Efeito dos extratos orgânicos, frações e substância isolada da cianobactéria marinha Geitlerinema sp. sobre funções mediadas por receptores Fcγ em neutrófilos humanos
| Ano de defesa: | 2025 |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17147/tde-24092025-115225/ |
Resumo: | Os neutrófilos são células-chave do sistema imunológico, mas também estão envolvidos na patogênese de doenças inflamatórias crônicas, tornando-os alvos para o desenvolvimento de novos compostos terapêuticos. As cianobactérias marinhas são organismos procarióticos capazes de produzir compostos naturais com estruturas químicas únicas e forte atividade antioxidante e anti-inflamatória. Este estudo teve como objetivo examinar se extratos, frações e compostos isolados de cianobactéria marinha Geitlerinema sp. modulam as funções efetoras de produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) e liberação de armadilhas extracelulares mediadas por receptores Fcγ (FcγR) de neutrófilos humanos, bem como avaliar o efeito sobre a expressão desses receptores. A biomassa e o meio de cultura de cianobactérias cultivadas por 90 dias foram extraídos por partição líquido-líquido em acetato de etila (AcOET) e metanol (MeOH). Em seguida, a biomassa foi filtrada e o extrato foi fracionado por cromatografia líquida a vácuo usando sílica como fase estacionária e gradientes de polaridade crescente de AcOEt e MeOH como fase móvel. O isolamento e a caracterização da substância foram feitos usando cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa e análises estatísticas multivariadas não supervisionadas e supervisionadas. Neutrófilos foram isolados de amostras de sangue periférico de indivíduos saudáveis e tratados com os extratos e suas respectivas frações. A citotoxicidade dos extratos e frações sobre os neutrófilos foi determinada pelos ensaios de exclusão do azul de Trypan, liberação de lactato desidrogenase e redução do sal de tetrazólio. A produção de ERO foi analisada usando o ensaio de quimioluminescência dependente de luminol, a quantificação de armadilhas extracelulares de neutrófilos (NET) foi analisada usando o teste de Picogreen, imunocoloração e microscopia confocal. A expressão de FcγR foi analisada por imunofenotipagem e citometria de fluxo. Os extratos MeOH e suas frações A, B e C mostraram uma porcentagem menor citotoxicidade e suprimiram a produção de ERO de maneira dependente da concentração. A fração C mostrou os melhores resultados e rendimento de biomassa para isolamento. Então, o rendimento da fração C permitiu avançar para o isolamento de substâncias, tendo sido isolada a substância B3, a qual foi identificada como ácido palmítico ou ácido palmitoleico. A seguir, o efeito da substância B3 sobre os neutrófilos -citotoxicidade, produção de ERO, NET e expressão de Fcγ - foi analisado em comparação com ácido palmítico e ácido palmitoleico adquiridos comercialmente. Essas três substâncias reduziram a produção de ERO e liberação de NET. Em conclusão, esses resultados sugerem fortemente uma correspondência de identidade da substância B3 com o ácido palmítico ou ácido palmitoleico, revelando seu potencial farmacológico para o tratamento de desordens inflamatórias, onde a patogênese é mediada por produção excessiva de ERO e liberação de NET pelos neutrófilos. |
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Efeito dos extratos orgânicos, frações e substância isolada da cianobactéria marinha Geitlerinema sp. sobre funções mediadas por receptores Fcγ em neutrófilos humanosEffect of organic extracts, fractions and isolated substance from the marine cyanobacterium Geitlerinema sp. on functions mediated by Fcγ receptors in human neutrophilsArmadilhas extracelulares de neutrófilos (NETs)BioprospecçãoBioprospectingCianobactérias marinhasEspécies reativas de oxigênio (ERO)Marine cyanobacteriaNatural productsNeutrófilosNeutrophil extracellular traps (NETs)NeutrophilsPalmitic acidPalmitoleic acidProdutos naturaisReactive oxygen species (ROS)Os neutrófilos são células-chave do sistema imunológico, mas também estão envolvidos na patogênese de doenças inflamatórias crônicas, tornando-os alvos para o desenvolvimento de novos compostos terapêuticos. As cianobactérias marinhas são organismos procarióticos capazes de produzir compostos naturais com estruturas químicas únicas e forte atividade antioxidante e anti-inflamatória. Este estudo teve como objetivo examinar se extratos, frações e compostos isolados de cianobactéria marinha Geitlerinema sp. modulam as funções efetoras de produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) e liberação de armadilhas extracelulares mediadas por receptores Fcγ (FcγR) de neutrófilos humanos, bem como avaliar o efeito sobre a expressão desses receptores. A biomassa e o meio de cultura de cianobactérias cultivadas por 90 dias foram extraídos por partição líquido-líquido em acetato de etila (AcOET) e metanol (MeOH). Em seguida, a biomassa foi filtrada e o extrato foi fracionado por cromatografia líquida a vácuo usando sílica como fase estacionária e gradientes de polaridade crescente de AcOEt e MeOH como fase móvel. O isolamento e a caracterização da substância foram feitos usando cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa e análises estatísticas multivariadas não supervisionadas e supervisionadas. Neutrófilos foram isolados de amostras de sangue periférico de indivíduos saudáveis e tratados com os