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- Unravelling the anti-Inflammatory and antioxidant potential of the marine sponge Cliona celata from the Portuguese coastlinePublication . Gaspar, Helena; Silva, Joana; Alves, Celso; Martins, Alice; Teodoro, Fernando; Susano, Patrícia; Pinteus, Susete; Pedrosa, Rui; Alves, JoanaInflammation is a double-edged sword, as it can have both protective effects and harmful consequences, which, combined with oxidative stress (OS), can lead to the development of deathly chronic inflammatory conditions. Over the years, research has evidenced the potential of marine sponges as a source of effective anti-inflammatory therapeutic agents. Within this framework, the purpose of this study was to evaluate the antioxidant and the anti-inflammatory potential of the marine sponge Cliona celata. For this purpose, their organic extracts (C1–C5) and fractions were evaluated concerning their radical scavenging activity through 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical (DPPH), ferric reducing antioxidant power (FRAP), oxygen radical absorbance capacity (ORAC), and anti-inflammatory activity through a (lipopolysaccharides (LPS)-induced inflammation on RAW 264.7 cells) model. Compounds present in the two most active fractions (F5 and F13) of C4 were tentatively identified by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS). Even though samples displayed low antioxidant activity, they presented a high anti-inflammatory capacity in the studied cellular inflammatory model when compared to the anti-inflammatory standard, dexamethasone. GC-MS analysis led to the identification of n-hexadecanoic acid, cis-9-hexadecenal, and 13-octadecenal in fraction F5, while two major compounds, octadecanoic acid and cholesterol, were identified in fraction F13. The developed studies demonstrated the high anti-inflammatory activity of the marine sponge C. celata extracts and fractions, highlighting its potential for further therapeutic applications.
- Marine endophytic fungi associated with Halopteris scoparia (Linnaeus) Sauvageau as producers of bioactive secondary metabolites with potential dermocosmetic applicationPublication . Calado, Maria da Luz; Silva, Joana; Alves, Celso; Susano, Patrícia; Santos, Débora; Alves, Joana; Martins, Alice; Gaspar, Helena; Pedrosa, Rui; Campos, Maria JorgeMarine fungi and, particularly, endophytic species have been recognised as one of the most prolific sources of structurally new and diverse bioactive secondary metabolites with multiple biotechnological applications. Despite the increasing number of bioprospecting studies, very few have already evaluated the cosmeceutical potential of marine fungal compounds. Thus, this study focused on a frequent seaweed in the Portuguese coast, Halopteris scoparia, to identify the endophytic marine fungi associated with this host, and assess their ability to biosynthesise secondary metabolites with antioxidative, enzymatic inhibitory (hyaluronidase, collagenase, elastase and tyrosinase), anti-inflammatory, photoprotective, and antimicrobial (Cutibacterium acnes, Staphylococcus epidermidis and Malassezia furfur) activities. The results revealed eight fungal taxa included in the Ascomycota, and in the most representative taxonomic classes in marine ecosystems (Eurotiomycetes, Sordariomycetes and Dothideomycetes). These fungi were reported for the first time in Portugal and in association with H. scoparia, as far as it is known. The screening analyses showed that most of these endophytic fungi were producers of compounds with relevant biological activities, though those biosynthesised by Penicillium sect. Exilicaulis and Aspergillus chevalieri proved to be the most promising ones for being further exploited by dermocosmetic industry. The chemical analysis of the crude extract from an isolate of A. chevalieri revealed the presence of two bioactive compounds, echinulin and neoechinulin A, which might explain the high antioxidant and UV photoprotective capacities exhibited by the extract. These noteworthy results emphasised the importance of screening the secondary metabolites produced by these marine endophytic fungal strains for other potential bioactivities, and the relevance of investing more efforts in understanding the ecology of halo/osmotolerant fungi.
- Evaluation of the antioxidant and anti-inflammatory potential of the marine sponge Cliona celata and assessment of its chemical profilePublication . Rosa, Joana Alves Branco; Pedrosa, Rui Filipe Pinto; Gaspar, Helena; Alves, Celso Miguel da MaiaA inflamação é um mecanismo antagónico, que tanto pode ter efeitos protetores como consequências devastadoras no organismo que, combinadas com stress oxidativo (OS), podem levar ao desenvolvimento de condições inflamatórias crónicas mortais. Ao longo dos anos, diversos trabalhos de investigação têm demonstrado o potencial dos produtos naturais marinhos (MNP), como agentes anti-inflamatórios. Dentro dos organismos marinhos, as esponjas destacam-se como um dos organismos com maior potencial de produção de compostos bioativos. