Marine and Environmental Sciences Centre

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Lidocaine supplementation in clove-oil and 2-phenoxyethanol anesthesia for gilthead seabream (Sparus aurata)

Publication . Tchobanov, Carolina F.; Vaz, Mariana; Pires, Damiana; Passos, Ricardo; Antunes, Luís M.; Baptista, Teresa

Animal welfare and reducing stress during procedures are key objectives for success in animal production. Anesthesia has been used for procedures to reduce animal stress and its negative impact on welfare. This study aimed first to refine the concentrations of the anesthetic clove-oil (CO) and lidocaine (L) in gilthead seabream (Sparus aurata) juveniles (56.0 ± 15.09 g) and then combine clove-oil and 2-phenoxyethanol (2PHE) with the refined concentration of lidocaine. The concentrations of clove-oil (30, 45, and 60 mg L− 1), and the concentrations of lidocaine (2.5, 5, and 7.5 mg L− 1), were evaluated in the refinement trial. Based on these results, a second trial was performed with 45 mg L− 1 CO or 0.4 mL L− 1 2PHE as anesthetics alone or combined with 2.5 mg L− 1 of lidocaine. Results from this work showed an improvement in induction times for 2-phenoxyethanol when lidocaine was added (2PHE 179.53 ± 63.21 s; 2PHE + L 130.65 ± 40.16 s). Recovery time also showed a reduction for clove-oil when lidocaine was used (CO 349.90 ± 123.69 s; CO + L 250.11 ± 51.99 s). The use of lidocaine showed better results, reducing lactate and histological progressive alterations. Lidocaine showed stress-induced oxidative alterations when it was combined with 2-phenoxyethanol. Lidocaine exposure increased ALT, AST, histological regressive alterations for both anesthetics, and gene expression of hsp70 in the gills when clove-oil was used. Further studies are necessary to comprehend the synergistic effects of lidocaine when combined with synthetic and natural anesthetics and to discern potential acute or chronic toxic responses in fish. These insights will be crucial for refining anesthesia protocols and ensuring the well-being of aquatic species in aquaculture practices and research settings.

2024-08Journal article

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Oxidative Stability of Sunflower Oil Enriched with Fig Tree Leaves Bioactive Compounds at Frying Temperature

Publication . Pinteus, Susete; Neves, Marta; Tecelão, Carla; Silva, Susana; Cruz, Alexandra; Bernardino, Susana; Mendes, Vasco; Ribeiro, Vânia; Vaz, Daniela; Campos, Maria Jorge

The pressure imposed by the increase of world’s population and climate change makes it imperative to find sustainable strategies to optimize food resources and decrease waste production based on circular economy principles. This work evaluated the potential of fig tree leaves to reduce the oxidation of sunflower oil when exposed to frying temperatures. The bioactive compounds extracted directly from fig tree leaves were incorporated into the oil at a ratio of 12.5% (m/m), with the assistance of ultrasounds. The supplemented oil was characterized in terms of its total phenolic content (TPC), which was determined using the Folin-Ciocalteu method, and its antioxidant capacity, which was evaluated using both the 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) assay and the ferric reduction antioxidant power (FRAP) assay. Also, the color of the oil and the oxidation products (K232 and K270) were analyzed. Supplementing the oil with fig tree leaves resulted in a higher antioxidant capacity compared to the control, as demonstrated by the DPPH assay (5128 ± 466 vs. 1106 ± 407 µM Trolox eq/kg oil), as well as lower levels of primary and secondary oxidation products. The results suggest that fig tree leaves can be a valuable source of antioxidant compounds with the capacity to improve the nutritional value and oxidative stability of sunflower oil under frying temperatures.

2024Book part

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Atividade anti-inflamatória e anti-viral de bromoditerpenos isolados da alga Sphaerococcus coronopifolius

