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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77305
Type: | Tese |
Title: | Bioprospecting hydroxylated chalcones in in vitro model of ischemia-reoxygenation and probing NOX4 interactions via molecular docking |
Title in English: | Bioprospecting hydroxylated chalcones in in vitro model of ischemia-reoxygenation and probing NOX4 interactions via molecular docking |
Authors: | Ali, Arif |
Advisor: | Martins, Alice Maria Costa |
Co-advisor: | Silva Junior, Geraldo Bezerra da |
Keywords in Brazilian Portuguese : | Estresse Oxidativo;Mitocôndria;Apoptose;Antioxidantes |
Keywords in English : | Oxidative Stress;Mitochondria;Apoptosis;Antioxidants;Glutathione |
Knowledge Areas - CNPq: | CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::FARMACIA |
Issue Date: | 2024 |
Citation: | ALI, Arif. Bioprospecting hydroxylated chalcones in in vitro model of ischemia-reoxygenation and probing NOX4 interactions via molecular docking. 2024. 62 f. Tese (Doutorado em Farmacologia) – Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024. Disponível em: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/ 77305. Acesso em: 17 jul. 2024 |
Abstract in Brazilian Portuguese: | A lesão de isquemia e reperfusão (I/R) é uma causa prevalente de lesão renal aguda (LRA) em várias condições clínicas, incluindo transplante renal, cirurgias cardíacas e nefrectomia, contribuindo significativamente para a alta taxa de mortalidade e morbidade em todo o mundo. O objetivo deste estudo foi avaliar o papel protetor das 2'- hidroxichalconas no tratamento da LRA induzida por I/R, visando as principais vias patológicas, incluindo geração de ROS, apoptose precoce, necrose, sistema antioxidante e interações NOX4. Os derivados das chalconas são amplamente estudados devido à sua estrutura simples e inúmeras atividades biológicas, como ações antioxidantes, anti- inflamatórias, antimicrobianas, anticancerígenas, antidiabéticas, psicoativas e neuroprotetoras. Portanto, considerando a forte ação antioxidante juntamente com outros papéis farmacológicos dos derivados da chalcona, seis 2'-hidroxichalconas foram sintetizadas por meio de uma reação de condensação de Claisen-Schmidt iniciada com 2-hidroxiacetofenona. Esses derivados de chalcona foram então analisados quanto ao seu papel protetor na LRA induzida por I / R em células HK-2. Primeiramente, a viabilidade celular foi analisada por meio do ensaio MTT, seguido de citometria de fluxo para apoptose, necrose, geração de ROS e avaliação do potencial transmembrana mitocondrial. O efeito das moléculas de chalcona no balanço oxidação-redução foi avaliado analisando seu efeito sobre TBARS, GSH e SOD. As alterações morfológicas induzidas pela I/R foram avaliadas por meio de microscópio eletrônico de varredura (MEV). Para identificar uma interação com NOX4, foi realizado docking molecular. Os resultados do estudo mostraram que, entre seis 2'-hidroxichalconas; (E)-1-(2- hidroxifenil)-3-(4-metoxifenil)-prop-2-en-1-ona (chalcona A4) aumentou significativamente a viabilidade das células HK-2 em comparação com o grupo I/R. A chalcona A4 reduziu os eventos de morte celular reduzindo a geração de ROS citoplasmáticas e o potencial transmembrana mitocondrial. Da mesma forma, o tratamento com chalcona A4 aumentou a atividade de GSH e SOD enquanto reduziu o nível de TBARS, sinalizando sua forte ação antioxidante. As imagens de MEV mostraram ação protetora da chalcona A4 em células HK-2, onde reverteu as alterações morfológicas induzidas por I/R, incluindo apoptose, bolhas e fragmentação do citoplasma. Além disso, o estudo in silico da chalcona A4 demonstrou potenciais interações com a enzima NADPH oxidase 4, fornecendo assim mais evidências de seu papel protetor contra a LRA induzida por I/R. Esses resultados mostraram que o Chalcone A4 possui ação protetoras potenciais contra danos celulares induzidos por I/R, possivelmente devido ao seu forte potencial antioxidante e interação com a subunidade NOX4 da NADPH oxidase. |
Abstract: | Ischemia reperfusion injury (I/R) is a prevalent cause of acute kidney injury (AKI) in various clinical conditions including kidney transplant, cardiac surgeries, and nephrectomy, significantly contributing to high rate of mortality and morbidity around the globe. The aim of this study was to evaluate the protective role 2'-hydroxychalcones in treatment of I/R induced AKI by targeting main pathological pathways including generation of ROS, early apoptosis, necrosis, antioxidant system and NOX4 interactions. Chalcones derivatives are studied widely due to their simple structure and numerous biological activities such as antioxidant, anti-inflammatory, anti-microbial, anticancer, antidiabetic, psychoactive and neuroprotective actions. Therefore, considering strong antioxidant action along with other pharmacological roles of chalcone derivatives, six 2'-hydroxychalcones were synthesized through a Claisen- Schmidt condensation reaction initiated with 2-hydroxyacetophenone. These chalcone derivatives were then analyzed for their protective role in I/R induced AKI in HK-2 cells. Primarily, cell viability was analyzed via MTT assay, followed by flow cytometry for apoptosis, necrosis, ROS generation and mitochondrial transmembrane potential evaluation. The effect of chalcone molecules on oxidation- reduction balance was evaluated by analyzing its effect on TBARS, GSH and SOD. The I/R induced morphological changes were assessed via scanning electron microscope (SEM). And to identify an interaction with NOX4, molecular docking was performed. The results of the study showed, that among six 2'-hydroxychalcones, (E)-1-(2-hydroxyphenyl)-3-(4-methoxyphenyl)-prop-2-en-1-one (chalcone A4) has significantly increased the HK-2 cells viability compared to I/R group. Chalcone A4 has reduced the cell death events by reducing generation of cytoplasmic ROS and mitochondrial transmembrane potential. Similarly, chalcone A4 treatment has increased GSH and SOD activity while reduced the level of TBARS, signaling towards its strong antioxidant action. The SEM images showed chalcone A4 protective action on HK-2 cells where it has reversed the I/R induced morphological alterations including apoptosis blebbing’s and cytoplasm fragmentation. Moreover, in silico study of chalcone A4 demonstrated potential interactions with NADPH oxidase 4 enzyme, hence providing further evidences of their protective role against I/R induced AKI. These results showed that Chalcone A4 possess potential protective action against I/R induced cellular damage possibly due to its strong antioxidant potential and interaction with NOX4 subunit of NADPH oxidase. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77305 |
Author's ORCID: | https://orcid.org/0000-0003-1763-1362 |
Author's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/1674003114374124 |
Advisor's ORCID: | https://orcid.org/0000-0001-8160-2027 |
Advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/7532334620264577 |
Co-advisor's ORCID: | https://orcid.org/0000-0002-8971-0994 |
Co-advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/7234328753543020 |
Access Rights: | Acesso Aberto |
Appears in Collections: | PPGF - Teses defendidas na UFC |
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