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar o potencial antioxidante e anti-inflamatório da esponja marinha Cliona celata, e analisar o seu perfil químico. A atividade antioxidante dos extratos brutos de C. celata foi avaliada através de três ensaios complementares: capacidade de redução do radical 2,2-difenil-2-picrilhidrazil (DPPH), capacidade de redução do ião ferro3+ (FRAP) e capacidade de absorção dos radicais de oxigénio (ORAC). O efeito destes extratos na viabilidade das células RAW 264.7 foi também estudado. Simultaneamente, foi desenvolvido e otimizado um modelo in vitro em células RAW 264.7 para avaliação das propriedades anti-inflamatórias dos extratos, após indução de inflamação com lipopolissacarídeos (LPS) através do ensaio de óxido nítrico (NO). De modo semelhante, o potencial antioxidante, citotóxico e anti-inflamatório das frações de C. celata também foi testado. Posteriormente, foi avaliado o efeito dos extratos brutos e das duas frações mais promissoras de C. celata nos níveis dos mediadores inflamatórios, factor de necrose tumoral alfa (TNF-α), (interleucina-6) IL-6 e (interleucina-10) IL-10 pelo ensaio de imunoabsorção enzimática (ELISA). Por fim, foram utilizadas técnicas cromatográficas, como a cromatografia em camada fina analítica (TLC), cromatografia líquida de alta eficiência com detetor de matriz de díodos (HPLC-DAD) e cromatografia gasosa acoplada a espetrometria de massa (GC-MS), para analisar o perfil químico dos extratos e frações. Uma tentativa de identificação dos compostos presentes nas duas frações mais promissoras foi efetuada por GC-MS. À concentração de 200 μg.mL-1, o potencial antioxidante dos extratos brutos e das frações selecionadas foi reduzido quando comparado com o hidroxitolueno butilado (BHT) nos ensaios de DPPH e FRAP. No entanto, os extratos brutos Cc_1 e Cc_7, bem como as frações Cc_1_F13 e Cc_1B_F15, apresentaram valores significativamente superiores aos do BHT no ensaio ORAC, atingindo valores de 239,37 ± 7,50; 248,91 ± 6,74; 249,47 ± 17,58 e 213,68 ± 22,73 μmol equivalentes de Trolox.g-1 de extrato de esponja, respetivamente. Na otimização do modelo anti-inflamatório, 50000 células por poço, 16 horas de tempo de plaqueamento e uma concentração de 1000 ng.mL-1 de LPS, provaram ser as condições ideais para o ensaio de NO. À concentração de 200 μg.mL-1, os extratos não foram citotóxicos para as células RAW 264.7 e apresentaram capacidade de inibir a produção de NO nas células induzidas por LPS. O extrato mais promissor (Cc_1) apresentou valores percentuais de controlo de 110,87 ± 12,08%, valor significativamente inferior aos 570,74 ± 26,97% apresentados pelo grupo dos LPS. Na faixa de 100-200 μg.mL-1, apenas 5 frações não foram citotóxicas para as células RAW 264.7. As duas frações mais promissoras (Cc_1_F5 e Cc_1_F13) apresentaram valores percentuais de produção de NO do controlo de 113,60 ± 2,55% e 107,28 ± 3,07%, respetivamente, também significativamente inferiores aos 597,66 ± 15,84% exibidos pelo grupo dos LPS. No ELISA, as amostras foram capazes de reduzir eficientemente os níveis da citocina pró-inflamatória IL-6 (em concentrações de amostra variando de 100 a 200 μg.mL-1), apresentando valores na gama de 7,57 ± 2,06 a 217,20 ± 58,62 pg.mL-1, que foram significativamente mais baixos do que os 775,91 ± 41,93 pg.mL-1 exibidos pelo grupo dos LPS. Da mesma forma, as amostras apresentaram um potencial promissor, aumentando os níveis da citocina anti-inflamatória IL-10, com a amostra mais potente (Cc_1) exibindo valores de 1040,68 ± 54,95 pg.mL-1, quando comparados com os níveis mínimos de 0,00 ± 2,37 e 181,03 ± 64,08 pg.mL-1, exibidos pelo grupo do controlo e dos LPS, respetivamente. Nenhum dos extratos teve efeito na redução dos níveis de TNF-α. A análise química dos extratos brutos revelou uma elevada complexidade e grande diversidade de compostos em todos os extratos, o que foi sustentado pela disparidade do perfil químico observado entre as frações obtidas. A análise por GC-MS das duas frações mais promissoras (Cc_1_F5 e Cc_1_F13) conduziu a uma proposta de identificação dos compostos ciclo-octasiloxano, ácido n-hexadecanóico, cis-9-hexadecenal e 13-octadecenal na primeira fração, e ácido octadecanóico e colesterol na segunda. Os resultados do presente trabalho demonstram a promissora atividade anti-inflamatória dos extratos e frações da esponja marinha C. celata, destacando o seu potencial como fonte de compostos com possível aplicação terapêutica no tratamento de doenças inflamatórias crónicas.
- Highlighting the biological potential of the brown seaweed Fucus spiralis for skin applicationsPublication . Freitas, Rafaela; Martins, Alice; Silva, Joana; Alves, Celso; Pinteus, Susete; Alves, Joana; Teodoro, Fernando; Ribeiro, Helena Margarida; Gonçalves, Lídia; Petrovski, Zeljko; Branco, Luís; Pedrosa, RuiSkin aging is a biological process influenced by intrinsic and extrinsic factors. The last ones, mainly exposure to UV radiation, increases reactive oxygen species (ROS) production leading to a loss of extracellular matrix, also enhanced by enzymatic degradation of matrix supporting molecules. Thus, and with the growing demand for eco-friendly skin products, natural compounds extracted from brown seaweeds revealed to be good candidates due to their broad range of bioactivities, especially as antioxidants. The aim of this study was to assess the dermo-cosmetic potential of di erent fractions obtained from the brown seaweed Fucus spiralis. For this purpose, in vitro antioxidant (Total Phenolic Content (TPC), 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity, Ferric Reducing Antioxidant Power (FRAP), Oxygen Radical Absorbance Capacity (ORAC)), anti-enzymatic (collagenase, elastase and hyaluronidase), antimicrobial, anti-inflammatory (NO production) and photoprotective (ROS production) capacities were evaluated. Although nearly all fractions evidenced antioxidant e ects, fraction F10 demonstrated the highest antioxidant ability (EC50 of 38.5 g/mL, DPPH assay), and exhibited a strong e ect as an inhibitor of collagenase (0.037 g/mL) and elastase (3.0 g/mL). Moreover, this fraction was also the most potent on reducing ROS production promoted by H2O2 (IC50 of 41.3 g/mL) and by UVB (IC50 of 31.3 g/mL). These bioactivities can be attributed to its high content of phlorotannins, as evaluated by LC-MS analysis, reinforcing the potential of F. spiralis for further dermatological applications.