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.

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.