Estudo do efeito de naftopiranonas de espécies de paepalanthus sp sobre Helicobacter pylori, macrófagos ativados e linhagem celular de adenocarcinoma gástrico

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dc.contributor.advisor-co1Rodrigues, Ricardo Pereira
dc.contributor.advisor1Kitagawa, Rodrigo Rezende
dc.contributor.authorArdisson, Juliana Santa
dc.contributor.referee1Fronza, Marcio
dc.contributor.referee2Schuenck, Ricardo Pinto
dc.date.accessioned2018-08-01T23:27:52Z
dc.date.available2018-08-01
dc.date.available2018-08-01T23:27:52Z
dc.date.issued2018-03-19
dc.description.abstractThe naphthopyranones paepalantine and 5-methoxy-3,4-dehydroxanthomegnin were isolated from Paepalanthus sp and showed antioxidant, anti-inflammatory, antitumor and antimicrobial potential, including anti-H. pylori. H. pylori infection is one of the main causes of gastric cancer. The infection causes an excessive inflammatory response through the neutrophils and macrophages infiltration, increasing the release of reactive species and inducing the production of pro-inflammatory mediators. In the gastric environment, H. pylori expresses the urease enzyme, increasing the pH of the medium through ammonia production. In this context, our aim was to evaluate the activity of naphthopyranones in H. pylori, immunomodulation in macrophages and cytotoxic action in gastric adenocarcinoma cell line and to confirm the potential of interaction of these substances in the urease and iNOS binding sites through molecular docking studies. The determination of the minimum inhibitory concentration (MIC) of the naphthopyranones for H. pylori was performed by broth microdilution technique for further analysis of the synergistic activity with metronidazole and for morphological analysis by scanning electron microscopy (SEM). The evaluation of the urease inhibition by the naphthopyranones was performed in vitro and in silico. The immunomodulatory activity of naphthopyranones was evaluated detecting the nitric oxide and cytokines (TNF-α, IL-1β, and IL-6) released by macrophages, and the interaction potential of the naphthopyranones within iNOS binding site was studied in silico. The reduction of the pathogenicity of H. pylori in macrophages was investigated after treatment with sub-inhibitory concentrations of the naphthopyranones. Finally, cytotoxic activity in gastric adenocarcinoma cells (AGS) was evaluated by the MTT assay. 5-methoxy-3,4-dehydroxanthomegnin is shown to inhibit H. pylori (metronidazole resistant strain) synergistically with metronidazole, reducing its MIC to 8 μg/mL. The results of the scanning electron microscopy, that evaluated the H. pylori morphology, evidenced that the naphthopyrananones alter the H. pylori morphology, indicating a possible role on the Penicilin-binding protein (PBPs) due to the bacterial cell wall modifications. It was also verified that H. pylori grow under naphthopyranones sub-inhibitory concentrations causes reduction of the activation of macrophages by inhibition of NO production in 60.21 ± 1.8% for paepalantine and 47.50 ± 0.6% for 5- methoxy-3,4-dehydroxanthomegnin. Regarding urease inhibition, no significant inhibitory activity of the samples and no favorable interactions with the major aminoacid residues in the active site of this enzyme was observed. The samples demonstrated immunomodulatory potential by inhibiting the proinflammatory cytokines produced by LPS stimulated macrophages (TNF-ɑ inhibition of 36.07 ± 2.63% and 60.19 ± 0.12% and IL-6 inhibition of 36.91 ± 0.57% and 92.35 ± 0.15% of paepalantine and 5-methoxy-3,4-dehydroxanthomegnin respectively, both at 25 μg/mL) and NO (99.5 ± 5.31% for paepalantine and 76.9 ± 4.11% for 5-methoxy-3,4- dehydroxanthomegnin at a concentration of 12.5 μg/mL) and also demonstrated interaction potential in the active site of the iNOS enzyme. In addition, naphthopyranones demonstrated satisfactory cytotoxic activity in AGS, with IC50 of 24.56 ± 2.3 μg/mL for paepalantine and 17.45 ± 1.6 μg/mL for 5-methoxy-3,4- dehydroxanthomegnin. In general, the naphthopyranones demonstrate potential for future use in the treatment and prevention of H. pylori infection as well as the diseases related to this infection, especially gastric cancer.eng
