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Título: Alga marinha vermelha Gracilaria cornea: novas perspectivas biotecnológicas e implicações neurofarmacológicas
Título em inglês: Red seaweed Gracilaria cornea: new biotechnological perspectives and neuropharmacological implications
Autor(es): Souza, Ricardo Basto
Orientador(es): Benevides, Norma Maria Barros
Palavras-chave: Gracilaria cornea
Álcool isoamílico
Atividade exploratória
Atividade neuroprotetora
Gracilaria cornea
Isoamyl alcohol
Exploratory activity
Alga vermelha
Data do documento: 2015
Citação: SOUZA, R. B. (2015)
Resumo: A alga marinha vermelha Gracilaria cornea apresenta-se como uma fonte natural ainda pouco explorada, com bioativos em potencial, como os polissacarídeos sulfatados. Seu polissacarídeo sulfatado, do tipo agarana (AS-Gc), possui sua estrutura caracterizada e atividade anti-inflamatória e anti-nociceptiva reportada na literatura. Entretanto, avaliações metodológicas no seu processo de extração, bem como novas atividades biológicas em potencial ainda são pouco reportadas na literatura. Deste modo, o presente estudo objetivou analisar um novo reagente para o isolamento de AS-Gc e, posteriormente, avaliar seus efeitos e possíveis mecanismos de ação em modelos de avaliação de atividades psicotrópicas e neuroprotetoras in vivo e in vitro. Inicialmente, realizou-se uma avaliação da metodologia de isolamento de polissacarídeos sulfatados isolados da alga G. cornea utilizando álcool isoamílico (AIA), em relação ao método clássico utilizando cloreto de 1-hexadecilpiridinio (CCP), considerando parâmetros qualitativos e quantitativos (análises de percentual de rendimento, de caracterização físico-química e estrutural) e de uma avaliação de atividade anticoagulante in vitro. Para análise de efeitos psicotrópicos de AS-Gc, avaliou-se a administração aguda de três doses (0,3; 3 ou 30 mg/Kg) e duas vias de administração (oral-v.o. ou subcutânea-s.c.) em camundongos. Em seguida, os animais foram submetidos a avaliação fisiológica e a ensaios neurocomportamentais, indicativo de nível de ação no sistema nervoso e relacionados a alterações locomotoras e de comportamentos associados de ansiedade, depressão e sedação. Para a investigação do potencial neuroprotetor, realizou-se o modelo de indução de doença de Parkinson em ratos com injeção intraestriatal da neurotoxina 6-hidroxidopamina (6-OHDA), seguido por única administração de AS-Gc (15, 30 ou 60 µg), via intraestriatal. Após 14 dias, os animais foram submetidos a análises locomotoras, neurocomportamentais e fisiológicas. Após eutanásia, áreas cerebrais (hipocampo, córtex pré-frontal e corpos estriados) foram dissecadas e utilizadas para análises neuroquímicas e transcricionais. Adicionalmente, avaliou-se o potencial antioxidante de AS-Gc em ensaios in vivo e in vitro. Os resultados sugerem que o método clássico, utilizando CCP, apresenta maior eficiência e qualidade para obtenção de AS-Gc, em relação ao uso de AIA. Entretanto, o método alternativo, utilizando AIA, demonstrou potenciais aplicações biotecnológicas para obtenção de outras moléculas de interesse comercial e científico. AS-Gc (30 mg/kg, v.o. e s.c.) apresentou uma segurança farmacológica e promoveu o aumento da atividade exploratória em camundongos. AS-Gc (60 µg, intraestrital) promoveu uma atividade neuroprotetora in vivo e in vitro, através de proteção mitocondrial, indução de glutationa reduzida, redução dos níveis de peroxidação lipídica e de nitrito, e modulação de vias transcricionais em corpo estriado de ratos, retornando atividades locomotoras e renais a condições normais. Desta forma, o presente estudo apresenta novas perspectivas biotecnológicas para obtenção de moléculas quimicamente diferentes de algas marinhas e sugere novas implicações neurofarmacológicas para o uso da agarana sulfatada de G. cornea. Adicionalmente, AS-Gc apresenta potencial terapêutico contra desordens neurodegenerativas.
Abstract: The red seaweed Gracilaria cornea is presented as a natural source still little explored, with potential bioactive, such as sulfated polysaccharides. Its sulfated polysaccharide, agaran-type (AS-Gc), wherein its structure and has anti-inflammatory and anti-nociceptive activity reported in the literature. However, methodological evaluations in their extraction process as well as new potential biological activities are still little reported in the literature. Thus, this study aimed to analyze a new reagent for isolation of AS-Gc and then evaluate its effects and possible mechanisms of action on valuation models psychotropic activity and neuroprotective in vivo and in vitro. Initially, we evaluated the method for isolating sulfated polysaccharides from algae G. cornea using isoamyl alcohol (IAA), in relation to the classical method using 1-hexadecylpyridinium chloride (CPC), considering qualitative and quantitative parameters (percentage yield analysis, physical-chemical and structural characterization) and evaluation of anticoagulant activity in vitro. For analysis of psychotropic effects of AS-Gc, we evaluated the acute administration of three doses (0.3, 3 or 30 mg / kg) and two routes of administration (per os-p.o. or subcutaneous-s.c.) in mice. Then, animals were assessed in physiological and neurobehavioural tests indicative of action level on nervous system and locomotive disorders and behaviors associated with anxiety, depression and sedation. To investigate the potential neuroprotective, we carried out the Parkinson's disease model in rats induced by intrastriatal injection of the neurotoxin 6-hydroxydopamine (6-OHDA), followed by a single dose of ASGC (15, 30 or 60 μg) via intrastriatal. After 14 days, locomotives, neurobehavioral and physiological analyzes were performed. After euthanasia, brain areas (hippocampus, the prefrontal cortex and striatum) were dissected and used to neurochemical and transcriptional analyzes. Additionally, we evaluated the antioxidant potential of AS-Gc in in vivo and in vitro. The results suggest that the classical method using CCP has greater efficiency and quality to obtain a AS-Gc, in relation to the use of AIA. However, the alternative method, using AIA showed potential biotechnological applications to obtain other molecules of commercial and scientific interest. AS-Gc (30 mg / kg, p.o. and s.c.) presented a safety pharmacology and promoted increased exploratory activity in mice. AS-Gc (60 μg, intraestrital) promoted a neuroprotective activity in vivo and in vitro through mitochondrial protection, reduced glutathione induction, lipid peroxidation and nitrite levels reduction, and modulation of transcriptional pathways in the striatum of rats and returning locomotive and renal activities to normal conditions. Thus, this study show new perspectives for biotechnological obtaining chemically different molecules seaweed and suggests new neuropharmacological implications for the use of sulfated agaran from G. cornea. Furthermore, the AS-Gc present therapeutic potential against neurodegenerative disorders.
Descrição: SOUZA, Ricardo Basto. Alga marinha vermelha Gracilaria cornea: novas perspectivas biotecnológicas e implicações neurofarmacológicas. 2015. 264 f. Tese (Doutorado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, 2015.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/19443
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