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???metadata.dc.type???: Tese
Title: Prospecção das propriedades farmacobotânicas do óleo essencial in natura e nanoencapsulado de Siparuna guianensis Aubl. em modelo experimental para doença de Alzheimer
???metadata.dc.creator???: Martins, Regildo Max Gomes 
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Xavier Junior, Francisco Humberto
First advisor-co: Roque, Rosemary Aparecida
Second Advisor-co: Melo Filho, Antonio Alves de
???metadata.dc.contributor.referee1???: Alencar, Everton do Nascimento
???metadata.dc.contributor.referee2???: Gubert, Priscila
???metadata.dc.contributor.referee3???: Vale, Eunice da Silva Medeiros do
???metadata.dc.contributor.referee4???: Veiga Junior, Valdir Florêncio da
???metadata.dc.description.resumo???: O aumento da expectativa de vida da população, de países desenvolvidos e em desenvolvimento, tem sido a principal causa do aumento no número de diagnósticos de doença de Alzheimer (DA) cuja evolução provoca a perda progressiva e irreversível dos neurônios que formam o hipocampo. O principal tratamento da DA envolve o uso inibidores da enzima acetilcolinesterase (AChE) com o objetivo de manter as concentrações ideais do neurotransmissor acetilcolina na fenda sináptica e assim reestabelecer as sinapses entre os neurônios. A planta popularmente conhecida como "negramina", pertencente à família Siparunaceae, produz um óleo essencial que apresenta diversas atividades biológicas, entre elas, a capacidade de inibir a AChE. Uma forma de aumentar a eficácia dos inibidores da AChE e realizar seu transporte às células alvo transpondo as barreiras cerebrais é o emprego de técnicas nanotecnológicas. Por fim, o modelo in vivo utilizando o nematódeo Caenorhabditis elegans é uma ferramenta eficaz para avaliar mecanismos de ação e realizar a triagem de substâncias neuroprotetoras para o tratamento de doenças neurodegenerativas. Portanto, o objetivo deste trabalho foi realizar um estudo de interação entre o óleo essencial da planta Siparuna guianensis Aubl. (OESG) e a AChE bem como produzir nanocápsulas de PLGA revestidas com quitosana (NCSG) a fim de potencializar sua ação inibitória além de avaliar sua atividade protetora em modelos de Alzheimer utilizando o nematódeo C. elegans. O óleo essencial foi extraído das folhas frescas coletadas no estado de Roraima, extremo norte da Amazônia. A composição química do óleo essencial foi caracterizada por meio de cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa (GC-MS) e detector de ionização de chamas (CG-FID). A interação entre o óleo essencial e a AChE foi investigada por meio de técnicas espectroscópicas como RMN 1, titulação de supressão de fluorescência, métodos colorimétricos e ancoragem molecular. As nanocápsulas foram produzidas por meio de nanoprecipitação e caracterizadas utilizando um analisador de partículas ZetaSizer. A estabilidade do nanossistema foi avaliada durante 30 dias de armazenamento à 25ºC. A atividade antioxidante foi avaliada por meio dos ensaios de capacidade antioxidante total, poder redutor e sequestro do radical livre DPPH. Os ensaios in vivo foram realizados por meio de modelos experimentais utilizando o nematódeo C. elegans. Os sesquiterpenoides shyobunona, iso-shyobunona e epi-shyobunona foram identificados e correspondem a mais de 40% da concentração do óleo essencial. Em relação a supressão de fluorescência, os valores obtidos das constantes de Stern-Volmer para as temperaturas de 25, 30 e 35 °C foram 7.06 106 M-1, 1.1 106 M-1 e 0.06 106 M-1, respectivamente. A reação foi caracterizada como supressão estática. Os espectros obtidos com a titulação em RMN 1H sugerem uma blindagem dos hidrogênios da shyobunona durante o contato com a AChE, indicando uma possível interação entre a enzima e a shyobunona. Os resultados espectrofotométricos revelaram que a shyobunona e seus derivados se ligam muito fortemente a AChE em um mecanismo inibidor não-competitivo e os estudos de interação apoiam os achados da inibição da enzima. O experimento in sílico de ancoragem molecular mostrou que a maioria das moléculas se ligam ligeiramente mais forte no local A, com interações hidrofóbicas persistentes com Trp108 e Tyr355. As nanocápsulas de PLGA contendo o OESG exibiram um diâmetro de partícula de 255 ± 1,44 nm, com índice de polidispersividade de 0,192 ± 0,35 e potencial Zeta -10,5 ± 0,44 mV, sendo estáveis durante 30 dias de análises. As nanocápsulas de PLGA contendo o OESG revestidas com quitosana exibiram um diâmetro de partícula de 112.8 ± 0.51 nm, com índice de polidispersividade de 0,342 ± 0,036 e potencial Zeta 26.5 ± 0,95 mV. Os resultados sugerem que OESG apresentou atividade antioxidante e anticolinesterásico in vitro e in vivo, sendo que as NCSG foram mais eficazes, porém não foi observado nenhum efeito contra o estresse proteotóxico. Decerto, o nanoencapsulamento eficaz do OESG sugerem que produtos naturais como óleos essenciais podem ter seu efeito terapêutico potencializado, fornecendo novos insights para desenvolver estratégias de tratamento para doença neurodegenerativas como a DA.
