Mecanismos de neurotoxicidade induzidos pela Dopamina e pela 6–OH-dopamina num modelo celular humano: efeito da presença de extratos de algas com elevada capacidade antioxidante

O aumento da esperança média de vida tem elevado a prevalência de doenças neurodegenerativas, como é o caso da doença de Parkinson. Nos últimos anos a procura de novas soluções terapêuticas, assim como a minimização dos efeitos dos tratamentos atualmente utilizados tem promovido a procura de novas soluções. Deste modo, o objetivo deste trabalho consistiu no estudo dos mecanismos moleculares de neurotoxicidade induzidos pela dopamina (DA) e 6-hidroxidopamina (6-OHDA) num modelo celular do neuroblastoma humano (SH-SY5Y), bem como na avaliação do potencial neuroprotetor de extratos de algas com elevada capacidade antioxidante. O efeito neurotóxico da DA e 6-OHDA, assim como o efeito protetor dos extratos das algas com maior atividade antioxidante (Sargassum muticum, Saccorhiza polyschides, Padina pavonica, Codium tomentosum, Ulva compressa) foi avaliado através da viabilidade celular das células SH-SY5Y utilizando o método de MTT. De modo a compreender os efeitos induzidos na viabilidade celular pela DA e 6-OHDA procedeu-se ao estudo da atividade da caspase-3, alterações do potencial mitocondrial e quantificação de H2O2. Os resultados demonstraram um claro efeito dependente da concentração da DA (30-3000μM) e 6-OHDA (10-1000μM) na viabilidade celular das células SH-SY5Y, bem como do tempo de exposição (6-48h). No que diz respeito a prevenção do efeito neurotóxico da DA (1000μM (56,41±5,05% de células viáveis); 24h) e 6-OHDA (100μM (66,76±3,24% de células viáveis);24h) pelos extratos das algas (1mg/mL; 24h) verificou-se que os extratos que apresentaram um efeito preventivo mais marcado pertencem as algas Sargassum muticum (82,37±6,41% de células viáveis e 115,8±8,53% de células viáveis, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente), Saccorhiza polyschides (89,26±8,62% de células viáveis e 106,51±4,26% de células viáveis, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente) e Codium tomentosum (81,28±3,68% de células viáveis e 103,17±7,25% de células viáveis, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). A morte celular induzida pela DA e pela 6-OHDA foi acompanhada pelo aumento da atividade da caspase-3 quando comparado com o controlo (DA - 66,46±1,49fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto; 6-OHDA - 22,56±1,71fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto; controlo – 4,8 ±0,48fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto), pela presença de elevadas quantidades de peróxido de hidrogénio (H2O2) (363,81±28,58 % do controlo e 214,26 ± 8,46 % do controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente) e pela despolarização da membrana mitocondrial (162,3±2,34 % do controlo e 144,7±2,87 % do controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). Por sua vez, durante o tratamento com extratos das algas (1mg/mL) na presença de DA e 6-OHDA verificou-se uma inibição da atividade da caspase-3 induzida pelas algas Sargassum muticum (2,53±2,49fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto e 4,52±1,36 fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente), Saccorhiza polyschides (4,71±0,70fluorescência (u.a.)/mg de proteína/minuto e 2,73±1,11 fluorescência (u.a.)/mg de proteína/minuto, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente) e Codium tomentosum (17,05±1,72fluorescência (u.a.)/mg de proteína/minuto e 2,58±1,77fluorescência (u.a)/mg de proteína/minuto, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). De igual modo verificou-se uma diminuição da produção de H2O2 pelas células SH-SY5Y na presença dos extratos das algas Sargassum muticum (132,58 ± 10,68% controlo), Saccorhiza polyschides (150,54 ± 23,54% controlo) e Codium tomentosum (54,074 ± 6,66% do controlo), quando expostas a 6-OHDA, contudo não se verificou o mesmo efeito na presença de DA. Relativamente ao potencial mitocondrial observou-se uma inibição da despolarização mitocondrial induzida pela DA e 6-OHDA nas células SH-SY5Y pela presença dos extratos das algas Sargassum muticum (135,7±2,97% controlo e 49,3±1,17% controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente), Saccorhiza polyschides (126,7±5,46% controlo e 94,3±1,70% controlo, após tratamento com DA e 6-OHDA, respetivamente). Os resultados obtidos demonstraram o potencial citoprotetor dos extratos de algas sobre efeitos neurotóxicos induzidos pela DA e 6-OHDA no modelo celular SH-SY5Y. O efeito protetor é mediado pela diminuição da condição de stress oxidativo, com redução da produção de H2O2, diminuição da atividade da caspase-3 e prevenção da alteração do potencial mitocondrial induzido pela DA e 6-OHDA. Conclui-se que os extratos de algas produzem moléculas bioativas com elevado potencial antioxidante, podendo ser uma fonte promissora de novos compostos neuroprotetores com aplicação terapêutica para doenças neurodegenerativas como a doença de Parkinson.

