Nome do Projeto
INVESTIGAÇÃO DOS EFEITOS DE EXTRATOS DE FRUTOS NATIVOS SOBRE ALTERAÇÕES BIOQUÍMICAS E MOLECULARES EM MODELO EXPERIMENTAL DE DIABETES TIPO 2
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/07/2022 - 31/08/2024
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Biológicas
Resumo
A Diabetes Mellitus tipo 2 (DM2) é uma doença crônica grave, caracterizada por ineficiente ação do hormônio insulina, resultando em hiperglicemia. Diversas outras complicações decorrem da DM2, como insuficiência renal, cegueira, alterações no sistema nervoso, comprometendo a qualidade de vida dos indivíduos e aumentando consideravelmente o risco de morte. Dados na literatura sugerem que a hiperglicemia crônica juntamente com a resistência (RI) e o aumento de citocinas pró-inflamatórias podem também induzir o estresse oxidativo em várias regiões cerebrais, além de alterar a atividade de enzimas como Na+,K+-ATPase e acetilcolinesterase (AChE) que são importantes para manter a homeostase e o equilíbrio iônico cerebral. Ainda, estudos têm demonstrado que a cascata de sinalização de ativação da Na+,K+-ATPase contribui para o agravamento da obesidade e DM. Sabe-se também que a AChE hidrolisa o neurotransmissor acetilcolina (ACh) nas sinapses colinérgicas bem como na junção neuromuscular. Além disso, o hipocampo e regiões corticais do cérebro são os principais locais para a transmissão colinérgica e estão envolvidas na aprendizagem e no processamento da memória. É importante ressaltar que o SNC é mais suscetível ao dano oxidativo o que contribuir para danos neuronais e déficits cognitivos. Nesse sentido, a DM poderia acelerar o processo de envelhecimento cerebral o que aumentaria o dano cognitivo, contribuindo para o desenvolvimento de doenças neurológicas e distúrbios neuropsiquiátricos.
Devido à variedade de fatores envolvidos na fisiopatologia da DM, terapias alternativas têm sido estudadas para prevenir ou controlar essa doença. Nesse contexto, produtos naturais, como compostos fenólicos isolados ou frutos ricos em compostos fenólicos, parecem alternativas relevantes. Os compostos fenólicos compreendem uma ampla variedade de substâncias bioativas com importantes atividades benéficas à saúde já comprovadas, destacando-se as atividades antioxidante e neuroprotetora. Os frutos de Eugenia uniflora (E. uniflora) e Psidium cattleianum (P. cattleianum), conhecidos popularmente como “pitanga” e “araçá”, respectivamente, são frutos brasileiros da família Myrtaceae, amplamente cultivados no Sul do país, ricos em polifenois, que conferem à eles importantes atividades anti-hiperglicêmicas, anti-hiperlipidêmicas e neuroprotetoras.
Assim, diante das atividades promissoras para promoção e recuperação da saúde obtidas pelo uso de produtos naturais e considerando que a DM2 é uma patologia crescente em todo mundo é fundamental a busca por novos fármacos que podem representar uma alternativa terapêutica no tratamento da DM2. Dentro desse contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito de extratos padronizados de frutos nativos vermelhos sobre o perfil bioquímico sérico, mediadores inflamatórios, adipocinas, parâmetros neuroquímicos e comportamentais, bem como estudar possíveis vias de sinalização envolvidas nos efeitos apresentados pelos extratos em animais submetidos ao modelo experimental de DM2.
Objetivo Geral
Avaliar o efeito de extratos de frutos nativos vermelhos sobre o perfil bioquímico sérico, mediadores inflamatórios, adipocinas, parâmetros neuroquímicos e comportamentais, bem como estudar possíveis vias de sinalização envolvidas nos efeitos apresentados pelo extrato em animais submetidos ao modelo experimental de DM2 induzida pelo consumo de dieta hiperlipídica e administração de estreptozotocina.
Justificativa
A Diabetes Mellitus tipo 2 (DM2) é uma doença crônica grave, caracterizada por ineficiente ação do hormônio insulina, resultando em hiperglicemia. Diversas outras complicações decorrem da DM2, como insuficiência renal, cegueira, amputação de membros inferiores, alterações no sistema nervoso, dentre outras, que comprometem a qualidade de vida dos indivíduos e aumentam consideravelmente o risco de morte (WHO, 2016).
Dessa forma, considerando que a DM2 é uma patologia crescente em todo mundo, cuja farmacoterapia nem sempre é eficaz e, ainda, pode ocasionar importantes efeitos adversos é fundamental a busca por novos fármacos que podem representar uma alternativa terapêutica no tratamento da DM2. Dentro desse contexto, este trabalho visa avaliar o efeito de extratos de frutos nativos vermelhos sobre o perfil bioquímico sérico, mediadores inflamatórios, adipocinas, parâmetros neuroquímicos e comportamentais, bem como estudar possíveis vias de sinalização envolvidas nos efeitos apresentados pelo extrato em animais submetidos ao modelo experimental de DM2 induzida pelo consumo de dieta hiperlipídica e administração de estreptozotocina.