dc.description.resumoAs naftopiranonas, paepalantina e 5-metoxi-3,4-diidroxantomegnina isoladas de Paepalanthus sp demonstraram, em estudos anteriores, potencial antioxidante, anti-inflamatório, antitumoral e antibacteriano, inclusive contra Helicobacter pylori. A infecção por H. pylori é uma das principais causas de câncer gástrico, por provocar excessiva resposta inflamatória através da estimulação da infiltração de neutrófilos e macrófagos, aumentando a liberação de espécies reativas e induzindo a produção de mediadores pró-inflamatórios. No ambiente gástrico, H. pylori expressa a enzima urease, capaz de aumentar o pH do meio através da formação de amônia. Neste sentido, buscamos avaliar o efeito das naftopiranonas sobre H. pylori, imunomodulação em macrófagos e ação citotóxica sobre linhagem tumoral gástrica e confirmar as interações destas substâncias sobre as enzimas urease e iNOS através de estudos de modelagem molecular. A determinação da concentração inibitória mínima (CIM) das naftopiranonas para H. pylori foi realizada através da técnica de microdiluição em caldo para posterior verificação da atividade sinérgica com o metronidazol e para análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura (MEV). A avaliação da inibição da urease pelas naftopiranonas foi realizada in vitro e in silico. Avaliou-se também a atividade imunomoduladora das naftopiranonas através da detecção de óxido nítrico e citocinas (TNF-α, IL-1β, e IL-6) liberadas por macrófagos e foi estudado in silico o potencial de interação das naftopiranonas com a enzima iNOS. Além disso, foi avaliado a redução da patogenicidade de H. pylori em macrófagos após tratamento com concentrações sub-inibitórias das naftopiranonas. Por fim, avaliou-se a atividade citotóxica em células de adenocarcinoma gástrico (AGS) pelo método de MTT. A 5-metoxi-3,4-diidroxantomegnina demonstrou atuar sinergicamente com o metronidazol sobre H. pylori (cepa resistente a metronidazol), reduzindo a CIM deste para 8 μg/mL. Os resultados da avaliação morfológica de H. pylori por microscopia eletrônica de varredura, evidenciaram que as naftopirananonas alteram a morfologia de H. pylori, indicando possível atuação sobre as Penicilin-binding proteins (PBP's) da parede celular bacteriana. Foi verificado também que H. pylori cultivada com concentrações sub-inibitórias de naftopiranonas provoca a redução da ativação de macrófagos através da inibição da produção de NO, 60,21 ± 1,8% para paepalantina e 47,50 ± 0,6% para 5-metoxi-3,4-diidroxantomegnina. Em relação à urease, não foi verificada atividade inibitória significativa das amostras e nem interações favoráveis com os principais resíduos de aminoácidos no sítio ativo desta enzima. As amostras demonstraram potencial imunomodulador ao inibir as citocinas pró-inflamatórias produzidas por macrófagos estimulados com LPS (TNF-ɑ: 36,07 ± 2,63% e 60,19 ± 0,12% e IL-6 :36,91 ± 0,57% e 92,35 ± 0,15% para paepalantina e 5-metoxi-3,4-diidroxantomegnina, respectivamente, ambas na concentração de 25 μg/mL) e o NO (99,5 ± 5,31% para paepalantina e 76,9 ± 4,11% para 5-metoxi-3,4-diidroxantomegnina na concentração de 12,5 μg/mL), demonstrando também, potencial de interação no sítio ativo da enzima iNOS. Além disso, as naftopiranonas demonstraram significativa atividade citotóxica sobre AGS, com IC50 de 24,56 ± 2,3 μg/mL para paepalantina e 17,45 ± 1,6 μg/mL para 5-metoxi-3,4-diidroxantomegnina. De modo geral, as naftopiranonas demonstram potencial para emprego futuro no tratamento e prevenção da infecção por H. pylori bem como das doenças relacionadas com esta infecção, principalmente o câncer gástrico.
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/8345
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Ciências Farmacêuticas
dc.publisher.departmentCentro de Ciências da Saúde
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas
dc.rightsopen access
dc.subjectPaepalantineeng
dc.subject5-methoxy-3,4-dehydroxanthomegnineng
dc.subjectNitric oxide synthaseeng
dc.subjectGastric cancereng
dc.subjectPaepalantinapor
dc.subject5-metoxi-3,4-diidroxantomegninapor
dc.subjectUreasepor
dc.subjectÓxido nítrico sintasepor
dc.subjectDocking molecularpor
dc.subjectCâncer gástricopor
dc.subjectNeoplasias gástricaspor
dc.subject.br-rjbnHelicobacter pylori
dc.subject.br-rjbnTumores
dc.subject.cnpqFarmácia
dc.subject.udc615.1
dc.titleEstudo do efeito de naftopiranonas de espécies de paepalanthus sp sobre Helicobacter pylori, macrófagos ativados e linhagem celular de adenocarcinoma gástrico
dc.typemasterThesis
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