Avaliação do efeito insulinomimético da canferitrina e do canferol em células HepG2
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UNIFESP |
Texto Completo: | https://repositorio.unifesp.br/11600/65984 |
Resumo: | O Diabetes Mellitus tipo 2 (DM2) é um problema global de saúde pública, causado por deficiência na ação e/ou produção da insulina. No fígado, a insulina tem papel importante pelo fato de inibir a produção hepática de glicose e estimular o armazenamento desta na forma de glicogênio, contribuindo para a regulação da glicemia. Os flavonoides fazem parte do grupo de metabólitos secundários presentes em plantas vasculares, sendo utilizados para prevenção e tratamento de diversas doenças, incluindo o DM2. Uma espécie que possui estes compostos é a Bauhinia forficata. A canferitrina (CFT) e canferol (CFR) são flavonoides presentes nesta espécie vegetal que apresentam efeito insulinomimético, sendo promissores para o manejo do DM2. Diante disso, o objetivo deste projeto foi avaliar se estes compostos podem modular a via de sinalização da insulina e/ou o metabolismo de glicose. Para isso, foi avaliada a possibilidade de ancoramento do CFR e da CFT ao sítio de ligação do ATP na subunidade β do receptor de insulina (IR) através de "docking" molecular. Para o ensaio de viabilidade celular, as concentrações avaliadas foram de 0,1μM a 50μM para CFT e de 0,1μM a 100μM para o CFR, por 24h e 72h. Também foi avaliada a atividade enzimática da G6Pase e o grau de fosforilação do IR, AKT e ERK1/2, proteínas da via de sinalização da insulina. Como resultado, através dos estudos teóricos de "docking" molecular, foi verificado que a CFT apresentou 90% da frequência de pose semelhante, enquanto o CFR apresentou 99% da frequência de pose semelhante. Portanto, foi evidenciado a melhor pose de encaixe do CFR com a subunidade β do IR quando comparado com a CFT. Os resultados de viabilidade celular mostram que os dois compostos não são citotóxicos para células HepG2, nas concentrações e tempos avaliados. Para análise enzimática, não foi evidenciada modulação da G6Pase pela insulina (100nM), pelo CFR (10μM) e pela CFT (10μM), após 5 minutos da administração dos compostos. O grau de fosforilação do IR e da ERK1/2 não foi alterado após a administração do CFR ou da CFT isoladamente, e tão pouco após a administração concomitante de cada um dos compostos com a insulina, para avaliação de efeito sinérgico. Todavia, o CFR foi capaz de estimular a fosforilação da AKT quando administrado isoladamente. Em conjunto com a insulina, o CFR apresentou um efeito sinérgico no grau de fosforilação dessa proteína. Diante dos resultados apresentados, podemos concluir que CFR e CFT não modulam a atividade da G6Pase, enzima chave na via gliconeogênica, e não estimulam a fosforilação do IR e da ERK1/2. Todavia, o CFR é capaz de aumentar o grau de fosforilação da AKT, proteína chave na via de sinalização da insulina, independente da ativação do IR, apresentando, ainda, efeito sinérgico com este hormônio na ativação da AKT. O CFR e a CFT apresentam potencial efeito inibitório na fosforilação do IR, resultado obtido através do "docking" molecular. Entretanto, esse efeito não se concretiza quando são realizadas as avaliações in vitro. Diante disso, é possível avaliar o CFR como um composto promissor direcionado a ativação da AKT para efeitos no metabolismo energético, tão alterado em pessoas portadoras de DM. |
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Lima, Beatriz Santana [UNIFESP]http://lattes.cnpq.br/8443041130498609http://lattes.cnpq.br/0144465590218939http://lattes.cnpq.br/0444555512774012Caperuto, Luciana Chagas [UNIFESP]Rando, Daniela Gonçales Galasse [UNIFESP]2022-11-22T22:36:05Z2022-11-22T22:36:05Z2022-11-08https://repositorio.unifesp.br/11600/65984O Diabetes Mellitus tipo 2 (DM2) é um problema global de saúde pública, causado por deficiência na ação e/ou produção da insulina. No fígado, a insulina tem papel importante pelo fato de inibir a produção hepática de glicose e estimular o armazenamento desta na forma de glicogênio, contribuindo para a regulação da glicemia. Os flavonoides fazem parte do grupo de metabólitos secundários presentes em plantas vasculares, sendo utilizados para prevenção e tratamento de diversas doenças, incluindo o DM2. Uma espécie que possui estes compostos é a Bauhinia forficata. A canferitrina (CFT) e canferol (CFR) são flavonoides presentes nesta espécie vegetal que apresentam efeito insulinomimético, sendo promissores para o manejo do DM2. Diante disso, o objetivo deste projeto foi avaliar se estes compostos podem modular a via de sinalização da insulina e/ou o metabolismo de glicose. Para isso, foi avaliada a possibilidade de ancoramento do CFR e da CFT ao sítio de ligação do ATP na subunidade β do receptor de insulina (IR) através de "docking" molecular. Para o ensaio de viabilidade celular, as concentrações avaliadas foram de 0,1μM a 50μM para CFT e de 0,1μM a 100μM para o CFR, por 24h e 72h. Também foi avaliada a atividade enzimática da G6Pase e o grau de fosforilação do IR, AKT e ERK1/2, proteínas da via de sinalização da insulina. Como resultado, através dos estudos teóricos de "docking" molecular, foi verificado que a CFT apresentou 90% da frequência de pose semelhante, enquanto o CFR apresentou 99% da frequência de pose semelhante. Portanto, foi evidenciado a melhor pose de encaixe do CFR com a subunidade β do IR quando comparado com a CFT. Os resultados de viabilidade celular mostram que os dois compostos não são citotóxicos para células HepG2, nas concentrações e tempos avaliados. Para análise enzimática, não foi evidenciada modulação da G6Pase pela insulina (100nM), pelo CFR (10μM) e pela CFT (10μM), após 5 minutos da administração dos compostos. O grau de fosforilação do IR e da ERK1/2 não foi alterado após a administração do CFR ou da CFT isoladamente, e tão pouco após a administração concomitante de cada um dos compostos com a insulina, para avaliação de efeito sinérgico. Todavia, o CFR foi capaz de estimular a fosforilação da AKT quando administrado isoladamente. Em conjunto com a insulina, o CFR apresentou um efeito sinérgico no grau de fosforilação dessa proteína. Diante dos resultados apresentados, podemos concluir que CFR e CFT não modulam a atividade da G6Pase, enzima chave na via gliconeogênica, e não estimulam a fosforilação do IR e da ERK1/2. Todavia, o CFR é capaz de aumentar o grau de fosforilação da AKT, proteína chave na via de sinalização da insulina, independente da ativação do IR, apresentando, ainda, efeito sinérgico com este hormônio na ativação da AKT. O CFR e a CFT apresentam potencial efeito inibitório na fosforilação do IR, resultado obtido através do "docking" molecular. Entretanto, esse efeito não se concretiza quando são realizadas as avaliações in vitro. Diante disso, é possível avaliar o CFR como um composto promissor direcionado a ativação da AKT para efeitos no metabolismo energético, tão alterado em pessoas portadoras de DM.Type 2 Diabetes Mellitus (DM2) is a global public health caused by a deficiency in action and/or insulin production. In the liver, insulin plays a role regarding to inhibit the hepatic production of glucose and stimulates its storage in the form of glycogen, contributing to the regulation of blood glucose. Flavonoids are part of the group of secondary metabolites present in vascular plants, and they have been used to prevent and treat several diseases, including DM2. One species that has these compounds is Bauhinia forficata. Campheritrin (CFT) and kaempferol (CFR) are flavonoids present in this plant species that have an insulinomimetic effect, and they have been promising for DM2 management. Therefore, the objective was to evaluate whether these compounds can modulate the insulin signaling pathway and/or glucose metabolism. For this, we have evaluated the possibility of anchoring the CFR and CFT to the ATP binding site in the β subunit of the insulin receptor (IR) through molecular docking. The concentrations evaluated for the cell viability assay were 0.1μM to 50μMtoCFT, and 0.1μM to 100μMtoCFR, for 24h and 72h. Enzymatic activity of G6Pase and the degree of phosphorylation of IR, AKT and ERK1/2, proteins of the insulin signaling pathway, were also evaluated. As a result, through theoretical molecular docking studies, it was found that CFT presented 90% of the similar pose frequency, while the CFR presented 99% of the similar pose frequency. Therefore, the best fit pose of the CFR with the IR β subunit was evidenced when compared to the CFT. The cell viability results show that the two compounds are not cytotoxic to HepG2 cells, at the concentrations and times evaluated. For enzymatic analysis, there was no evidence of modulation of G6Pase by insulin (100nM), CFR (10μM) and CFT (10μM), after 5 minutes of administration of the compounds. The degree of phosphorylation of IR and ERK1/2 was not altered after the administration of CFR or CFT alone, nor after the concomitant administration of each of the compounds with insulin, to evaluate the synergistic effect. However, CFR was able to stimulate AKT phosphorylation when administered alone. In conjunction with insulin, CFR had a synergic effect on the degree of phosphorylation of this protein. In view of the results presented, we can conclude that CFR and CFT do not modulate the activity of G6Pase, a key enzyme in the gluconeogenic pathway, and do not stimulate the phosphorylation of IR and ERK1/2. However, CFR is able to increase the degree of phosphorylation of AKT, a key protein in the insulin signaling pathway, independent of IR activation, also presenting a synergistic effect with this hormone on AKT activation. CFR and CFT have a potential inhibitory effect on IR phosphorylation, a result obtained through molecular docking. However, this effect does not materialize when in vitro evaluations are performed. In view of this, it is possible to evaluate the CFR as a promising compound aimed at activating AKT for effects on energy metabolism, so altered in people with DM.