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.

Avaliação da estabilidade físico-química de óleo alimentar suplementado com extrato de carqueja

A prevenção da oxidação lipídica, uma das principais causas de degradação de óleos alimentares, pode ser efetuada pela adição de antioxidantes. A preocupação pelo consumo de alimentos mais saudáveis e isentos de aditivos sintéticos tem contribuído para a crescente procura de antioxidantes naturais provenientes de plantas, que possam substituir os antioxidantes sintéticos em óleos e gorduras alimentares. O presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito da adição de extrato de carqueja (Pterospartum tridentatum), em concentrações diferentes (500 mg/kg e 1000 mg/kg), na estabilidade físico-química de óleo alimentar submetido a três ciclos de aquecimento (9 horas cada) a 180ºC e de óleo armazenado à temperatura ambiente durante 30 dias. O extrato de carqueja foi obtido por extração em etanol, tendo-se alcançado um rendimento de 60,2%±0,225. Determinou-se a capacidade antioxidante do extrato de carqueja por avaliação da capacidade de redução do radical 1,1-difenil-2-picrilhidrazil (DPPH) e pelo método de Folin-Ciocalteu. Os resultados demonstraram que o extrato tem uma atividade antioxidante de 61,7%±0,38 e um teor de compostos fenólicos de 22,4 mg de equivalentes de ácido gálico /g de extrato. A estabilidade físico-química do óleo alimentar foi estudada através da análise de diversos parâmetros, nomeadamente acidez, índice de peróxidos, índice de p-anisidina, absorvância no UV, índice de refração, cor e densidade. Os resultados evidenciaram um aumento de todos os parâmetros, com exceção da cor, ao longo do aquecimento do óleo bem como no seu armazenamento à temperatura ambiente. Este aumento foi mais relevante no óleo em processo de aquecimento uma vez que a 180ºC as reações de oxidação ocorrem mais rapidamente do que à temperatura ambiente. Observaram-se alterações mais acentuadas dos parâmetros físico-químicos no óleo sem extrato de carqueja comparativamente ao óleo suplementado com 500mg/kg e 1000mg/kg de extrato, comprovando-se o efeito do extrato de carqueja na redução da oxidação e, consequentemente, no aumento da estabilidade físico-química do óleo alimentar. O óleo suplementado com 1000mg/kg de extrato de carqueja revelou-se o mais estável à oxidação.

Assessment of anticancer properties of essential oils from aromatic plants of the sand dunes of peniche (portugal)

O cancro é um problema de saúde crescente no mundo e é a segunda causa de morte depois das doenças cardíacas. De acordo com a Agência Internacional de Investigação em Cancro (IARC) existem atualmente mais de 10 milhões de casos de cancro por ano no mundo. Os produtos naturais oferecem oportunidades de inovação na descoberta de novos fármacos. Neste sentido, os compostos naturais isolados a partir de plantas medicinais, como potenciais fontes de novas drogas anticancerígenas, têm tido um interesse crescente. Os Óleos Essenciais (OEs) são sintetizados pelas plantas e têm sido estudados pelas suas inúmeras atividades biológicas, incluindo anticancerígena, anti-inflamatória, antimicrobiana, antiviral, antioxidante e repelente de insetos. Este estudo tem como objetivos determinar a eficácia de OEs de seis espécies de plantas das dunas de Peniche (Portugal), como potenciais agentes terapêuticos anticancerígenos em linhas celulares de cancro da mama (MCF7) e do colo-rectal (RKO), assim como perceber o mecanismo de ação destes OEs. Neste estudo, partes aéreas de Artemisia campestris subsp. maritima, Crithmum maritimum, Eryngium maritimum, Juniperus turbinata subsp. turbinata, Otanthus maritimus e Seseli tortuosum foram colhidas na praia da Consolação, em Peniche (Portugal), e os seus OEs isolados através de hidrodestilação. A composição química dos OEs foi investigada por cromatografia gasosa (GC) e por cromatografia gasosa com espetrofotometria de massa (GC-MS) e os compostos maioritários foram descritos para cada óleo. Para avaliar a atividade anticancerígena nas linhas celulares MCF7 e RKO, o método MTS (3- (4, 5-dimethyl- 2 -thiazolyl) - 2, 5-dyphenyl-2H-tetrazolium bromide) foi usado e a viabilidade celular avaliada, através de diluições sucessivas, a concentrações iniciais de 5 μL/mL e 1 μL/mL, com diluição de 1:2 e 1:10, respetivamente, comparando com o controlo (DMSO). De todos os OEs testados, a atividade anticancerígena foi descrita, em ambas as linhas celulares, como observado pela diminuição da viabilidade/proliferação celular – exceto o OE Eryngium maritimum a uma concentração inicial de 5 μL/mL.Com o objetivo de avaliar o mecanismo biológico de ação dos OEs, foi realizado um western blot para marcadores relativos ao bloqueio do ciclo celular e apoptose (p53, p21 e caspase 3 clivada), para Seseli tortuosum e Otanthus maritimus. Foi observado um aumento do nível proteína p53 nas células tratadas com estes OEs, sugerindo a indução de stress celular nas células cancerígenas testadas. No entanto, não foi observada caspase 3 clivada, sugerindo que a apoptose não terá sido a causa para a diminuição da viabilidade/proliferação celular observada. Foi ainda observado o aumento da expressão da p21 com os OEs selecionados, sugerindo que o tratamento com OE está associado ao bloqueio do ciclo celular. Para validar estas observações, a análise realizada por FACS, depois do tratamento indica um possível bloqueio do ciclo celular na fase G1. Concluindo, a concentração inicial de 5 μL/mL revelou ser muito tóxica para as linhas celulares testadas. No entanto, a uma concentração final de 1 μL/mL foi demonstrada uma diminuição da viabilidade/proliferação celular para todos os OEs. No estudo preliminar do mecanismo de ação dos OEs, foi demonstrado, face à presença da p21, que os óleos de Seseli tortuosum e Otanthus maritimus atuam bloqueando o ciclo celular. Para comprovar estes resultados, o FACS realizado (apenas no OE de Seseli tortuosum) revelou que este bloqueio pode ocorrer, pelo aumento da percentagem de células observadas, na fase G1. Estes resultados demonstram o interesse destes OEs de Peniche na procura de novos agentes quimo preventivos contra a progressão do cancro da mama e colo-rectal.