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Type: Dissertação
Title: Análise da atividade antiviral in vitro de compostos fenólicos como potencial alternativa para o controle do SARS-CoV-2
Title in English: Analysis of the in vitro antiviral activity of phenolic compounds as a potential alternative for the control of SARS-CoV-2
Authors: Brisighello, Camila Sillos Rosas
Advisor: Fernandes, Cléberson de Freitas
Co-advisor: Fernandes, Carla Freire Celedonio
Keywords in Brazilian Portuguese : SARS-CoV-2;COVID-19;Ácido elágico;Produtos naturais
Keywords in English : SARS-CoV-2;COVID-19;Ellagic acid;Natural products
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Issue Date: 2024
Citation: BRISIGHELLO, Camila Sillos Rosas. Análise da atividade antiviral in vitro de compostos fenólicos como potencial alternativa para o controle do SARS-CoV-2. 2024. 87 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia de Recursos Naturais) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
Abstract in Brazilian Portuguese: A emergência sanitária gerada pela pandemia COVID-19 nos últimos anos instigou a busca por estratégias científicas para a mitigação de danos provocados pelo vírus ao ser humano. Mesmo com medicamentos aprovados pela FDA ainda há restrição de uso em pacientes e alguns estão disponíveis apenas para uso hospitalar. Além disso, o custo mais elevado desses medicamentos pode representar um desafio para a ampla acessibilidade. A biodiversidade brasileira é uma fonte promissora para a prospecção de moléculas com potencial terapêutico. Diante disso, abre-se um horizonte de oportunidades para a descoberta e desenvolvimento de novas estratégias no controle do SARS-CoV-2. Este trabalho visou investigar a atividade antiviral de compostos fenólicos da biodiversidade brasileira e a interação destes com alvos proteicos específicos do SARS-CoV-2. Assim, moléculas obtidas a partir de compostos presentes na extratoteca da Embrapa Agroindústria Tropical (Tropical DB) foram avaliadas quanto à viabilidade celular e atividade antiviral. Na primeira triagem foram empregadas células Vero pelo método de redução do brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazólio (MTT). As concentrações obtidas que mantiveram a viabilidade acima de 70% em teste MTT foram utilizadas nos ensaios de neutralização viral (PRNT). A partir dos resultados de PRNT, foram realizados ensaios in silico de ancoragem molecular para as moléculas selecionadas contra três alvos: proteína Spike, protease Mpro e RNA-Polimerase RNA-Dependente (RdRp). Os três compostos selecionados na triagem foram: ácido clorogênico, ácido elágico e timol, sendo as concentrações que reduzem a viabilidade e estado metabólico celular em até 30% de: 100 μg/mL; 3,125 μg/mL e 25 μg/mL, respectivamente. Os resultados do teste PRNT, quando as moléculas em contato diretamente com o vírus, mostraram percentual de formação de placas virais de 96,7%, 30,9% e 89,1% para o ácido clorogênico, ácido elágico e timol, respectivamente. O ácido elágico se destacou pela inibição viral de 69.1%. Nenhum dos compostos fenólicos analisados apresentaram atividade viral quando foram analisados se atuavam isoladamente nas células. A IC50 do ácido elágico foi 0,3492 µg/mL. Na ancoragem molecular, o ácido clorogênico obteve melhor desempenho de energia quando avaliado para a proteína S, o ácido elágico obteve maior valor de pontuação para RdRp e o timol obteve triplo modo de ação. Destaca-se o potencial, especialmente do ácido elágico, como uma possível molécula candidata para estudos futuros que visem desenvolver alternativas de tratamento para a COVID-19. Esta molécula pode ser utilizada na suplementação humana beneficiando indivíduos com alto risco de complicações graves de COVID-19 e beneficiando países com restrições financeiras e de infraestrutura de saúde. Essas descobertas enfatizam a importância de pesquisas que buscam estabelecer novas alternativas na descoberta de agentes antivirais, contribuindo para a compreensão da importância da evolução dos produtos derivados de compostos naturais.
Abstract: The health emergency generated by the COVID-19 pandemic in recent years has instigated the search for scientific strategies to mitigate the damage caused by the virus to humans. Even with FDA-approved drugs, there are still restrictions on their use in patients and some are only available for hospital use. In addition, the higher cost of these drugs can pose a challenge to widespread accessibility. Brazilian biodiversity is a promising source for prospecting molecules with therapeutic potential. This opens up a horizon of opportunities for the discovery and development of new strategies for controlling SARS-CoV-2. This work aimed to investigate the antiviral activity of phenolic compounds from Brazilian biodiversity and their interaction with specific protein targets of SARS-CoV-2. Thus, molecules obtained from compounds present in the extract library of Embrapa Agroindústria Tropical (Tropical DB) were evaluated for cell viability and antiviral activity. In the first screening, Vero cells were used using the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) reduction method. The concentrations obtained which maintained viability above 70% in the MTT test were used in the viral neutralization tests (PRNT). Based on the PRNT results, in silico molecular docking tests were carried out for the selected molecules against three targets: Spike protein, Mpro protease and RNA-Dependent RNA-Polymerase (RdRp). The three compounds selected in the screening were: chlorogenic acid, ellagic acid and thymol, with concentrations that reduce cell viability and metabolic status by up to 30% of: 100 μg/mL; 3.125 μg/mL and 25 μg/mL, respectively. The results of the PRNT test, when the molecules were directly in contact with the virus, showed a percentage of viral plaque formation of 96.7%, 30.9% and 89.1% for chlorogenic acid, ellagic acid and thymol, respectively. Ellagic acid stood out for its 69.1% viral inhibition. None of the phenolic compounds analyzed showed viral activity when they were analyzed if they acted alone on the cells. The IC50 of ellagic acid was 0.3492 µg/mL. In molecular docking, chlorogenic acid had the best energy performance when evaluated for protein S, ellagic acid had the highest score for RdRp and thymol had a triple mode of action. This highlights the potential, especially of ellagic acid, as a possible candidate molecule for future studies aimed at developing treatment alternatives for COVID-19. This molecule can be used in human supplementation, benefiting individuals at high risk of serious complications from COVID-19 and benefiting countries with financial and health infrastructure restrictions. These findings emphasize the importance of research that seeks to establish new alternatives in the discovery of antiviral agents, contributing to the understanding of the importance of the evolution of products derived from natural compounds.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77093
Author's ORCID: https://orcid.org/0009-0004-5194-4690
Author's Lattes: https://lattes.cnpq.br/8892095814766142
Advisor's ORCID: http://orcid.org/0000-0001-5269-1139
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/7426209328649448
Co-advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8586-2782
Co-advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/3922481112087617
Access Rights: Acesso Aberto
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