Nome do Projeto
Avaliação da ação do tipo antidepressiva de sais de piridínio contendo selênio em camundongos
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/06/2022 - 01/06/2026
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Biológicas
Resumo
A neurotransmissão serotoninérgica têm demonstrado desempenhar um papel importante em diferentes transtornos psiquiátricos incluindo a depressão, a qual é apontada como uma das principais causas de incapacidade em todo o mundo. Este estudo visa avaliar a ação do tipo antidepressiva de sais de piridínio contendo selênio em camundongos, bem como a sua segurança e possíveis mecanismos de ação, com o intuito de apontar um potencial candidato à terapia antidepressiva. Para isso, inicialmente será realizada a avaliação da toxicidade dos 3 compostos por ensaios in vitro (atividade da δ-ALA-D) e in vivo (protocolo 423 da OECD), e o sangue coletado para provas de função hepática e renal. A seguir, será realizada uma triagem para a identificação da ação do tipo antidepressiva destes 3 compostos (50 mg/kg; via oral, 30 min) no teste de suspensão pela cauda (TSC), um teste com valor preditivo e amplamente empregado para estudo de drogas antidepressivas. O composto de maior eficácia será selecionado para o seguimento do projeto. A atividade do tipo antidepressiva deste composto será caracterizada através de curvas de dose- resposta (10, 50 e 100 mg/kg) e tempo-resposta (30, 60 e 120 min) no TSC. O teste do nado forçado (TNF) será empregado em um experimento dose-resposta afim de fornecer dados mais robustos acerca da efetividade do composto. A fluoxetina será empregada como um controle positivo para validação dos ensaios. O tecido cerebral será coletado para a avaliação da atividade da enzima monoamina oxidase (MAO), envolvida na metabolização de monoaminas. Definida a dose efetiva do composto (e tempo), antagonistas dos receptores 5-HT1A (WAY100635), 5-HT2A/2C(cetanserina), e 5-HT4 (GR113808) serão empregados para se investigar a contribuição destes receptores na ação do tipo antidepressiva do composto selecionado no TSC. Paralelamente, o possível efeito sinergístico da coadministração de doses subefetivas do composto e da fluoxetina (ISRS) também será investigado. O teste do campo aberto acompanhará todos os sets experimentais para descartar efeitos inespecíficos sobre a locomoção. Por fim, estudos in silico serão realizados para fortalecer as hipóteses sobre mecanismos de ação serotoninérgicos.

Objetivo Geral

Avaliar a ação do tipo antidepressiva de sais de piridínio contendo selênio em camundongos Swiss.

Justificativa

A depressão é uma doença multifatorial e heterogênea que impacta negativamente na qualidade de vida dos indivíduos, resulta em altos níveis de incapacitação funcional e pode levar ao suicídio (Athira et al. 2020). Este transtorno psiquiátrico afeta mais que 300 milhões de pessoas no mundo e tem sido acentuado pela pandemia por COVID-19 (OMS). Apesar disso, os antidepressivos disponíveis apresentam diversas limitações, como alta variabilidade em relação à eficácia (aproximadamente 30% dos pacientes são resistentes à primeira linha de tratamento), atraso na resposta aos medicamentos e surgimento de efeitos adversos, sendo estes últimos citados pelos pacientes como motivo para descontinuar o tratamento (Hillhouse et al. 2015; Blackburn et al., 2019). Diante de sua heterogeneidade e da evidente necessidade do desenvolvimento de novos medicamentos eficazes e bem tolerados, diversos estudos têm se dedicado ao rastreamento de novas substâncias antidepressivas. Neste sentido, os ensaios pré-clínicos são essenciais, contribuindo substancialmente para uma melhor compreensão dos transtornos depressivos e para o desenvolvimento de novas terapias. Portanto, diante da perspectiva de se identificar um possível candidato para a terapêutica da depressão, este estudo mostra-se relevante. Ademais, em termos de mecanismo de ação, ele traz a investigação de um sistema de neurotransmissão de grande relevância na área de terapias antidepressivas.
O selênio é um micronutriente essencial aos mamíferos, e evidências sinalizam para o seu efeito normalizador da função neurológica (Torres et al, 2020). Uma variedade de compostos orgânicos contendo selênio em sua estrutura tem sido investigada, e estudos relatam suas atividades psicoativas (Nogueira e Rocha, 2011; Santi et al. 2021). Paralelamente, os derivados de piridina têm sido amplamente pesquisados, e apresentam atividade antifúngica, antibacteriana, anticancerígena, anticonvulsivante e antidepressiva já descritas (Deng et al., 2010; Wang et al., 2019; Yan et al., 2019). Porém, o potencial biológico de seus sais ainda é pouco explorado. Neste sentido, sais de piridínio contendo o elemento selênio têm sido desenvolvidos por um laboratório parceiro – LASOL (Penteado et al., 2019), e parecem apresentar potencial como ingredientes farmacêuticos ativos uma vez que os sais apresentam propriedades físicas diferentes de sua forma livre, melhorando a solubilidade em água, o que pode contornar futuros problemas no desenvolvimento de fármacos (Glanzner e Silva, 2010). Dados de experimentos in vitro desenvolvidos em nosso laboratório (LABIONEM) já revelaram a atividade antioxidante de 3 destes sais*. A nossa proposta é ampliar as pesquisas científicas com estes sais a fim de conhecer a sua segurança e o seu potencial farmacológico (ação antidepressiva) em camundongos.
*Nomes químicos dos sais: Brometo de 1-(2-oxo-2-feniletil)-2-((fenilselanil)metil)piridín-1-io; Brometo de 1-(2-oxo-2-(p-tolil)etil)-2-((fenilselanil)metil)piridín-1-io; Brometo de 1-(2-(4-clorofenil)-2-oxoetil)-2-((fenilselanil)metil)piridín-1-io

