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Tipo: Dissertação
Título: Caracterização química estrutural e avaliação do efeito neuroprotetor de polissacarídeos sulfatados da alga marinha Asparagopsis Armata Harvey em modelo de doença de Parkinson em ratos
Título em inglês: Chemical structural characterization and evaluation of the neuroprotective effect of sulfated polysaccharides from the marine alga asparagopsis armata harvey in a rat model of parkinson's disease
Autor(es): Lima, Talita de Souza de Alcântara
Orientador: Benevides, Norma Maria Barros
Palavras-chave em português: Cirurgia estereotaxica;Galactanas sulfatadas híbridas;Neuroproteção
Palavras-chave em inglês: Stereotaxic surgery;Hybrid sulfated galactans;Neuroprotection
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
Data do documento: 2023
Citação: LIMA, Talita de Souza de Alcântara. Caracterização química estrutural e avaliação do efeito neuroprotetor de polissacarídeos sulfatados da alga marinha Asparagopsis Armata Harvey em modelo de doença de Parkinson em ratos. 2023. 98 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Resumo: A Doença de Parkinson (DP) é caracterizada pela degeneração de neurônios dopaminérgicos localizados na substância nigra pars compacta (SNpc), o que promove uma série de sintomas motores e não motores. A levodopa ainda é o principal medicamento utilizado na terapia atual. No entanto, o uso contínuo tem ocasionado efeitos colaterais, tais como a tolerância e flutuações motoras. A busca por novas fontes terapêuticas, como as algas marinhas, tem aumentado nos últimos anos devido às suas riquezas de compostos naturais. A Asparagopsis armata Harvey é uma alga marinha Rhodophyta portuguesa que possui diversos compostos bioativos, dentre eles os polissacarídeos sulfatados (PS). Esses polissacarídeos têm despertado grande interesse nas pesquisas devido à sua vasta aplicação em atividades biológicas, como anticoagulante, antioxidante, anti-inflamatório, imunomodulador e neuroprotetor. Assim, este trabalho teve como objetivo caracterizar a estrutura química dos polissacarídeos sulfatados de A. armata Harvey (PST-Aa) e investigar os efeitos neuroprotetores em um modelo da DP em ratos induzida por 6-hidroxidopamina (6-OHDA). Para isso, 5/g de alga seca foram submetidas a extração enzimática (6 h; 60oC) com papaína, cujo rendimento de PST-Aa foi de 13,64%. As dosagens químicas dos teores de carboidratos solúveis e sulfatos livres dos PST- Aa apresentaram um rendimento de 53,20%, 30,29%, respectivamente e quanto aos teores de proteínas nos PST-Aa, não foram detectados. A massa molar dos PST-Aa, estimada por eletroforese em gel de agarose a 0,5% foi de 332.7 kDa. Os resultados da caracterização estrutural dos PST-Aa através das técnicas de espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR) e Ressonância magnética nuclear (RMN) demostraram que os PST-Aa apresentaram estruturas formadas por galactanas híbridas compostas de 3-β-D- galactopiranose-(1→4)-α-D/L-galactopiranose. Para avaliação do efeito neuroprotetor dos PST-Aa foram utilizados ratos albinos da raça Wistar, com idade 6-9 semanas (250-290 g), os quais foram lesionados no estriado direito por 6-OHDA através de cirurgia estereotaxica. Após 24h, os animais foram tratados 1 vez por dia por gavagem durante 14 dias com as doses de PST-Aa 0,3 mg/kg e 3,0 mg/kg. No 14o dia, 1h após o último dia de tratamento os animais foram submetidos aos testes comportamentais. Os efeitos neuroprotetores através do teste de campo aberto demostrou que os PST-Aa nas doses 0,3 mg/kg e 3,0 mg/kg elevou o número de cruzamentos em 32,12% e 21,45% e o número de rearing em 83,16% e 100,54% respetivamente. A atividade de grooming apresentou redução através das doses 0,3 mg/kg e 3,0 mg/kg em 57,24% e 53,37%, assim como foi reduzido o tempo parado em 40,66% e 40,24% respectivamente. O teste do cilindro demostrou que os animais tratados com a dose 0,3 mg/kg e 3,0 mg/kg apresentaram uma maior atividade com a pata ipsilateral em (41,34±3,74) e (32,11±4,61) e ambas as patas (21,73±2,86) e (32,34±2,47) respectivamente. O teste de apomorfina demostrou que a dose de 3,0 mg/kg conseguiu reduzir o número de rotações contralaterais em 61% comparado ao grupo 6-OHDA. No 15o dia os animais foram decapitados, os encéfalos (corpo estriado ipsilateral e contralateral, hipocampo e córtex pré- frontal). No 15o dia os animais foram decapitados, os encéfalos (corpo estriado ipsilateral e contralateral, hipocampo e córtex pré-frontal) foram removidos e os resultados demostraram que PST-Aa na dose de 3,0 mg/kg apresentou efeitos antinitrosativos em região do corpo estriado ipsilateral (24,09±4,78). Os PST-Aa reduziram a peroxidação lipídica na região do hipocampo através das doses 0,3 mg/kg (26,98± 0,68) e 3,0 mg/kg (27,65±1,37) e efeitos antioxidantes por elevar os níveis de GSH na região do corpo estriado contralateral nas doses 0,3 mg/kg (334,7±15,13) e 3,0 mg/kg (306,8±7,44). Dessa forma, os PST-Aa sugerem novas fontes promissoras no tratamento de desordens neurodegenerativas.
