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Tipo do documento: Dissertação
Título: Avaliação da eficácia e segurança de produtos naturais e sintéticos ativos sobre o Trypanosoma cruzi
Título(s) alternativo(s): Efficacy and safety evaluation of natural and synthetic products active on Trypanosoma cruzi
Autor: Galvão, Bárbara Verena Dias 
Primeiro orientador: Felzenszwalb, Israel
Primeiro coorientador: Oliveira, Carlos Fernando Araujo Lima de
Primeiro membro da banca: Coelho, Marsen Garcia Pinto
Segundo membro da banca: Branco, Frederico Silva Castelo
Terceiro membro da banca: Mello, Francisco do Vale Chaves e
Resumo: Mais de 110 anos após a descoberta da Doença de Chagas (DC), apenas dois derivados nitro-heterocíclicos, associados a eficácia parcial e efeitos adversos, estão disponíveis para o tratamento de cerca de 7 milhões de infectados, sobretudo na América Latina. Considerando a importância da bioprospecção e do desenvolvimento racional de fármacos na busca por novas alternativas terapêuticas mais seletivas, este trabalho investigou, através de métodos in silico e in vitro, a eficácia e segurança de produtos naturais e de síntese com potencial aplicação no controle da infeção parasitária por Trypanosoma cruzi. Os produtos naturais consistiram em um extrato hidrometanólico das folhas de Plinia cauliflora (HME), conhecida como jabuticabeira, e seus constituintes fenólicos mais abundantes, e os sintéticos, foram dois novos derivados 3-nitro-1,2,4-triazólicos, PCBN 009/17 e PCBN 012/17. A caracterização metabolômica do extrato foi realizada por cromatografia líquida de ultra-eficiência acoplada a espectrometria de massas. Análises in silico preliminares de propriedades farmacocinéticas e de toxicidade (ADMET) foram conduzidas nas plataformas LAZAR, pkCSM e SwissADME. Posteriormente, a mutagenicidade e genotoxicidade foi investigada pelo Teste de Ames e ensaio do micronúcleo, em paralelo a determinação de citotoxicidade em células hepáticas HepG2 e F C3H pelos ensaios WST-1 e LDH. A atividade tripanocida in vitro foi avaliada sobre formas tripomastigotas da cepa Y de T. cruzi. Um total de 14 compostos fenólicos foram identificados em HME, majoritariamente flavonoides. As predições in silico para os compostos mais abundantes, (+)- catequina, ácido digálico e hesperidina, indicam um perfil de druglikeness moderadamente viável e de baixa toxicidade. Nos ensaios in vitro, HME não produziu mutações pontuais no modelo procarioto, nem aumento da frequência de micronúcleos. Contudo, exibiu efeitos citostáticos, reduzindo índices de divisão nuclear de HepG2. Complementarmente, HME apresentou citotoxicidade tempo e dose-dependente em ambas as linhagens, promovendo morte celular através de danos à membrana celular e mais evidentemente por disfunção mitocondrial, sendo F C3H, a linhagem mais sensível. Em baixas concentrações, HME inibiu tripomastigotas sanguíneos, gerando respostas dose-dependentes após 2 e 24 horas de exposição. Em continuidade, as análises in silico dos derivados nitrotriazólicos, indicaram alertas estruturais de toxicidade para ambas as moléculas, que foram preditas como hepatotóxicas e como substratos das enzimas CYP450 relacionadas às interações medicamentosas. Além disso, os derivados foram preditos como mutagênicos, em concordância com resultados in vitro, em que induziram mutações por substituição de pares de bases e deslocamento do quadro de leitura. Entretanto, a mutagenicidade e função da ativação metabólica foram influenciadas pelo tipo de substituinte, de forma que o PCBN 012/17 foi mutagênico apenas na maior concentração avaliada. Os derivados induziram principalmente citotoxicidade associada a danos à membrana celular, em concentrações superiores às suas concentrações tripanocidas descritas anteriormente. Em síntese, apesar das evidências pontuais de toxicidade, os produtos naturais e de síntese avaliados no presente estudo, especialmente PCBN 012/17, podem ser empregados no desenvolvimento de alternativas terapêuticas mais acessíveis e seletivas para DC
