Identificação por ultrafiltração acoplada à CLUE-EM de ligantes enzimáticos de apirase a partir de fontes naturais e avaliação da sua atividade esquistossomicida in vitro e in vivo
Ano de defesa: | 2020 |
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Resumo: | O presente trabalho descreve a identificação de ligantes naturais da enzima apirase de batata, os quais podem ser potenciais substâncias esquistossomicidas, por meio da ultrafiltração (UF) acoplada à CLUE-ESI-QTOF-EM. Avaliou-se também a atividade esquistossomicida in vitro e in vivo de extratos vegetais selecionados e substâncias isoladas. Primeiramente, a cardamonina, substância com atividade esquistossomicida in vitro e com potencial de inibição da atividade das ATP difosfohidrolases, foi avaliada frente à sua atividade esquistossomicida in vivo e utilizada para selecionar as condições de incubação para a técnica de UF. Em seguida alguns extratos produzidos foram incubados com a apirase de batata e submetidos à UF acoplada a CLUE-ESI-QTOF-EM. Os picos cromatográficos dos ligantes da apirase foram selecionados para posterior fracionamento dos extratos vegetais e isolamento e purificação destas substâncias ligantes. As substâncias isoladas foram avaliadas frente à enzima apirase de batata e em ensaios esquistossomicidas in vitro e in vivo. Os resultados deste estudo demonstram que a cardamonina possui capacidade de se ligar e inibir a atividade enzimática da apirase de batata, apresentando IC50 de 49 M. Além disso, em modelo murino, a cardamonina (400mg/kg) foi capaz de reduzir em 46,81% o número total de vermes recuperados e 62,44% o número de ovos imaturos. Como resultado dos ensaios de UF acoplada à CLUE-ESI-QTOF-EM, o screening de amostras para seleção de potenciais ligantes e inibidores da enzima apirase de batata resultou na seleção de 3 extratos vegetais das espécies Ruta graveolens L. (Rutaceae), Acmella oleracea L. (Asteraceae) e Centela erecta L. (Apiaceae). Destes extratos isolaram-se os ligantes arborinina, espilantol e asiaticosídeo, respectivamente. Em relação à atividade enzimática, quando avaliados a 25 M, a arborinina, o espilantol e o asiaticosídeo foram capazes de inibir a enzima em 31,32%, 77,29% e 33,23%, respectivamente. No estudo esquistossomicida in vitro a fração Rg-F4, oriunda do extrato de R. graveolens, e o extrato de A. oleracea, causaram a morte de todos os parasitos após 24h e 48h de incubação. O extrato de C. erecta (100 μg/mL) causou a morte somente dos vermes machos, enquanto as fêmeas tiveram apenas pequena redução da atividade motora, após 24h de incubação, sendo todos os parasitos mortos após 48 h de incubação. O espilantol (100 μM) causou a morte de todos os parasitos após 24 h de incubação. Já o asiaticosídeo (400mg/kg), quando avaliado no ensaio esquistossomicida in vivo, foi capaz de reduzir em 65,43% o número de vermes recuperados e, em 67,87% o número de ovos por grama de fezes. Os resultados obtidos neste estudo com a cardamonina sugerem que a apirase pode ser utilizada como molécula alvo em estudos de triagem para encontrar ligantes e possíveis inibidores das ATP difosfohidrolases de S. mansoni, a partir de extratos vegetais. Além disso, torna-se importante estudos adicionais para a investigação da atividade esquistossomicida in vivo da arborinina e do espilantol. |
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Primeiramente, a cardamonina, substância com atividade esquistossomicida in vitro e com potencial de inibição da atividade das ATP difosfohidrolases, foi avaliada frente à sua atividade esquistossomicida in vivo e utilizada para selecionar as condições de incubação para a técnica de UF. Em seguida alguns extratos produzidos foram incubados com a apirase de batata e submetidos à UF acoplada a CLUE-ESI-QTOF-EM. Os picos cromatográficos dos ligantes da apirase foram selecionados para posterior fracionamento dos extratos vegetais e isolamento e purificação destas substâncias ligantes. As substâncias isoladas foram avaliadas frente à enzima apirase de batata e em ensaios esquistossomicidas in vitro e in vivo. Os resultados deste estudo demonstram que a cardamonina possui capacidade de se ligar e inibir a atividade enzimática da apirase de batata, apresentando IC50 de 49 M. 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Além disso, torna-se importante estudos adicionais para a investigação da atividade esquistossomicida in vivo da arborinina e do espilantol.The present work describes the identification of natural potato apyrase ligands, which may be potential schistosomicidal substances, through the ultrafiltration (UF) coupled with CLUE-ESI-QTOF-EM. In addition, in vitro and in vivo schistosomicidal activity of selected plant extracts and isolated substances were evaluated. Firstly, cardamonin, a substance with in vitro schistosomicidal and with potential to inhibit the activity of ATP diphosphohydrolases, was evaluated in the in vivo schistosomicidal assay and used to select the incubation conditions for the UF technique. Then some extracts produced were incubated with potato apyrase and submitted to UF coupled with CLUE-ESI-QTOF-EM. The chromatographic peaks of the ligands of apyrase were selected for further fractionation of the plant extracts and isolation and purification of these ligand substances. The isolated substances were evaluated in the potato apyrase inhibition activities assays, as well as in vitro and in vivo schistosomicidal assays. The results this study showed that the cardamonin binds and inhibits the potato apyrase enzymatic activity, with IC50 of 49 M. In addition, in a mouse model of schistosomiasis, cardamonin (400mg/kg) was able to reduce the total number of worms recovered in 46.81% and the number of immature eggs in 62.44%. As a result of the UF coupled with CLUE-ESI-QTOF-EM, the screening of samples for the selection of potential ligands and inhibitors