Publication . Perez, Erick Alejandro Villegas; Alves, Celso Miguel da Maia

A inflamação é uma resposta inata para manter a homeostasia do organismo, atuando como mecanismo de defesa contra diversos fatores, incluindo patógenos, células danificadas e compostos tóxicos. Contudo, quando essa reação é demasiado prolongada, pode causar problemas ao nível dos tecidos e órgãos, inclusive conduzir à morte. A COVID-19 é uma doença infeciosa causada pelo vírus SARS-CoV-2, do grupo dos coronavírus, que, frequentemente, se manifesta com sintomas de infeção respiratória aguda, com grande impacto na saúde e nas economias globais. O desenvolvimento de medicamentos neste contexto é complexo e vai desde a compreensão do mecanismo de ação até à avaliação da sua eficácia e toxicidade. Como tal, o desenvolvimento de agentes terapêuticos contra o vírus SARS-CoV-2, que mitiguem alguns efeitos da doença como a inflamação severa, é uma necessidade, já que a terapia convencional tem limitações, incluindo a possível redução da eficácia das vacinas contra as variantes com mutações em genes-chave. Neste contexto, os organismos marinhos constituem fontes excecionais de novas moléculas com potencial terapêutico, como os bromoditerpenos presentes na alga vermelha Sphaerococcus coronopifolius, os quais já demonstraram atividades anticancerígenas, antifouling e antimicrobianas. Contudo a sua capacidade anti-inflamatória ainda permanece desconhecida. Utilizando técnicas de cromatografia em coluna preparativa (CC) e semipreparativa (HPLC) foi possível isolar quatro compostos desta alga. Através de análise por ressonância magnética nuclear de protão (1H RMN) foi possível identificar o sesquiterpeno Aloaromadendreno, e três bromoditerpenos, Sphaerococcenol A, Bromosphaerol e 12Rhidroxi-bromosphaerol. Para avaliar o potencial anti-inflamatório destes compostos, foi previamente realizado um teste de citotoxicidade em macrófagos RAW 264.7 (0,01 – 10 μM; 24 h) para definição das concentrações sub-tóxicas. Nenhum dos compostos estimulou a produção de óxido nítrico (NO). Nos macrófagos RAW 264.7 tratados com lipopolissacarídeos (LPS), o Aloaromadendreno (1 μM) reduziu significativamente a produção de NO de 171,5 ± 8,9% para 111,0 ± 4,8%. Por sua vez, o Bromosphaerol (10 μM) foi o composto que exibiu a maior redução da concentração do fator de necrose tumoral (TNF-α) (637,5 ± 192 pg/mL) comparado com o tratamento com LPS (1209,0 ± 84,6 pg/mL). No que diz respeito, à interleucina-6 (IL-6), o Sphaerococcenol A (0,1 μM) reduziu significativamente os seus níveis (129,3 ± 31,3 pg/mL), quando comparado com o tratamento com LPS (862,7±39,9 pg/mL). Finalmente, o composto 12R-hidroxi-bromosphaerol (1μM) foi o único que demonstrou estimular significativamente a produção da citocina anti-inflamatória interleucina-10 (1301.0 ± 381,1 pg/mL). No que diz respeito à atividade antiviral, foi realizado um ensaio dinâmico in-silico, com recurso à ferramenta informática Dockthor, utilizando as estruturas (PDB:6LU7) da Mpro, proteína essencial no processo de replicação do SARS-COV-2 , (PDB: 6M0J) da Spike, e (PDB:1O9K), proteína essencial na entrada do vírus na células hospedeira, e da pRb, proteína essencial na eliminação da propagação de células cancerígenas O composto 12R-hidroxi-bromosphaerol demonstrou a maior afinidade, assim como estabilidade nas ligações com a proteína Mpro, com uma energia de afinidade de -8.1 (kcal/mol) e uma interação hidrofóbica com Cys145 (distância 5,35 Å). Por sua vez, o Bromosphaerol exibiu interação com a proteína Spike, apresentando uma energia de afinidade de -7.9 (kcal/mol). Relativamente à proteína pRb, o composto 12R-hidroxi-bromosphaerol foi o que exibiu uma maior interação com uma energia de -8.4 (kcal/mol). No entanto o Sphaerococcenol A foi o único composto que interagiu com o sítio ativo da pRb, mediante uma ponte de hidrogénio com Arg467 (distância 2,58 Å). Em suma, os compostos da alga vermelha Sphaerococcus coronopifolius, demonstram capacidade de mediar efeitos em diferentes biomarcadores relacionados com o processo inflamatório, assim como interagir com diferentes proteínas relevantes no processo de infeção do SARS-CoV2. Como tal, estes compostos poderão contribuir para inspirar o desenvolvimento de novos agentes terapêuticos para tratamento de doenças virais, com SARS-CoV2.

