motores e não motores DP-like foram avaliados. As concentrações utilizadas em zebrafish foram capazes de produzir efeitos negativos semelhantes aos sintomas motores da DP, porém não foram observadas alterações comportamentais como sintoma não motor da DP. Zebrafish em estágios iniciais de vida expostos a 5, 10, 15 e 20 μg/L de rotenona foram avaliados em parâmetros toxicológicos. Além disso, testes comportamentais foram realizados nas larvas com 144 horas pós-fertilização (hpf), para avaliar os sintomas não motores da DP, relacionados com ansiedade, resposta à estímulos físicos, acuidade visual e capacidade motora. Os resultados demonstraram o potencial de 10 e 15 μg/L de rotenona causar efeitos tóxicos avaliáveis e úteis nas triagens de fármacos, como atraso no desenvolvimento embrionário, defeitos teratogênicos, redução de tamanho e mortalidade. A rotenona também provocou mudança em padrões de ansiedade e ausência de resposta à estímulos físicos, que corrobora o zebrafish como um modelo animal DP-like adequado para estudos de triagem e terapêutica de novos fármacos para DP. Posteriormente, o potencial terapêutico da levodopa (LD) e do óleo essencial (OE) de Piper nigrum nos mesmos parâmetros toxicológicos e comportamentais de zebrafish DP-like expostos à concentração de rotenona determinada no teste anterior foi avaliado. Foi observado que o tratamento do zebrafish DP-like com LD resultou na proteção parcial contra a toxicidade da rotenona, enquanto o tratamento com OE forneceu proteção contra déficits motores e visuais. Como alternativa nanotecnológica para o tratamento da DP, foram propostas diferentes formulações de nanoemulsões óleo/água, contendo LD associada ao OE de P. nigrum. O desenvolvimento desta nanoemulsão resultou em uma patente de processo que produziu vesículas estáveis, compostas pelo OE, um surfactante, LD e tampão fosfato com pH neutro, de tamanho médio de 154,80 ± 3,40 nm, 0,322 de índice de polidispersão e potencial zeta de -33,8 mV. Diante dos resultados obtidos, consideramos que o zebrafish exposto à rotenona é um modelo animal viável para realização de estudos de triagem e de terapêutica de novos fármacos para a DP. Adicionalmente, a utilização do OE de P. nigrum e sua formulação de nanoemulsão associada com LD pode ser uma alternativa para reduzir os sintomas da DP, porém ainda é necessário a realização de estudos adicionais para entender os efeitos da nanoemulsão em testes in vivo.CAPESThe induction of symptoms similar to Parkinson’s disease (PD-like) in different stages of zebrafish life by rotenone exposure was analyzed and the development of technological products for the treatment of PD was proposed. For the evaluation of behavioral parameters and locomotor activity of adult zebrafish exposed to rotenone, a device was developed to capture images with supports for video cameras. The development of this device resulted in an invention patent, an industrial design and allowed the conduct of behavioral tests. After previous approval by CEUA-UFRPE, tests were performed on adult and in early stages zebrafish. In order to induce PD-like symptoms in adults of zebrafish, fish were exposed to 2 and 5 μg/L of rotenone for 28 days and motor and non-motor symptoms of PD-like were evaluated. The concentrations used in zebrafish were able to produce negative effects similar to the motor symptoms of PD, but no behavioral changes were observed as a non-motor symptom of PD. Zebrafish in early stages of life exposed to 5, 10, 15 and 20 μg/L of rotenone were evaluated in toxicological parameters. In addition, behavioral tests were performed on larvae with 144 hours post-fertilization (hpf), to evaluate the non-motor symptoms of PD, related to anxiety, response to physical stimuli, visual acuity and motor capacity. The results demonstrated the potential of 10 and 15 μg/L of rotenone to cause evaluable and useful toxic effects in drug screening, such as delay in embryonic development, teratogenic defects, size reduction and mortality. Rotenone also caused changes in anxiety patterns and absence of response to physical stimuli, which corroborates zebrafish as a suitable PD-like animal model for screening and therapeutic studies of new drugs for PD. Subsequently, the therapeutic potential of levodopa (LD) and Piper nigrum essential oil (EO) in the same toxicological and behavioral parameters of zebrafish PD-like exposed to rotenone concentration determined in the previous test was evaluated. It was observed that the treatment of zebrafish PD-like with LD resulted in partial protection against rotenone toxicity, while the treatment with OE provided protection against motor and visual deficits. As a nanotechnological alternative for the treatment of PD, different formulations of oil/water nanoemulsions containing LD associated with P. nigrum EO were proposed. The development of this nanoemulsion resulted in a process patent that produced stable vesicles, composed by EO, a surfactant, LD and phosphate buffer with neutral pH, average size of 154.80 3.40 nm, 0.322 polydispersity index and zeta potential of -33.8 mV. Given the results obtained, we consider that the zebrafish exposed to rotenone is a viable animal model for conducting screening studies and therapy of new drugs for PD. Additionally, the use of P. nigrum EO and its formulation of nanoemulsion associated with LD may be an alternative to reduce the symptoms of PD, but further studies are still necessary to understand the effects of nanoemulsion in vivo tests.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Biologia Aplicada a SaudeUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessDoença de ParkinsonNanotecnologiaComportamento AnimalAvaliação dos parâmetros toxicológicos e comportamentais do Zebrafish exposto à Rotenona como modelo animal da doença de Parkinson-Like e desenvolvimento de alternativa nanotecnológica para terapêuticainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALTESE André Lucas Corrêa de Andrade.pdfTESE André Lucas Corrêa de Andrade.pdfapplication/pdf2781141https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/48394/1/TESE%20Andr%c3%a9%20Lucas%20Corr%c3%aaa%20de%20Andrade.pdf4a80717cf71cb523b2c132319dac4a19MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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