Avaliação da sensibilidade ao H2O2 de diferentes linhas celulares humanas: estabelecimento de modelos celulares para avaliação da capacidade antioxidante de moléculas ou extratos

Os organismos marinhos são considerados uma fonte de novos compostos bioativos com enorme potencial biotecnológico. As bactérias associadas a macroalgas têm vindo a ser estudadas devido à produção de metabolitos secundários com atividades biológicas. Neste trabalho foram isoladas e identificadas 90 bactérias associadas às macroalgas Asparagopsis armata, Bifurcaria bifurcata e Sphaerococcus coronopifolius com diferentes características fenotípicas, sendo identificadas relativamente ao seu género através da sequenciação do gene 16S RNA. A extração de compostos bioativos foi realizada com os solventes metanol e diclorometano (1:1). A capacidade antioxidante dos extratos das bactérias associadas foi avaliada através do método fluorimétrico ORAC (oxygen radical absorbent capacity), da quantificação total de polifenóis (QTP) e da capacidade de redução do radical 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH). O efeito citotóxico do H2O2 foi testado nos modelos celulares SH-SY5Y, MCF-7 e HepG-2, representativos de células humanas neuronais, epiteliais da glândula mamária e hepáticas, respetivamente. Os extratos com maior capacidade antioxidante foram testados nos modelos celulares em condições de stress oxidativo induzido pelo H2O2. Os resultados foram revelados pelo método de 3-[4,5- dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT). O género de bactérias mais representativo identificado em associação com Asparagopsis armata, Bifurcaria Bifurcata e Sphaerococcus coronopifolius foi Vibrio sp. com 40%, 48,72% e 28,57%, respetivamente. Os géneros de bactérias menos representativos identificados em associação com Asparagopsis armata foram Bacillus sp., Cobetia sp. e Erwinia sp., com uma ocorrência de 3,33%. Por sua vez, Citricoccus sp., Cellulophaga sp., Ruegeria sp. e Staphylococcus sp. foram os géneros de bactérias menos representativos associados a Bifurcaria Bifurcata (2,56%). Os géneros menos representativos identificados em associação com Sphaerococcus coronopifolius foram Bacillus sp. e Holomonas sp. com uma ocorrência de 9,52%. O extrato da bactéria associada que apresentou maior potencial antioxidante avaliado pelos métodos de ORAC (3603,66 ± 80,14 μmol eq. Trolox/g extrato), QTP (53,854 ± 3,02 mg eq. ácido gál./g extrato) e DPPH (20,21 (14,41-28,34) μg.mL-1) foi a BB16 (Shewanella sp.), associada à alga Bifurcaria bifurcata. O efeito induzido pelo H2O2 foi bastante distinto na redução da viabilidade celular, com IC50 distintos, nas células SH-SY5Y (206,0 μM (150,4 – 282,2)), MCF-7 (450,2 μM (388,0 – 522,5)) e HepG-2 (1058,0 μM (847,3 – 1321,0)).A elevada atividade antioxidante do extrato da bactéria associada à alga Bifurcaria bifurcata (0,1mg.mL-1; BB16 – Shewanella sp.) permitiu a prevenção do efeito induzido pelo H2O2 na linha celular SH-SY5Y (IC50 - 431,7 μM (360,1 – 517,6). Em conclusão, as bactérias associadas das macroalgas Asparagopsis armata, Bifurcaria bifurcata e Sphaerococcus coronopifolius podem ser uma excelente e interessante fonte de compostos marinhos naturais com um elevado potencial antioxidante.