of the potato apyrase enzyme resulted in the selection of 3 plant extracts of the species Ruta graveolens L. (Rutaceae), Acmella oleracea L. (Asteraceae) and Centela erecta L. (Apiaceae). From these extracts we isolate the ligands arborinine, spilanthol and asiaticoside, respectively. Regarding the enzymatic activity, when evaluated at 25 M, arborinine, spilanthol and asiaticoside, were able to inhibit the enzyme by 31.32%, 77.29% and 33.23%, respectively. In the in vitro schistosomicidal assay, the Rg-F4 fraction from R. graveolens extract and the A. oleracea extract caused the death of all parasites after 24h and 48h of incubation. C. erecta extract (100 μg/mL) caused only the death of male worms, while females had only a small reduction in motor activity after 24h of incubation, and all parasites were killed after 48h of incubation. Spilanthol (100 μM) caused the death all parasites after 24h of incubation. Asiaticoside (400mg/kg), when evaluated in the in vivo schistosomicide assay, was able to reduce in 65.43% the number of worms recovered and and 67.87% the number of eggs per gram of feces. The results obtained in this study with cardamonin suggest that apyrase may be used as a target molecule in screening studies to find S. mansoni ATP diphosphohydrolases ligands and possible inhibitors, from herbal extracts. In addition, further studies to investigate are important to investigate the in vivo schistosomicidal activity of arborinine and spilanthol.porUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em QuímicaUFJFBrasilICE – Instituto de Ciências ExatasAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICAUltrafiltraçãoCLUE-ESI-QTOF-EMApiraseProdutos naturaisEsquistossomoseUltrafiltrationApyraseNatural productsSchistosomiasisIdentificação por ultrafiltração acoplada à CLUE-EM de ligantes enzimáticos de apirase a partir de fontes naturais e avaliação da sua atividade esquistossomicida in vitro e in vivoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11826/1/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/11826/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ufjf/118262020-11-06 09:06:54.391oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2020-11-06T11:06:54Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false |
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Identificação por ultrafiltração acoplada à CLUE-EM de ligantes enzimáticos de apirase a partir de fontes naturais e avaliação da sua atividade esquistossomicida in vitro e in vivo Carvalho, Lara Soares Aleixo de CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA Ultrafiltração CLUE-ESI-QTOF-EM Apirase Produtos naturais Esquistossomose Ultrafiltration Apyrase Natural products Schistosomiasis |
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O presente trabalho descreve a identificação de ligantes naturais da enzima apirase de batata, os quais podem ser potenciais substâncias esquistossomicidas, por meio da ultrafiltração (UF) acoplada à CLUE-ESI-QTOF-EM. Avaliou-se também a atividade esquistossomicida in vitro e in vivo de extratos vegetais selecionados e substâncias isoladas. Primeiramente, a cardamonina, substância com atividade esquistossomicida in vitro e com potencial de inibição da atividade das ATP difosfohidrolases, foi avaliada frente à sua atividade esquistossomicida in vivo e utilizada para selecionar as condições de incubação para a técnica de UF. Em seguida alguns extratos produzidos foram incubados com a apirase de batata e submetidos à UF acoplada a CLUE-ESI-QTOF-EM. Os picos cromatográficos dos ligantes da apirase foram selecionados para posterior fracionamento dos extratos vegetais e isolamento e purificação destas substâncias ligantes. As substâncias isoladas foram avaliadas frente à enzima apirase de batata e em ensaios esquistossomicidas in vitro e in vivo. Os resultados deste estudo demonstram que a cardamonina possui capacidade de se ligar e inibir a atividade enzimática da apirase de batata, apresentando IC50 de 49 M. Além disso, em modelo murino, a cardamonina (400mg/kg) foi capaz de reduzir em 46,81% o número total de vermes recuperados e 62,44% o número de ovos imaturos. Como resultado dos ensaios de UF acoplada à CLUE-ESI-QTOF-EM, o screening de amostras para seleção de potenciais ligantes e inibidores da enzima apirase de batata resultou na seleção de 3 extratos vegetais das espécies Ruta graveolens L. (Rutaceae), Acmella oleracea L. (Asteraceae) e Centela erecta L. (Apiaceae). Destes extratos isolaram-se os ligantes arborinina, espilantol e asiaticosídeo, respectivamente. Em relação à atividade enzimática, quando avaliados a 25 M, a arborinina, o espilantol e o asiaticosídeo foram capazes de inibir a enzima em 31,32%, 77,29% e 33,23%, respectivamente. No estudo esquistossomicida in vitro a fração Rg-F4, oriunda do extrato de R. graveolens, e o extrato de A. oleracea, causaram a morte de todos os parasitos após 24h e 48h de incubação. O extrato de C. erecta (100 μg/mL) causou a morte somente dos vermes machos, enquanto as fêmeas tiveram apenas pequena redução da atividade motora, após 24h de incubação, sendo todos os parasitos mortos após 48 h de incubação. O espilantol (100 μM) causou a morte de todos os parasitos após 24 h de incubação. Já o asiaticosídeo (400mg/kg), quando avaliado no ensaio esquistossomicida in vivo, foi capaz de reduzir em 65,43% o número de vermes recuperados e, em 67,87% o número de ovos por grama de fezes. Os resultados obtidos neste estudo com a cardamonina sugerem que a apirase pode ser utilizada como molécula alvo em estudos de triagem para encontrar ligantes e possíveis inibidores das ATP difosfohidrolases de S. mansoni, a partir de extratos vegetais. Além disso, torna-se importante estudos adicionais para a investigação da atividade esquistossomicida in vivo da arborinina e do espilantol. |
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