Abstract: Parkinson's Disease (PD) is characterized by the degeneration of dopaminergic neurons located in the substantia nigra pars compacta (SNpc), which leads to a series of motor and non-motor symptoms. Levodopa remains the primary medication used in current therapy. However, continuous use has resulted in side effects such as tolerance and motor fluctuations. The search for new therapeutic sources, such as seaweeds, has increased in recent years due to their richness in natural compounds. Asparagopsis armata Harvey is a Portuguese Rhodophyta marine alga that possesses various bioactive compounds, including sulfated polysaccharides (PS). These polysaccharides have generated significant interest in research due to their wide range of biological activities, such as anticoagulant, antioxidant, anti- inflammatory, immunomodulatory, and neuroprotective effects. Thus, the aim of this study was to characterize the chemical structure of sulfated polysaccharides from A. armata Harvey (PST-Aa) and investigate their neuroprotective effects in a rat model of PD induced by 6- hydroxydopamine (6-OHDA). For this purpose, 5 g of dried algae were subjected to enzymatic extraction (6 h; 60oC) using papain, with a yield of 13.64% for PST-Aa. The chemical analysis of the soluble carbohydrate and free sulfate contents of PST-Aa showed a yield of 53.20% and 30.29%, respectively, while no protein content was detected in PST-Aa. The molar mass of PST-Aa, estimated by 0.5% agarose gel electrophoresis, was 332.7 kDa. The results of the structural characterization of PST-Aa using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR) techniques demonstrated that PST-Aa presented structures composed of hybrid galactans composed of 3-β-D- galactopyranose-(1→4)-α-D/L-galactopyranose. For the evaluation of the neuroprotective effect of PST-Aa, albino Wistar rats, aged 6-9 weeks (250-290 g), were used. They were lesioned in the right striatum with 6-OHDA through stereotaxic surgery. After 24 hours, the animals were treated once daily by gavage for 14 days with doses of PST-Aa at 0.3 mg/kg and 3.0 mg/kg. On the 14th day, 1 hour after the last day of treatment, the animals were subjected to behavioral tests. The neuroprotective effects assessed through the open-field test showed that PST-Aa at doses of 0.3 mg/kg and 3.0 mg/kg increased the number of crossings by 32.92% and 21.47%, and the number of rearing by 83.25% and 100.5%, respectively. The grooming activity was reduced by doses of 0.3 mg/kg and 3.0 mg/kg by 57.28% and 53.47%, respectively, and the time spent motionless was reduced by 40.69% and 59.72%, respectively. The cylinder test demonstrated that animals treated with doses of 0.3 mg/kg and 3.0 mg/kg showed increased activity with the ipsilateral paw at (41.34±3.74) and (32.11±4.61), and with both paws at (21.73±2.86) and (32.34±2.47), respectively. The apomorphine test showed that the dose of 3.0 mg/kg was able to reduce the number of contralateral rotations by 61% compared to the 6-OHDA group. On the 15 day, the animals were decapitated, and their brains (including the ipsilateral and contralateral striatum, hippocampus, and prefrontal cortex) were removed. The results demonstrated that PST-Aa at a dose of 3.0 mg/kg showed anti-nitrosative effects in the region of the ipsilateral striatum (24.09±4.78). PST-Aa reduced lipid peroxidation in the hippocampus region at doses of 0.3 mg/kg (26.98±0.68) and 3.0 mg/kg (27.65±1.37), and exhibited antioxidant effects by elevating GSH levels in the contralateral striatum region at doses of 0.3 mg/kg (334.7±15.13) and 3.0 mg/kg (306.8±7.44). Thus, PST-Aa suggests new promising sources in the treatment of neurodegenerative disorders.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74910
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/9900168425101451
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0001-5067-2110
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/3839272083508826
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
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