extratos e suas respectivas frações. A citotoxicidade dos extratos e frações sobre os neutrófilos foi determinada pelos ensaios de exclusão do azul de Trypan, liberação de lactato desidrogenase e redução do sal de tetrazólio. A produção de ERO foi analisada usando o ensaio de quimioluminescência dependente de luminol, a quantificação de armadilhas extracelulares de neutrófilos (NET) foi analisada usando o teste de Picogreen, imunocoloração e microscopia confocal. A expressão de FcγR foi analisada por imunofenotipagem e citometria de fluxo. Os extratos MeOH e suas frações A, B e C mostraram uma porcentagem menor citotoxicidade e suprimiram a produção de ERO de maneira dependente da concentração. A fração C mostrou os melhores resultados e rendimento de biomassa para isolamento. Então, o rendimento da fração C permitiu avançar para o isolamento de substâncias, tendo sido isolada a substância B3, a qual foi identificada como ácido palmítico ou ácido palmitoleico. A seguir, o efeito da substância B3 sobre os neutrófilos -citotoxicidade, produção de ERO, NET e expressão de Fcγ - foi analisado em comparação com ácido palmítico e ácido palmitoleico adquiridos comercialmente. Essas três substâncias reduziram a produção de ERO e liberação de NET. Em conclusão, esses resultados sugerem fortemente uma correspondência de identidade da substância B3 com o ácido palmítico ou ácido palmitoleico, revelando seu potencial farmacológico para o tratamento de desordens inflamatórias, onde a patogênese é mediada por produção excessiva de ERO e liberação de NET pelos neutrófilos.Neutrophils are key cells of the immune system, but they are also involved in the pathogenesis of chronic inflammatory diseases, making them targets for the development of new therapeutic compounds. Marine cyanobacteria are prokaryotic organisms capable of producing natural compounds with unique chemical structures and strong antioxidant and anti-inflammatory activity. The aim of this study was to examine whether extracts, fractions, and isolated compounds from the marine cyanobacterium Geitlerinema sp. modulate the effector functions of reactive oxygen species (ROS) production and extracellular trap release mediated by Fcγ receptors (FcγR) in human neutrophils, as well as evaluate the effect on the expression of these receptors. The biomass and culture medium of cyanobacteria cultivated for 90 days were extracted by liquid-liquid partitioning using ethyl acetate (AcOEt) and methanol (MeOH). Then, the biomass was filtered, and the extract was fractionated by vacuum liquid chromatography using silica as the stationary phase and increasing polarity gradients of AcOEt and MeOH as the mobile phase. The isolation and characterization of the substance were performed using gas chromatography coupled with mass spectrometry and unsupervised and supervised multivariate statistical analyses. Neutrophils were isolated from peripheral blood samples of healthy individuals and treated with the extracts and their respective fractions. The cytotoxicity of the extracts and fractions on neutrophils was determined by Trypan blue exclusion assay, lactate dehydrogenase release, and tetrazolium salt reduction assays. ROS production was analyzed using the luminol-dependent chemiluminescence assay, and the quantification of neutrophil extracellular traps (NETs) was analyzed using the Picogreen assay, immunostaining, and confocal microscopy. FcγR expression was analyzed by immunophenotyping and flow cytometry. The MeOH extracts and their fractions A, B, and C showed a lower percentage of cytotoxicity and suppressed ROS production in a concentration-dependent manner. Fraction C showed the best results and biomass yield for isolation. Therefore, the yield of fraction C allowed for the advancement to substance isolation, and substance B3 was isolated, which was identified as palmitic acid or palmitoleic acid. Next, the effect of substance B3 on neutrophils - cytotoxicity, ROS production, NETs, and FcγR expression - was analyzed and compared with commercially acquired palmitic acid and palmitoleic acid. These three substances reduced ROS production and NET release. In conclusion, these results strongly suggest an identity match for substance B3 with either palmitic acid or palmitoleic acid, revealing its pharmacological potential for the treatment of inflammatory disorders, where pathogenesis is mediated by excessive ROS production and NET release by neutrophils. To our knowledge, this is the first study to demonstrate the biological activity of palmitic acid and palmitoleic acid on the regulation of ROS production and NETs by human neutrophils. Furthermore, the identification of the therapeutic potential of biodiversity products adds socio-environmental, scientific-technological, and economic value to the natural resources of the country, all in line with the sustainable development goals of the United Nations 2030 Agenda.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMachado, Cleni Mara MarzocchiPessoa, Allana Ferreira da Costa2025-07-10info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17147/tde-24092025-115225/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-12-15T19:56:02Zoai:teses.usp.br:tde-24092025-115225Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-12-15T19:56:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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