Abstract: More than 110 years after the discovery of Chagas Disease (CD), only two nitro-heterocyclic derivatives, associated with partial efficacy and adverse effects, are available for the treatment of approximately 7 million infected people, mainly in Latin America. Considering the importance of bioprospection and rational drug design in the search for more selective therapeutic alternatives, this work investigated, using in silico and in vitro methods, the efficacy and safety of natural and synthetic products with potential application in the control of the parasitic infection by Trypanosoma cruzi. The natural products consisted of a hydromethanolic extract of the leaves of Plinia cauliflora (HME), known as jabuticabeira, and its most abundant phenolic constituents, and the synthetic ones were two new 3-nitro-1,2,4-triazole derivatives, PCBN 009/17 and PCBN 012/17. The metabolomic characterization of the extract was performed by ultra-efficiency liquid chromatography coupled with mass spectrometry. Preliminary in silico analyzes of pharmacokinetic and toxicity (ADMET) properties were conducted on the LAZAR, pkCSM and SwissADME platforms. Subsequently, mutagenicity and genotoxicity were investigated by Ames test and micronucleus assay, in parallel with the determination of cytotoxicity in HepG2 and F C3H liver cells by WST-1 and LDH assays. The in vitro trypanocidal activity was evaluated on trypomastigote forms of the Y strain of T. cruzi. A total of 14 phenolic compounds were identified in HME, mostly flavonoids. In silico predictions for the most abundant compounds, (+)-catechin, digallic acid, and hesperidin, indicated a moderately viable druglikeness profile with low toxicity. In in vitro assays, HME did not produce point mutations in the prokaryotic model, nor an increase in the frequency of micronuclei. However, it exhibited cytostatic effects, reducing nuclear division rates of HepG2. In addition, HME showed time- and dose-dependent cytotoxicity in both strains, promoting cell death through cell membrane damage and more evidently through mitochondrial dysfunction, with F C3H being the most sensitive line. At low concentrations, HME inhibited blood trypomastigotes, generating dose-dependent responses after 2 and 24 hours of exposure. In silico analyzes of the nitrotriazole derivatives indicated structural toxicity alerts for both molecules, which were predicted as hepatotoxic and as substrates of CYP450 enzymes related to drug-drug interactions. Furthermore, the derivatives were predicted to be mutagenic, in agreement with in vitro results, in which they induced base-pair substitution and frameshift mutations. However, the mutagenicity and function of metabolic activation were influenced by the type of substituent, since PCBN 012/17 was mutagenic only at the highest concentration evaluated. The derivatives mainly induced cytotoxicity associated with cell membrane damage, at concentrations higher than their previously described trypanocidal concentrations. In summary, despite the occasional evidence of toxicity, the natural and synthetic products evaluated in this study, especially PCBN 012/17, can be used in the development of more accessible and selective therapeutic alternatives for CD
Palavras-chave: Nitrotriazoles
Plinia cauliflora
Chagas Disease
Trypanosoma cruzi
Mutagenicity
Cytotoxicity
Nitrotriazóis
Plinia cauliflora
Doença de Chagas
Trypanosoma cruzi
Mutagenicidade
Citotoxicidade
Produtos naturais
Área(s) do CNPq: CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes
Programa: Programa de Pós-Graduação em Biociências
Citação: GALVÃO, Bárbara Verena Dias. Avaliação da eficácia e segurança de produtos naturais e sintéticos ativos sobre o Trypanosoma cruzi. 2022. 118 f. Dissertação (Mestrado em Biociências) – Instituto de Biologia Roberto Alcântara Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/20343
Data de defesa: 25-Jan-2022
Aparece nas coleções:Doutorado em Biociências

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