doctoralThesis
Extratos e fases de partição de coccoloba alnifolia: potencial antioxidante, imunomodulador e cicatrizante in vitro
Extracts and fractions of Coccoloba alnifolia: antioxidant, immunomodulation and healing potential in vitro
Registro en:
MELO, Luciana Fentanes Moura de. Extratos e fases de partição de coccoloba alnifolia: potencial antioxidante, imunomodulador e cicatrizante in vitro. Orientador: Katia Castanho Scortecci. 2023. 75f. Tese (Doutorado em Bioquímica e Biologia Molecular) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.
Autor
Melo, Luciana Fentanes Moura de
Resumen
Oxidative stress is an imbalance between the production of reactive species and
antioxidants. The accumulation of reactive species can result in damage to
tissues and organs, and it can induce various physiological changes that
compromise cellular homeostasis. This imbalance can be associated with
diseases such as cardiac, neurological, and cancer. It has been observed that
plants' phenolic compounds can scavenge and neutralize the excess of free
radicals. C. alnifolia, the plant that is the focus of our research, is a tree from the
Atlantic Forest and is known to have few ethnobotanical studies. Previous studies
by our group have shown that extracts obtained from the leaves of this plant have
antioxidant potential. Thus, in this work, the aim was to evaluate the antioxidant
and immunomodulatory potential of the ethanolic extract (EE), aqueous extract
(AE), and two fractions obtained from the aqueous extract – the ethyl acetate
(AF) and butanolic (BF). These two fractions were chosen based on the profile
obtained after analysis in high-performance liquid chromatography coupled to a
diode detector (HPLC-DAD). In addition, these fractions were characterized here
for their antioxidant potential by using in vitro assays. It was observed that both
have antioxidant potential. The FB, however, displayed higher antioxidant
potential compared to the FA. Within the antioxidant activity, the results obtained
pointed out the chelation of copper, which had not been observed previously in
the crude extract (EA). From these results, the immunomodulatory potential was
evaluated through assays with the RAW 267.4 cell. First, it was verified that both
the extracts and the two fractions were not cytotoxic. Then, considering the
complexity of the inflammatory process, the effect of EE and EA on the production
of ROS after treatment with lipopolysaccharide (LPS) was analyzed. For this,
three concentrations of extracts were used (100, 250, and 500 µg/mL). Both
extracts were found to be able to reduce ROS production when compared to the
positive control (treated with LPS). Furthermore, the ROS reduction achieved with
EE was similar to the negative control (without LPS treatment). Next, the ability
of the extracts and fractions to inhibit nitric oxide production was verified. Both
the extracts and the fractions were able to inhibit the production and release of
NO at the three concentrations tested, in a dose-dependent manner, with a
reduction of more than 50%. Moreover, the phagocytic activity was evaluated
only for EE and AE. This analysis was done only at a concentration of 500 μg/mL,
and a reduction in phagocytosis of 30% for EE and 50% for EA was observed.
Considering that cytokines are important mediators for the immune and
inflammatory response, they were evaluated using two methods such as the
measurement of cytokines by flow cytometry, where there was observed an
increase in IL-17, and by qRT-PCR, where there was a reduction in iNOS and IL -10 mRNA in the treatment with EE. Based on these results, the potential of
extracts and fractions in cell migration was also evaluated using the NHI/3T3 cell
line (fibroblasts) in cultures submitted to the wound assay. The results obtained
showed that both extracts and fractions in 24 h promoted cell migration, with 60%
wound closure for the extracts, and 75% for the FB fraction, while the control (no
extract) migration percentage was around 40%. Therefore, the data presented
here show that the EE and EA and the FA and FB fractions of C. alnifolia have
antioxidant and immunomodulatory potential, as well as the ability to induce cell
migration involved in the in vitro wound healing process. Besides, it was
evidenced in this study important properties of extracts and fractions that have
the potential to act on the dynamics of the inflammatory process and tissue
damage. Consequently, both extracts and fractions have potential applications
for health biotechnology. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq O estresse oxidativo é um desequilíbrio entre a produção das espécies reativas
e os antioxidantes. O acúmulo de espécies reativas no organismo pode resultar
em danos aos tecidos e órgãos, potencialmente induzindo a uma variedade de
alterações fisiológicas que comprometem a homeostase e podem ser
associadas a doenças cardíacas, neurológicas e câncer, por exemplo. Tem sido
observado que compostos fenólicos derivados de plantas apresentam a
capacidade de sequestrar, neutralizar e prevenir os radicais livres. A espécie C.
alnifolia, uma árvore da mata atlântica, apresenta poucos estudos etnobotânicos.
