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Projeto de investigação
New Edge in the therapeUtics of PaRkinsON´s diSeaSe from SeaweedS
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Marine natural products as anticancer agents 2.0
Publication . Alves, Celso; Diederich, Marc
[Introduction] Global cancer incidence and death are expected to increase to 28.4 million cases by 2040, despite efforts to understand cancer biology better and to improve its diagnosis and therapy [1]. Inappropriate therapeutic regimens and tumor recurrence due to the development of drug resistance are two major clinical challenges impacting poor patient outcomes [2]. Over the last few decades, the marine environment has become an important source of molecules with potent anticancer properties, exhibiting unusual chemical features
and mechanisms of action. Twelve of seventeen drugs of marine origin approved by regulatory entities are used against cancer, and thirty-four of forty compounds in the marine pharmaceuticals pipeline indicate “cancer therapy” [3].
Atividade citotóxica do diterpeno eleganolone isolado da macroalga Bifurcaria bifurcata
Publication . Pingo, Mónica Filipa Bastos; Silva, Joana; Alves, Celso; Pedrosa, Rui
Atualmente, o cancro representa uma das grandes ameaças para a saúde humana, sendo classificada como a segunda causa de morte a nível mundial, pelo que é necessário encontrar e desenvolver alternativas inovadoras para os regimes terapêuticos atualmente utilizados. Os efeitos secundários assim como a resistência evidenciada por alguns tipos de cancro às terapêuticas atuais, têm conduzido a uma procura crescente por soluções inovadoras. Nesta perspetiva, o ambiente marinho tem-se revelado uma fonte de novas moléculas, com estruturas químicas e mecanismos de ação inovadores. Assim, a presente dissertação teve como principal objetivo avaliar a atividade citotóxica do diterpeno eleganolone isolado da macroalga castanha Bifurcaria bifurcata, em diferentes linha celulares de origem maligna, entre eles o melanoma (SK-MEL-28), carcinoma da próstata (DU-145) e adenocarcinoma da mama (MCF-7).
O eleganolone foi isolado com recurso a meios cromatográficos (cromatografia líquida de alta eficiência) e a sua identificação foi realizada pela técnica de ressonância magnética nuclear de protão. A citotoxicidade do composto (1 – 100 μM; 24 h) foi avaliada através dos métodos de MTT e da Calceína-AM e pela quantificação da enzima lactato desidrogenase (LDH). De forma a entender as vias de sinalização inerentes à citotoxicidade verificada, vários biomarcadores celulares foram estudados, nomeadamente a quantificação de espécies reativas de oxigénio (ERO) (10 – 100 μM; 6, 12 e 24 h), alterações do potencial da membrana mitocondrial (10 – 100 μM; 6, 12 e 24 h), a atividade da Caspase-9 (10 – 100 μM; 12 e 24 h) e as alterações morfológicas do ADN (10 – 100 μM; 12, 24, 48 e 72 h).
A partir de uma fração do extrato de diclorometano da macroalga B. bifurcata, foi possível isolar o eleganolone. Para verificar a existência de seletividade por parte do composto foi avaliado o valor de IC50 relativo a cada linha celular, sendo estas expostas a cinco concentrações de eleganolone (1 – 100 μM), durante 24 horas. Os valores apresentados variaram entre 20,65 μM e >100 μM, sendo o menor valor registado na linha celular MCF-7 (20,65 μM), seguida da linha celular SK-MEL-28 (90,82 μM) e da linha celular DU-145 (>100 μM). O tratamento com eleganolone resultou num aumento do nível de espécies reativas de oxigénio, induziu mudanças no potencial de membrana da mitocôndria, aumentou a atividade da Caspase-9 e promoveu a condensação e/ou fragmentação do ADN.
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Em suma, o eleganolone apresenta atividade citotóxica contra as células do cancro da mama (MCF-7) e do melanoma (SK-MEL-28), e o seu efeito pode estar associado a estimulação de uma situação de stress oxidativo e consequente morte celular por apoptose. Apesar dos resultados aqui apresentados serem um forte indicativo do envolvimento destas vias de sinalização intracelulares, trata-se apenas de uma investigação inicial, pelo que são necessários mais estudos para confirmar o seu potencial terapêutico na área do cancro.
