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Title in Portuguese: Lectina da alga Caulerpa cupressoides: Caracterização parcial, eficácia e possíveis mecanismos envolvidos na hipernocicepcão inflamatória da articulacão temporomandibular de ratos
Title: Lectin of algae Caulerpa cupressoides: Partial characterization, effectiveness and possible mechanisms involved in the inflammatory hipernociception of temporomandibular articulation of rats
Author: Rivanor, Renata Line da Conceição
Advisor(s): Benevides, Norma Maria Barros
Co-advisor(s): Chaves, Hellíada Vasconcelos
Keywords: Biomoléculas
Nocicepção
Inflamação
Issue Date: 2017
Citation: RIVANOR, R. L. C. (2017)
Abstract in Portuguese: As algas marinhas são fontes de lectinas, proteínas que se ligam especificamente e de forma reversível a mono ou oligossacarídeos, o que faz das lectinas ferramentas valiosas em muitos processos farmacológicos e biotecnológicos, incluindo o controle da dor e inflamação. As disfunções temporomandibulares (DTM), por sua vez, são a segunda maior causa de dor orofacial, comumente associada à dor crônica. Assim, o objetivo deste trabalho foi caracterizar parcialmente a estrutura da lectina da alga marinha verde Caulerpa cupressoides (LCc), investigando sua eficácia e possíveis mecanismos na hipernocicepção inflamatória da articulação temporomandibular de ratos. LCc foi, então, extraída com tampão Tris-HCl 25 mM, pH 7,5 e isolada por cromatografia de troca iônica em coluna de DEAE-celulose. Posteriormente, foi caracterizada por espectroscopia de dicroísmo circular (DC). Para avaliação da hipernocicepção inflamatória, ratos Wistar machos receberam LCc ou salina estéril, 30 min antes da injeção intra-articular da Formalina (1,5%/50 uL), Serotonina (5-HT) (225 ug/50 uL), Capsaicina (1,5%/20 L) ou Carragenana (100 μg/25 L + 5-HT 75 μg/25 L) na ATM esquerda. Grupos controles receberam salina estéril (50 µL; i.art.), indometacina (5 mg/kg; s.c) ou morfina (5 mg/kg, s.c.). O comportamento nociceptivo foi avaliado por 45min, para a Formalina, e por 30min, para 5-HT, Capsaicina e Carregenana + 5-HT. Os tecidos periarticulares foram removidos para determinação dos níveis de citocinas (TNF-α e IL-1β) por ELISA, de proteínas ICAM-1, CD55 e COX-2 por Western Blotting e a permeabilidade vascular. Para investigar o mecanismo de ação, os animais foram pré-tratados com os antagonistas seletivos dos receptores canabinoides AM281 ou AM630 (3 mg/kg; i.p.), naloxona (antagonista dos receptores opioides, 15 μg/10 μL), aminoguanidina, ODQ, KT5823, glibenclamida e ZnPP-IX (antagonistas das vias NO/GMPc/PKG/K+ATP e HO-1), antes da administração de LCc (10 mg/kg). O comprometimento da atividade motora foi avaliado pelo teste rota rod. Como resultados, a análise por DC revelou que a LCc é composta, predominantemente, por folhas-β. O pré-tratamento com LCc (0,1; 1 ou 10 mg/kg) promoveu a redução (p<0,05) da hipernocicepção inflamatória induzida por Formalina em 63,5; 82 e 90%, respectivamente. Reduziu o extravasamento plasmático, os níveis TNF-α, IL-1β, ICAM-1 e COX-2 no tecido periarticular quando comparado ao grupo Formalina (p <0,05). LCc (10 mg/kg) foi capaz reduzir (p<0,05) o comportamento nociceptivo induzido Capsaicina, sugerindo que LCc tem um efeito direto nas fibras C-nociceptivas. LCc também reduziu (p<0,05) a hipernocicepção inflamatória induzida por Carragenana e 5-HT, confirmando o seu efeito anti-inflamatório. Além disso, os efeitos de LCc não dependem do sistema canabinoide e opioide, da via da HO-1 e NO/GMPc/PKG/K+ATP. Ademais, a LCc não alterou a coordenação motora dos animais no teste de rota rod. Portanto, LCc apresentou efeito antinociceptivo e anti-inflamatório sobre a hipernocicepção inflamatória na ATM, reduzindo a produção de citocinas primárias (TNF-α e IL-1β), molécula de adesão ICAM-1 e COX-2.