Estudos anteriores do grupo mostraram que os extratos obtidos de suas folhas
apresentaram um potencial antioxidante. Assim, neste trabalho, o objetivo foi
avaliar o potencial antioxidante, imunomodulatório e cicatrizante dos extratos
etanólico (EE) e aquoso (EA) e de duas fases de partição obtidas a partir do
extrato aquoso, fases de partição do acetato de etila (FA) e butanólica (FB).
Estas duas fases de partição foram escolhidas a partir do perfil obtido após a
análise em cromatografia líquida de alta eficiência, acoplada ao detector de diodo
(CLAE-DAD). Estas duas fases de partição foram caracterizadas por meio de
ensaios in vitro quanto ao potencial antioxidante. Foi observado que ambas o
possuem, entretanto, a FB, apresentou maior potencial antioxidante em relação
à FA. Entre os resultados da atividade antioxidante obtidos, o que mais chamou
a atenção foi a quelação de cobre, que não havia sido observada anteriormente
no extrato bruto (EA). A partir destes resultados, foi avaliado o potencial
imunomodulatório por meio de ensaios com a célula RAW 267.4. Primeiramente,
foi verificado que tanto os extratos quanto as duas fases de partição não foram
citotóxicas. Em seguida, considerando a complexidade do processo inflamatório,
foi analisado então o efeito de EE e de EA na produção de ROS após o
tratamento com lipopolissacarídeo (LPS). Para isso, foram utilizadas três
concentrações de extratos (100, 250 e 500 µg/mL). Verificou-se que ambos os
extratos foram capazes de reduzir a produção de ROS quando comparados ao
controle positivo (tratado com LPS). Além disso, a redução de ROS obtida com
o EE foi semelhante ao controle negativo (sem o tratamento com LPS).
Posteriormente, foi verificada a capacidade dos extratos e das fases de partição
em inibir a produção de óxido nítrico (NO). Tanto os extratos como as fases de
partição foram capazes de inibir a produção e a liberação de NO nas três
concentrações testadas, de forma dose-dependente, com redução maior que
50%. Ainda em relação aos extratos, foi avaliada a atividade fagocítica, uma vez
que essa é importante para a avaliação da atividade imunomoduladora. Essa
análise foi realizada apenas com a concentração de 500 μg/mL, e verificou-se
uma redução de 30% para EE e de 50% para EA. Considerando que as citocinas são importantes mediadores para a resposta imune e inflamatória, estas foram avaliadas utilizando duas metodologias, como a medição de citocinas por citometria de fluxo, em que houve aumento de IL-17 e por qRT-PCR, em que
houve redução de iNOS e de IL-10, pelo EE. Com base nesses resultados, foi
avaliado também o potencial dos extratos e das fases de partição na migração
celular utilizando a linhagem celular NHI/3T3 (fibroblastos) em culturas
submetidas ao ensaio da ferida. Os resultados obtidos mostraram que ambos os
extratos e fases de partição, em 24 h, promoveram uma migração celular, tendo
um fechamento em torno de 60% da ferida para os extratos, e em 75% para a
fase de partição FB, enquanto no controle (sem extrato), a porcentagem de
migração celular foi em torno de 40%. Desse modo, os dados aqui apresentados
demonstraram que os EE e EA e as fases de partição FA e FB de C. alnifolia,
possuem potencial antioxidante, imunomodulador, assim como apresentam a
capacidade de induzir a migração celular envolvida no processo de cicatrização
de feridas in vitro, propriedades importantes para extratos e fases de partição
com potencial para atuar na dinâmica do processo inflamatório e de recuperação
de dano tecidual. Com isso, conclui-se que tanto os extratos quanto as fases de
partição possuem potenciais aplicações futuras para biotecnologia em saúde.