Caracterização da atividade neuroprotetora de exopolissacarídeos extraídos de dinoflagelados marinhos: Protoceratium reticulatum; Gymnodinium catenatum; Prorocentrum lima
Publication . Teixeira, Madalena Froés Ferreira Couto; Alves , Celso Miguel da Maia; Silva , Joana Rita Martins da; Ferreira , Ana de Jesus Branco de Melo de Amorim
A doença de Parkinson (DP) é uma patologia neurodegenerativa progressiva caracterizada pela perda de neurónios dopaminérgicos e pela acumulação de corpos de Lewy, conduzindo a défices motores e cognitivos. As terapias atualmente disponíveis, como a Levodopa, são essencialmente sintomáticas e não alteram a progressão da doença. Compostos naturais marinhos, em particular os exopolissacarídeos (EPS), apresentam propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias, tornando-se candidatos promissores para estratégias neuroprotetoras.
O principal objetivo da presente dissertação consistiu na caracterização química e na avaliação das atividades antioxidante, neuroprotetora e anti-inflamatória de EPS extraídos de três dinoflagelados marinhos: Protoceratium reticulatum, Gymnodinium catenatum e Prorocentrum lima.
A caracterização incluiu análise da composição química, identificação de grupos funcionais por espetroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e determinação estrutural por ressonância magnética nuclear de protão (1H RMN). As atividades biológicas foram avaliadas por ensaios antioxidantes (2,2-difenil-1-picril-hidrazilo (DPPH) (0–100 μg/mL), capacidade redutora férrica (FRAP) (100 μg/mL) e redução do anião superóxido (0–100 μg/mL), efeito neuroprotetor em células SH-SY5Y não diferenciadas e diferenciadas (3–300 μg/mL; 24 h) com ácido retinóico (10 μM) e forbol (TPA; 80 μM) expostas à neurotoxina 6-hidroxidopamina (6-OHDA; 100 μM), e atividade anti-inflamatória (1–100 μg/mL; 24 h) em células de microglia BV-2, com base na produção de óxido nítrico (NO).
Os EPS apresentaram elevada pureza, evidenciada pela presença residual de compostos fenólicos, proteínas ou ácidos nucleicos, na sua composição. P. reticulatum exibiu o maior teor de sulfatos (106,10 ± 7,63 mg eq Na₂SO₄/g EPS). Embora não tenha sido possível determinar o conteúdo total de carboidratos, todas as espécies apresentaram bandas de absorção típicas de exopolissacarídeos (3500–3394 cm⁻¹; 1663–1619 cm⁻¹; 1442–1423 cm⁻¹; 1150–990 cm⁻¹; 873 cm⁻¹; 667–597 cm⁻¹) através dos dados obtidos pela técnica de FTIR. A análise de 1H RMN revelou desvios químicos característicos de estruturas polissacarídicas e a predominância de ligações β-glicosídicas (δ 4,74 ppm), além da deteção de grupos metilo (δ 1,25–1,16 ppm) e acetilo (δ 1,84 ppm). Relativamente à atividade antioxidante, os EPS não demonstraram qualquer efeito significativo.
De igual modo, nos ensaios realizados com células SH-SY5Y expostas à 6-OHDA, não foi possível observar qualquer atividade neuroprotetora, tanto em células não diferenciadas como em células diferenciadas. Em microglia BV-2 não estimulada com lipopolissacarídeos (LPS), os EPS não alteraram significativamente os níveis de NO, indicando ausência de ativação microglial em condições fisiológicas. Contudo, em células BV-2 estimuladas com LPS, os EPS de P. reticulatum, G. catenatum e P. lima reduziram a produção de NO entre 20 e 30%
Concluindo, embora os EPS não tenham apresentado atividade antioxidante ou neuroprotetora, a sua capacidade de reduzir a produção de NO em microglia ativada demonstra o seu potencial anti-inflamatório. Este estudo representa a primeira caracterização e avaliação biológica de EPS de P. reticulatum, G. catenatum e P. lima, fornecendo dados pioneiros que ampliam o conhecimento sobre EPS com origem em dinoflagelados e sustentam a continuação do seu estudo em futuras estratégias neuroprotetoras.
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Entidade financiadora
Fundação para a Ciência e a Tecnologia
Programa de financiamento
3599-PPCDT
Número da atribuição
2022.09196.PTDC