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)74 f.porUniversidade Federal de São PauloDiabetes Mellitus Tipo 2Docking molecularFlavonoidesSinalização da insulinaTecido hepáticoType 2 diabetes MellitusFlavonoidsInsulin signalingLiverAvaliação do efeito insulinomimético da canferitrina e do canferol em células HepG2Evaluation of the insulinommimetic effect of kaempferitrin and kaempferol in HepG2 Cellsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIFESPinstname:Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)instacron:UNIFESPInstituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas (ICAQF)Biologia QuímicaBiologia Química de SistemasORIGINALDissertacao - Beatriz Santana Lima.pdfDissertacao - Beatriz Santana 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Avaliação do efeito insulinomimético da canferitrina e do canferol em células HepG2 Lima, Beatriz Santana [UNIFESP] Diabetes Mellitus Tipo 2 Docking molecular Flavonoides Sinalização da insulina Tecido hepático Type 2 diabetes Mellitus Flavonoids Insulin signaling Liver |
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O Diabetes Mellitus tipo 2 (DM2) é um problema global de saúde pública, causado por deficiência na ação e/ou produção da insulina. No fígado, a insulina tem papel importante pelo fato de inibir a produção hepática de glicose e estimular o armazenamento desta na forma de glicogênio, contribuindo para a regulação da glicemia. Os flavonoides fazem parte do grupo de metabólitos secundários presentes em plantas vasculares, sendo utilizados para prevenção e tratamento de diversas doenças, incluindo o DM2. Uma espécie que possui estes compostos é a Bauhinia forficata. A canferitrina (CFT) e canferol (CFR) são flavonoides presentes nesta espécie vegetal que apresentam efeito insulinomimético, sendo promissores para o manejo do DM2. Diante disso, o objetivo deste projeto foi avaliar se estes compostos podem modular a via de sinalização da insulina e/ou o metabolismo de glicose. Para isso, foi avaliada a possibilidade de ancoramento do CFR e da CFT ao sítio de ligação do ATP na subunidade β do receptor de insulina (IR) através de "docking" molecular. Para o ensaio de viabilidade celular, as concentrações avaliadas foram de 0,1μM a 50μM para CFT e de 0,1μM a 100μM para o CFR, por 24h e 72h. Também foi avaliada a atividade enzimática da G6Pase e o grau de fosforilação do IR, AKT e ERK1/2, proteínas da via de sinalização da insulina. Como resultado, através dos estudos teóricos de "docking" molecular, foi verificado que a CFT apresentou 90% da frequência de pose semelhante, enquanto o CFR apresentou 99% da frequência de pose semelhante. Portanto, foi evidenciado a melhor pose de encaixe do CFR com a subunidade β do IR quando comparado com a CFT. Os resultados de viabilidade celular mostram que os dois compostos não são citotóxicos para células HepG2, nas concentrações e tempos avaliados. Para análise enzimática, não foi evidenciada modulação da G6Pase pela insulina (100nM), pelo CFR (10μM) e pela CFT (10μM), após 5 minutos da administração dos compostos. O grau de fosforilação do IR e da ERK1/2 não foi alterado após a administração do CFR ou da CFT isoladamente, e tão pouco após a administração concomitante de cada um dos compostos com a insulina, para avaliação de efeito sinérgico. Todavia, o CFR foi capaz de estimular a fosforilação da AKT quando administrado isoladamente. Em conjunto com a insulina, o CFR apresentou um efeito sinérgico no grau de fosforilação dessa proteína. Diante dos resultados apresentados, podemos concluir que CFR e CFT não modulam a atividade da G6Pase, enzima chave na via gliconeogênica, e não estimulam a fosforilação do IR e da ERK1/2. Todavia, o CFR é capaz de aumentar o grau de fosforilação da AKT, proteína chave na via de sinalização da insulina, independente da ativação do IR, apresentando, ainda, efeito sinérgico com este hormônio na ativação da AKT. O CFR e a CFT apresentam potencial efeito inibitório na fosforilação do IR, resultado obtido através do "docking" molecular. Entretanto, esse efeito não se concretiza quando são realizadas as avaliações in vitro. Diante disso, é possível avaliar o CFR como um composto promissor direcionado a ativação da AKT para efeitos no metabolismo energético, tão alterado em pessoas portadoras de DM. |
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