2024-05-29Master thesis

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Estudo dos efeitos de compostos de origem marinha no crescimento de microrganismos da pele

Publication . Pedro, Andreia Filipa Alves São; Pintéus, Susete Filipa Gonçalves; Silva, Joana Rita Martins da; Martins, Alice Isabel Mendes

Dada a crescente relevância da aparência física na sociedade atual, as indústrias cosmética e dermatológica têm investido cada vez mais na busca por novos ingredientes que respondam às exigências dos consumidores, que optam cada vez mais por produtos de origem natural e que respondam às atuais exigências de sustentabilidade ambiental, sem prejuízo da sua eficácia. A pele, sendo o maior órgão do corpo humano, desempenha um papel importante na defesa do organismo, atuando como barreira de proteção contra estímulos externos (e.g., microrganismos, radiação ultravioleta). No entanto, a mesma pode ser afetada por fatores endógenos e/ou exógenos, como fatores genéticos e ambientais, doenças crónicas, condições de higiene, entre outros, comprometendo a sua integridade funcional. Os oceanos ocupam a maior área do planeta Terra, sendo habitat para muitos organismos marinhos com características únicas e distintas dos organismos terrestres. Entre eles, as macroalgas são extremamente abundantes e, como tal, têm sido amplamente investigadas quanto à possibilidade de serem usadas como fonte de compostos para o desenvolvimento de novos produtos biotecnológicos, dadas as suas funcionalidades bioativas, como, por exemplo, atividade antimicrobiana. Deste modo, o objetivo desta dissertação de mestrado consistiu em avaliar o potencial antibacteriano dos compostos eleganolone, loliolide, alloaromadendrene, sphaerococcenol A e um seu análogo, isolados das macroalgas Bifurcaria bifurcata, Codium tomentosum e Sphaerococcus coronopifolius, recolhidas na costa de Peniche (Portugal). Os compostos mais promissores foram sujeitos a estudos complementares para avaliar quais os possíveis mecanismos de ação antimicrobiana. O composto sphaerococcenol A apresentou capacidade de inibir o crescimento de Staphylococcus epidermidis (IC50 de 25,66 µg/mL). No entanto, o seu análogo demonstrou a maior atividade antibacteriana, inibindo o crescimento de Staphylococcus hominis (IC50 de 61,06 µg/mL), Staphylococcus epidermidis (IC50 de 22,94 µg/mL) e Cutibacterium acnes (IC50 de 9,25 µg/mL). Os resultados indicam que as atividades antimicrobianas poderão estar associadas a perturbações na membrana plasmática dos microrganismos, particularmente relacionadas com alterações no potencial de membrana. Foram identificadas três situações em que ocorreu despolarização da membrana e cinco situações em que ocorreu hiperpolarização. Além disso, observou-se que o análogo 5, na concentração do IC50, causou danos estruturais totais na membrana celular de Staphylococcus hominis. Em suma, o trabalho desenvolvido demonstrou o potencial antibacteriano do bromoditerpeno sphaerococcenol A e do seu análogo contra algumas espécies microbianas comensais da microbiota cutânea, evidenciando a importância das macroalgas como fonte de novos compostos bioativos para os cuidados da pele.

2024-05-23Master thesis

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Primary composition and pigments of 11 red seaweed species from the Center of Portugal

Publication . Freitas, Marta; Inácio, Leonardo G.; Martins, Mendelson; Afonso, Clélia; Pereira, Leonel; Mouga, Teresa

Macroalgae have been regarded as a natural food source since ancient times, their nutritional value being not only proven by recent studies, but also triggering further in-depth research efforts on the matter. The present study aims to provide an insight into the nutritional potential of selected red seaweed species collected in central Portugal by specifically comparing the moist yield and ash content, crude protein, total lipids, carbohydrates and pigment content between species and, ultimately, finding out if there are differences between taxa. The results obtained highlighted the most nutritionally appealing species, namely, Plocamium cartilagineum with respect to protein content (23.18% dw) and Sphaerocococcus coronopifolius with respect to carbohydrate content (40.23% dw), while none of the species studied showed a lipid content higher than 1.80% dw. Regarding pigment content, the highest concentrations of phycoerythrin, carotenoid and chlorophyll a were obtained, respectively, from P. cartilagineum (0.09 mg.mL−1), Porphyra umbilicalis (1.88 µg.g−1 fw) and Jania rubens (38.41 µg.mL−1). We concluded that there are significant differences between the species studied regarding their nutritional profile, with a marked difference between Corallinales and all other species not belonging to this order; regarding pigment content, this variation between orders was not observed. Nevertheless, all the studied species may act as promising complements in a human healthy diet.

2022Journal article

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