Metodologia

Os 3 sais de piridínio contendo selênio serão sintetizados pelo Laboratório de Síntese Orgânica Limpa (LASOL) da UFPel conforme metodologia descrita por Penteado et al. (2019) e dissolvidos em água. Para os estudos, serão utilizados camundongos Swiss machos da linhagem Swiss (30-35g). Dentre os testes comportamentais, serão utilizados o Teste de Suspensão pela Cauda (TSC) (Steru et al., 1985) e o Teste do Nado Forçado (TNF) (Porsolt et al., 1977), nos quais são contabilizados a latência para o primeiro episódio de imobilidade e o tempo total de imobilidade (N=13 animais/grupo). O teste do campo aberto (TCA) para avaliação da locomoção será realizado imediatamente antes do TSC ou TNF para descartar efeitos inespecíficos. O estudo será dividido nas etapas descritas a seguir:
1) Estudo de toxicidade in vitro e in vivo: Inicialmente será realizado um ensaio in vitro para verificar a ação dos compostos sobre a atividade da enzima ácido delta-aminolevulínico desidratase (δ-ALA-D), uma enzima envolvida na síntese do heme e considerada um indicador biológico sensível a diferentes toxicantes (Sassa et al. 1976). Para o ensaio in vivo, serão seguidos os passos descritos pelas Diretrizes para testes de produtos químicos – toxicidade oral aguda / teste 423 (OECD), utilizando camundongos Swiss fêmeas. A dose inicial para o protocolo foi estipulada em 50 mg/kg (vide Annex 2b do teste 423: Start dose/50 mg/kg), seguida pela dose de 300 mg/kg (N=6 animais/grupo). Os animais serão avaliados por 14 dias quanto ao aparecimento de morte, sinais característicos de toxicidade, peso corporal, consumo hídrico e alimentar. Ao final, terão sua atividade locomotora testada e o sangue heparinizado coletado por punção cardíaca após anestesia por isoflurano para dosagem de marcadores de dano hepático (transaminases) e renal (ureia).
2) Triagem de atividade do tipo antidepressiva: Os animais serão tratados com uma dose de 50 mg/kg dos sais (via oral) ou com controle positivo (fluoxetina, 20 mg/kg, via intraperitoneal) e, após 30 min, serão submetidos ao TSC. O teste do nado forçado (TNF) será empregado em um experimento dose-resposta afim de fornecer dados mais robustos acerca da efetividade do composto. O composto de maior eficácia será selecionado para o seguimento do projeto. A atividade do tipo antidepressiva deste composto selecionado será caracterizada através de curvas de dose-resposta (10, 50 e 100 mg/kg) e tempo-resposta (30, 60 e 120 min) no TSC. O TCA será sempre realizado imediatamente antes do TSC ou TNF. O tecido cerebral será removido para dosagem da atividade da enzima monoamina oxidase A e B em hipocampo e córtex cerebral.
3) Estudos de mecanismo de ação: será investigado o envolvimento do sistema serotoninérgico na ação do tipo antidepressiva do sal selecionado. Para isso, serão utilizadas ferramentas farmacológicas seguidas de avaliação comportamental, a exemplo do emprego de antagonistas de receptores serotoninérgicos para verificar a ausência ou presença de bloqueio dos efeitos de uma dose efetiva do composto estudado, e um esquema de coadministração com uma dose subefetiva serotoninérgica para estudo de possíveis efeitos sinérgicos. Para isso, os animais serão tratados com WAY100635 (0,1 mg/kg, s.c., antagonista seletivo do receptor 5-HT1A), cetanserina (1 mg/kg, i.p., antagonista não seletivo de receptores 5-HT2A/2C) ou GR113808 (0,1 mg/kg, i.p., antagonista não seletivo de receptores 5-HT4) ou veículo. Após 15 min, receberão uma dose efetiva do composto ou veículo. Transcorridos 30 min da administração do composto, os animais serão avaliados no TSC. Nós também investigaremos a possível interação entre administrações de doses subefetivas do composto selecionado (a ser determinada) e fluoxetina (5 mg/kg) (Gall et al. 2020). Para esta proposta, os animais receberão fluoxetina ou veículo, e após 10 min receberão o composto, ambos em doses que não produzem efeito por si só. O possível efeito sinergístico será avaliado após 30 min da administração do composto no TSC. Estudos in silico serão realizados para fortalecer as hipóteses sobre mecanismos de ação serotoninérgicos.

Indicadores, Metas e Resultados

Espera-se com este projeto indicar uma nova molécula com potencial antidepressivo e analisar seu envolvimento com o sistema serotoninérgico em camundongos. É desejado confirmar a baixa toxicidade do composto para que o mesmo possa vir a constituir uma futura alternativa terapêutica para a depressão.
Por fim, espera-se contribuir na geração e difusão de conhecimento científico na área, envolvendo alunos de pós-graduação e iniciação científica, impactando nos indicadores de qualidade do PPBBio e da UFPEL.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ANDRIÉLI SIEMIONKO LACERDA
CESAR AUGUSTO BRUNING1
CRISTIANI FOLHARINI BORTOLATTO2
DIANER NÖRNBERG STRELOW
LARISSA SANDER MAGALHÃES
LETÍCIA DEVANTIER KRÜGER
MARIANA PARRON PAIM

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