Abstract: Marine algae are sources of lectins, proteins that bind specifically and reversibly to mono- or oligosaccharides, making lectins valuable tools in many pharmacological and biotechnological processes, including pain control and inflammation. Temporomandibular disorders (TMD), in turn, are the second major cause of orofacial pain, commonly associated with chronic pain. Thus, the aim of this study was to partially characterize the lectin structure of the green seaweed Caulerpa cupressoides (CcL), investigating its efficacy and possible mechanisms in the inflammatory hypernociception of the temporomandibular joint of rats. The CcL was, then, isolated by extraction with Tris-HCl buffer 25 mM (pH 7.5), and isolated by ion exchange chromatography on DEAE-cellulose column. Subsequently, was characterized by circular dichroism (CD) spectroscopy. For the evaluation of inflammatory hypernociception, male Wistar rats received CcL or sterile saline, 30min before the intra-articular (i.art.) injection of Formalin (1.5%/50 uL), Serotonin (5-HT) (225 ug/50 uL), Capsaicin (1.5%/ 20 uL) or Carrageenan (100 μg/25 uL + 5-HT 75 μg/25 uL) into the left TMJ. Control groups received saline (50 μL; i.art.), indomethacin (5 mg/kg, s.c.) or morphine (5 mg/kg, s.c.). Nociceptive behavior was quantified for 45min, for the formalin group, and for 30min for 5-HT, Capsaicin and Carregenana + 5-HT groups. The periarticular tissue was excised to determining cytokine levels (TNF-α and IL-1β) by ELISA, protein determination of ICAM-1, CD55 and COX-2 by Western Blotting and the vascular permeability.To investigate the mechanism of action, the animals were pretreated with selective cannabinoid receptor antagonists AM281 or AM630 (3 mg/kg; ip), naloxone (opioid receptor antagonist, 15 μg/10 μL), aminoguanidine, ODQ, KT5823, glibenclamide and ZnPP-IX (NO/ GMPc/PKG/K+ATP and HO-1 pathways antagonists) prior to administration of CcL (10 mg/kg). The rotarod test evaluated the animal motor impairment. As result, the CD analysis revealed that the CcL is composed, predominantly, by β-sheet. Pretreatment with CcL (0. 1; 1 or 10 mg/kg) promoted a reduction (p<0.05) of inflammatory hypernociception induced by formalin in 63.5; 82 and 90%. CcL reduced (p<0.05) the plasma extravasation, levels TNF-α, IL-1β, ICAM-1 and COX-2 in the periarticular tissue when compared to the formalin group (p<0.05). CcL (10 mg / kg) was able to reduce (p<0.05) nociceptive behavior induced Capsaicin, suggesting that CcL has a direct effect on C-nociceptive fibers. CcL also reduced (p<0.05) the inflammatory hypernociception induced by Carrageenan and 5-HT, confirming its anti-inflammatory effect. In addition, the effects of CcL do not depend on the cannabinoid and opioid system, the HO-1 and NO/cGMP/PKG/K+ATP pathway. In addition, the CcL did not alter the motor coordination of the animals in the rotarod test. Therefore, CcL presented antinociceptive and anti-inflammatory effects on inflammatory hypernociception in TMJ, reducing the production of primary cytokines (TNF-α and IL-1β), adhesion molecule ICAM-1 and COX-2.
Description: RIVANOR, Renata Line da Conceição. Lectina da alga Caulerpa cupressoides: Caracterização parcial, eficácia e possíveis mecanismos envolvidos na hipernocicepcão inflamatória da articulacão temporomandibular de ratos. 2017. 119 f.Tese (Doutorado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/30673
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