Avaliação da Capacidade Antioxidante e da Estabilidade Após Embalamento a Vácuo de Hambúrgueres de Pata-roxa (Scyliorhinus canicula).

Toneladas de pescado são desperdiçadas diariamente aquando do processamento do peixe e o hambúrguer de pata-roxa foi desenvolvido para reaproveitar esse pescado subvalorizado e para ser uma fonte nutricional rica em antioxidantes. No presente trabalho, pretendeu-se comprovar o potencial antioxidante antes e após o tratamento térmico do hambúrguer de pata-roxa, e o potencial citotóxico e antiproliferativo sobre um modelo celular do cancro da mama (MCF-7). Foi também observada a estabilidade do hambúrguer de pata-roxa embalado a vácuo e refrigerado. A extração dos compostos fitoquímicos foi realizada com solventes de polaridade distinta (água, metanol e diclorometano) e com diferentes durações do processo (12h e 24h). O tratamento térmico aplicado foi vinte minutos a 180ºC. O potencial antioxidante foi avaliado pela capacidade de redução do radical livre 1,1-difenil-2-picrilhidrazil (DPPH) e pela capacidade de redução de radicais de oxigénio (ORAC), e através da quantificação total de polifenóis (QTP) pelo método de Folin-Ciocalteu (FC). O potencial citotóxico e antiproliferativo foi avaliado na linha celular MCF-7, cujos resultados foram revelados por ensaios espectrofotométricos (método do brometo de 3- (4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difenil tetrazólio (MTT)) e fluorimétricos (método de acetoxi-metil éster de calceína (calceína-AM)). A estabilidade do hambúrguer de pataroxa em vácuo e refrigerado foi avaliada através do estudo microbiológico com metodologias de referência (contagens de “totais” e produtores de sulfureto de hidrogénio (H2S) aeróbios e anaeróbios, esporos de Clostridium sulfitos-redutores, enterobactérias, Escherichia coli e pesquisa de Salmonella spp.), da determinação do índice de ácido tiobarbitúrico (TBA) e da avaliação da cor do hambúrguer pelo sistema CIE-L*a*b*. Os ensaios de DPPH e ORAC comprovaram a atividade antioxidante do extrato de hambúrguer de pata-roxa (metanol, 12h) com 79,5% de redução do DPPH e 8603,01μmol ET/100g para amostras sem tratamento térmico, e 87,4% de redução do DPPH e 2567,27μmol ET/100g para amostras com tratamento térmico. Quanto ao conteúdo fenólico, os extratos (metanol, 12h) revelaram 17,13mg EAG/100g do hambúrguer cru e 31,81mg EAG/100g do hambúrguer cozinhado. A extração de 24 horas não aumentou a quantidade de compostos fitoquímicos presentes no extrato. O hambúrguer apenas revelou ainda um potencial citotóxico in vitro relevante na linha celular MCF-7 (1mg/mL, 24h).Apesar do abuso observado na temperatura de armazenamento em refrigeração (temperatura média de 10,3ºC), o hambúrguer de pata-roxa cru, quando submetido ao embalamento a vácuo, apresentou um aumento no período de vida útil de prateleira de 4 dias relativamente à pata-roxa. Foi detetada a presença de esporos de Clostridium sulfito-redutores e 1,0x101ufc E. coli por 1g de hambúrguer de pata-roxa. Não foi detetada a presença de Salmonella spp. O índice de TBA manteve-se estável, mas o hambúrguer de pata-roxa sofreu uma perda na vivacidade (Cab) e na tonalidade (hab) da cor ao fim de 6 dias em refrigeração. É necessário continuar o estudo para melhorar o novo produto alimentar funcional, mas o presente trabalho permitiu concluir que o hambúrguer de pata-roxa reúne as condições para ter um elevado potencial antioxidante, apresentar maior estabilidade em armazenamento e, em simultâneo, constituir uma solução para o desperdício de pescado.

