Avaliação do potencial biológico de espécies da Mata Atlântica do Estado de São Paulo: isolamento e caracterização de moléculas bioativas de Alchornea glandulosa (Euphorbiaceae) e Drimys brasilienssis (Winteraceae)

Avaliação do potencial biológico de espécies da Mata Atlântica do Estado de São Paulo: isolamento e caracterização de moléculas bioativas de Alchornea glandulosa (Euphorbiaceae) e Drimys brasilienssis (Winteraceae)

Author Barrosa, Kaidu Hanashiro Autor UNIFESP Google Scholar
Advisor Lago, Joao Henrique Ghilardi Autor UNIFESP Google Scholar
Institution Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Graduate program Biologia Química
Abstract In the present project, the bioguided phytochemical study of the vegetal species Alchornea glandulosa (Euphorbiaceae) Poepp and Drimys brasiliensis (Winteraceae) Miers was conducted in order to isolate bioactives compounds. Derived from the A. glandulosa MeOH leafs extract, the chromatographic fractioning of the AcOEt phase provided an anti-Trypanosoma cruzi bioactive compound – against both trypomastigote and amastigote forms. Through spectroscopic analysis of 1H, 13C, DEPT-135, HMBC, HSQC, COSY, NOESY and LC-MS-ESI spectrometric data, it was possible to chemically characterize the compound 1 as a guanidine alkaloid not yet disclosed in literature. The compound 1 displayed IC50 (95% CI) values of 92, 54 g/mL (trypomastigotes) and 27,17 g/mL (amastigotes) whilst the positive control Benznidazole presented values of 139 g/mL (trypomastigotes) and 83,20 g/mL (amastigotes). Cytotoxic assays with NCTC cell lines provided IC50 values of 49,62 g/mL and 125,9 g/mL for 1 and control drug, respectively. Optical microscope analysis demonstrated an antiparasitic activity able to target intracellular amastigotes without morphologically compromise the host macrophages, which suggested a possible immunomodulatory activity of the compound. The A. glandulosa chromatographic fractioning also yielded antileishmaniasis bioactive fractions and an anti-T. cruzi (tripomastigote forms) bioactive fraction composed of a tannin mixture with corilagin (2) as its major compound. Concerning the second study subject adopted, the chromatographic and bioguided fractioning of D. brasiliensis hexanic stem barks extracts lead to the major compound isolation sesquiterpene polygodial (3), which was characterized through 1H and 13C spectroscopic data. Antiparasitic studies against L. amazonensis promastigotes of the polygodial were performed displaying IC50 value of 35,17 g/mL, meanwhile the pentamidine positive drug control presented IC50 of 0,40 g/mL. Polygodial and pentamidine cytotoxic assays on LLC-MK2 displayed 39,12 g/mL and 15,13 g/mL, respectively. Further studies with the polygodial tested the sesquiterpene against pancreatic  cells of insulinoma cell line (INS 1E), indicating a biological activity via glucocorticoid receptor (GR) protein. The biological activity obtained could be considered dexamethasone-like, a synthetic glucocorticoid utilized as positive drug control and reference. However, the nuclear translocation polygodial-induced was less intense than dexamethasone induction. In silico studies attempted to endorse and infer possible mechanisms for such activity, evaluating the polygodial ligand and target protein GR interactions. The results obtained suggested that the pocket physical limitations and the lack of hydrophobic and hydrophilic between ligand-target conferred a higher docking probability by the polygodial on the “affinity”-related binding site of the pocket, instead of the “activation”-related binding site, thus providing a possible explanation of the polygodial mild activity over the GR protein.

No vigente trabalho, foi realizado o estudo fitoquímico biomonitorado das plantas Alchornea glandulosa (Euphorbiaceae) e Drimys brasiliensis (Winteraceae) a fim de isolar compostos bioativos. Oriundo do extrato MeOH das folhas de A. glandulosa, o fracionamento cromatográfico da fase em AcOEt forneceu um composto bioativo contra formas tripomastigotas e amastigotas de Trypanosoma cruzi. Por meio de análises espectroscópicas de 1H, 13C, DEPT-135, HMBC, HSQC, COSY, NOESY e espectrométricas de CL-EM-IES, foi possível caracterizar quimicamente o composto 1 como um alacaloide guanidínico inédito na literatura. O composto 1 apresentou valores de CI50 (IC 95%) de 92, 54 g/mL (tripomastigotas) e 27,17 g/mL (amastigotas), enquanto a droga padrão utilizada Benznidazol apresentou valores de 139 g/mL (tripomastigotas) e 83,20 g/mL (amastigota). Ensaios de citotoxicidade em células NCTC apresentaram 49,62 g/mL e 125,9 g/mL para 1 e droga padrão, respectivamente. Por meio de análises de microscopia óptica, foi possível demonstrar uma ação antiparasitária capaz de agir nas formas amastigotas sem prejudicar morfologicamente os macrófagos hospedeiros, sugerindo uma possível ação imunomodulatória do composto. O fracionamento cromatográfico da A. glandulosa forneceu também frações ativas para antileishmania e uma fração bioativa contra tripomastigotas de T. cruzi, composta por uma mistura de taninos, predominantemente a corilagina (2). Referente ao segundo objeto de estudos selecionado, o fracionamento cromatográfico e biomonitorado de extratos hexânicos das cascas de D. brasiliensis conduziram ao isolamento do composto majoritário sesquiterpeno poligodial (3), caracterizado por análises espectroscópicas de 1H e 13C. Foram conduzidos estudos antiparasitários contra promastigotas de L. amazonensis, obtendo-se valor de CI50 de 35,17 g/mL, enquanto a droga padrão pentamidina 0,40 g/mL. Ensaios de citotoxicidade em células LLC-MK2 apresentaram valores de 39,12 g/mL e 15,13 g/mL, do poligodial e pentamidina, respectivamente. Estudos frente células  pancreáticas do insulinoma (INS 1E) indicaram uma atividade biológica do poligodial via a proteína receptor de glicocorticoide (GR), de modo semelhante à dexametasona - glicocorticoide sintético utilizado como droga padrão. Contudo, a translocação nuclear induzida pelo poligodial foi menos intensa que a dexametasona. Ensaios in silico de docking procuraram respaldar e analisar possíveis mecanismos para a interação entre o ligante poligodial e a proteína alvo GR, inferindo que limitações físicas do pocket do e a falta de ligações hidrofóbicas e hidrofílicas entre ligante-alvo, conferem maior probabilidade de ancoragem do poligodial no sítio de ligação do pocket referente à sinalização de afinidade entre ligante-proteína, ao invés do sítio de ativação da proteína.
Keywords Alchornea glandulosa
Alcaloide
Drimys brasiliensis
Polygodial
Antitrypanosomal
Alchornea glandulosa
Alcaloide
Drimys brasiliensis
Poligodial
Anti-tripanossoma
Language Portuguese
Date 2014-06-03
Published in BARROSA, Kaidu Hanashiro. Avaliação do potencial biológico de espécies da Mata Atlântica do Estado de São Paulo: isolamento e caracterização de moléculas bioativas de Alchornea glandulosa (Euphorbiaceae) e Drimys brasiliensis (Winteraceae). 2014. 144 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Diadema, 2014.
Research area Biologia de Microorganismos e das Interações Celulares
Knowledge area Ciências biológicas
Publisher Universidade Federal de São Paulo
Extent 144 p.
Origin https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=441851
Access rights Closed access
Type Dissertation
URI http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/46194

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