Abstract: The increase in life expectancy of the population of countries developed and in development, has been the main cause of the increase in the number of diagnoses of Alzheimer's disease (AD) whose evolution causes the progressive and irreversible loss of neurons that form the hippocampus. The main treatment of AD involves the use of inhibitors of the enzyme acetylcholinesterase (AChE) to maintain optimal concentrations of the neurotransmitter acetylcholine in the synaptic cleft and thus reestablish synapses between neurons. The plant popularly known as "negramina", belonging to the Siparunaceae family, produces an essential oil that has several biological activities, including the ability to inhibit AChE. One way to increase the effectiveness of AChE inhibitors and carry out their transport to target cells overcoming brain barriers is the use of nanotechnological techniques. Finally, the in vivo model using the nematode Caenorhabditis elegans is an effective tool to evaluate mechanisms of action and perform the screening of neuroprotective substances for the treatment of neurodegenerative diseases. Therefore, the objective of this work was to carry out an interaction study between the essential oil of the plant Siparuna guianensis Aubl. (OESG) and AChE as well as producing chitosan-coated PLGA nanocapsules (NCSG) in order to potentiate their inhibitory action in addition to evaluating their protective activity in Alzheimer models using the nematode C. elegans. The essential oil was extracted from fresh leaves collected in the state of Roraima, in the extreme north of the Amazon. The chemical composition of the essential oil was characterized by means of gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) and flame ionization detector (CG-FID). The interaction between the essential oil and the enzyme was investigated using spectroscopic techniques such as 1H NMR and fluorescence suppression titration at 25, 30 and 35 °C, in addition to colorimetric methods and molecular docking. The nanocapsules were produced by means of nanoprecipitation and characterized using a ZetaSizer particle analyzer. The stability of the nanosystem was evaluated during 30 days of storage at 25ºC. The sesquiterpenoid shyobunone and its derivatives were identified as the major components, corresponding to more than 40% of the essential oil concentration. Regarding fluorescence suppression, the values obtained for the Stern-Volmer constants for temperatures of 25, 30 and 35 °C were 7.06 106 M-1, 1.1 106 M-1 and 0.06 106 M-1, respectively. The reaction was characterized as static suppression. The spectra obtained with the 1H NMR titration suggest a shielding of shyobunone hydrogens during contact with AChE, indicating a possible interaction between the enzyme and shyobunone. Spectrophotometric results revealed that shyobunone and its derivatives bind very strongly to AChE in a competitive inhibitory mechanism and interaction studies support the findings of enzyme inhibition. The in silico molecular docking experiment showed that most molecules bind slightly stronger at the A site, with persistent hydrophobic interactions with Trp108 and Tyr355. The PLGA nanocapsules containing the OESG exhibited a particle diameter of 255 ± 1.44 nm, with a polydispersity index of 0.192 ± 0.35 and Zeta potential -10.5 ± 0.44 mV, being stable during 30 days of analysis. PLGA nanocapsules containing OESG coated with chitosan exhibited a particle diameter of 112.8 ± 0.51 nm, with a polydispersity index of 0.342 ± 0.036 and a Zeta potential of 26.5 ± 0.95 mV. The results of this research suggests that OESG showed antioxidant and anticholinesterase activity in vitro and in vivo, with NCSG being more effective, but no effect against proteotoxic stress was observed. Certainly, the effective nanoencapsulation of OESG suggests that natural products such as essential oils can have their therapeutic effect potentiated, providing new insights to develop treatment strategies for neurodegenerative diseases such as AD.
Keywords: Doença de Alzheimer
Doenças neurodegenerativas
Acetilcolinesterase
Plantas medicinais
???metadata.dc.subject.cnpq???: CIENCIAS BIOLOGICAS
???metadata.dc.subject.user???: Siparuna guianensis Aubl.
Nanotecnologia
Shyobunona
Acetilcolinesterase
Doença de Alzheimer
Language: por
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Universidade Federal do Amazonas
???metadata.dc.publisher.initials???: UFAM
???metadata.dc.publisher.department???: Instituto de Ciências Biológicas
???metadata.dc.publisher.program???: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia
Citation: MARTINS, Regildo Max Gomes. Prospecção das propriedades farmacobotânicas do óleo essencial in natura e nanoencapsulado de Siparuna guianensis Aubl. em modelo experimental para doença de Alzheimer. 2022. 161 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2022.
???metadata.dc.rights???: Acesso Embargado
???metadata.dc.rights.uri???: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/9014
Issue Date: 27-Jun-2022
Appears in Collections:Doutorado em Biotecnologia

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