Aplicação de revestimentos edíveis à base de subprodutos da indústria do pescado na preservação de atum fresco

Hoje em dia, a indústria do pescado enfrenta muitos desafios e oportunidades, uma vez que o peixe é um alimento extremamente perecível em comparação com outros produtos. Por outro lado, este setor gera uma elevada quantidade de subprodutos, das operações tradicionais de filetagem ou de corte em postas. O aproveitamento desses subprodutos assume assim uma importância muito grande, pois minimiza os problemas de produção e custo unitário das matérias-primas. A maior justificação, porém é de ordem nutricional, pois os subprodutos são uma fonte de nutrientes de baixo custo. Estes subprodutos ou partes subvalorizadas são ricos em proteínas de alto valor biológico e ricos em ácidos gordos polinsaturados da série ómega 3. Acrescenta ainda a presente conjetura económica, desfavorável às empresas do ramo alimentar portuguesas, principalmente às empresas de pescado (devido ao aumento progressivo no preço da matéria-prima) e, urge assim, valorizar os subprodutos e aumentar o tempo de vida útil do pescado fresco, no sentido de revitalizar o mercado. A utilização de revestimentos comestíveis é um método promissor que permite proteger a qualidade dos produtos da pesca, aumentando o tempo de prateleira, sem comprometer a frescura. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de revestimentos à base de gelatina de pele de atum (Thunnus obesus) (5%) com incorporação de extrato de algas (Codium spp e Fucus vesiculosus) (1%) na qualidade físico-química e microbiológica de atum fresco, durante o armazenamento (12 dias a 4°C). Foram desenvolvidas três soluções de revestimento à base de gelatina extraída de peles de atum (G), com ou sem incorporação de extratos de macroalgas (Codium spp (GC) e Fucus vesiculosus (GF)). O método de extração de gelatina a partir de peles de atum foi selecionado com base no rendimento do processo. Os revestimentos foram aplicados por aspersão aos lombos de atum fresco. Ao longo de 12 dias de armazenamento a 4 ± 1°C foram efetuadas várias análises físicas e químicas às postas de atum para poder avaliar o efeito dos revestimentos na manutenção da qualidade do produto. O trabalho realizado demonstrou que a metodologia de extração utilizada permite obter um rendimento na ordem dos 29%. Os revestimentos desenvolvidos juntamente com uma temperatura de armazenamento de 4 °C mostram ser a boa opção para manter os parâmetros de tempo de prateleira do atum durante 12 dias. O teor de azoto básico volátil e o número total de microrganismos apresentam valores inferiores aos limites máximos recomendados, a cor vermelha mantém-se durante mais dias e o valor de pH mantém-se inferior ao controlo para as amostras com revestimento ao fim dos 12 dias. Em suma, a utilização de revestimentos à base de gelatina de peles de atum pode ser uma boa opção para prolongar o tempo de prateleira do atum refrigerado. Por outro lado, o aproveitamento dos subprodutos comestíveis das operações de transformação do atum assume uma importância muito grande, pois minimiza os problemas de produção e custo unitário das matérias-primas.