Dessa forma, considerando que a DM2 é uma patologia crescente em todo mundo, cuja farmacoterapia nem sempre é eficaz e, ainda, pode ocasionar importantes efeitos adversos é fundamental a busca por novos fármacos que podem representar uma alternativa terapêutica no tratamento da DM2. Dentro desse contexto, este trabalho visa avaliar o efeito de extratos de frutos nativos vermelhos sobre o perfil bioquímico sérico, mediadores inflamatórios, adipocinas, parâmetros neuroquímicos e comportamentais, bem como estudar possíveis vias de sinalização envolvidas nos efeitos apresentados pelo extrato em animais submetidos ao modelo experimental de DM2 induzida pelo consumo de dieta hiperlipídica e administração de estreptozotocina.
Metodologia
- Preparação das soluções extrativas e caracterização fitoquímica
Os frutos vermelhos serão coletados em área cultivada pela EMBRAPA Clima Temperado Pelotas/RS, Brasil. Os extratos serão feitos de acordo com BORDIGNON et al., (2009). O conteúdo fenólico total será determinado de acordo com SINGLETON et al., (1999). O conteúdo total de flavonoides será determinado como descrito por MILIAUSKAS et al., (2004). As antocianinas serão quantificadas pelo método de diferenciação de pH conforme descrito por LEE et al., (2005). Ademais, estas serão identificadas e quantificadas por cromatografia líquida de ultra eficiência acoplada a espectrometria de massas (UPLC-MS/MS).
- Animais
Para a indução do modelo de DM2 utilizaremos ratos Wistar machos adultos com dois meses de idade (pesando entre 300-350g). Todos os animais serão obtidos do Biotério Central da Universidade Federal de Pelotas. Os animais serão mantidos em condições padrão em um ambiente com temperatura e umidade controlada sob o ciclo claro/escuro. As dietas, tanto sólida quanto hídrica, serão fornecidas ad libitum e os animais serão colocados em gaiolas padrão (máximo de 5 animais por gaiola). O número de animais e as doses do extrato serão os mínimos necessários para demonstrar de forma consistente o efeito dos tratamentos. Os experimentos serão conduzidos de acordo com as normas nacionais para o estudo com animais de laboratório, conforme as orientações do COBEA. Após a eutanásia os animais serão descartados no biotério central e recolhidos por empresa especializada. Este trabalho foi aprovado pelo Comitê de Ética em Experimentação Animal da Universidade Federal de Pelotas.
- Protocolo experimental
Os animais serão divididos nos seguintes grupos: controle/água, diabetes/água, diabetes/extratos (100 e 200 mg/Kg) e diabetes/metformina (250 mg/Kg). A DM2 será induzida por dieta hiperlipídica durante quatro semanas seguida de administração intraperitoneal de estreptozotocina (35 mg/Kg) dissolvida em solução de citrato de sódio 0,01M (35 mg/Kg) em dose única (SRINIVASAN et al., 2005) e os extratos serão administrados por gavagem.
Após 72 h da administração de STZ, a glicemia de jejum será medida através de glicosímetro (AccuChek Active, Roche Diagnostics®, USA). Os animais que apresentarem glicemia de jejum superior a 250 mg/dL serão considerados diabéticos e utilizados para os experimentos.
- Avaliação de parâmetros comportamentais.
- Avaliação de parâmetros bioquímicos séricos.
- Avaliação de parâmetros neuroquímicos.
- Determinação proteica.
- Análise Estatística: Para as análises estatísticas será utilizado o programa Prisma GraphPad 5.0. As variáveis serão analisadas por ANOVA de uma e duas vias seguido pelo teste post-hoc de Bonferroni, conforme apropriado. Para todas as análises estatísticas será considerado um nível de significância quando P<0,05.
Os frutos vermelhos serão coletados em área cultivada pela EMBRAPA Clima Temperado Pelotas/RS, Brasil. Os extratos serão feitos de acordo com BORDIGNON et al., (2009). O conteúdo fenólico total será determinado de acordo com SINGLETON et al., (1999). O conteúdo total de flavonoides será determinado como descrito por MILIAUSKAS et al., (2004). As antocianinas serão quantificadas pelo método de diferenciação de pH conforme descrito por LEE et al., (2005). Ademais, estas serão identificadas e quantificadas por cromatografia líquida de ultra eficiência acoplada a espectrometria de massas (UPLC-MS/MS).
- Animais
Para a indução do modelo de DM2 utilizaremos ratos Wistar machos adultos com dois meses de idade (pesando entre 300-350g). Todos os animais serão obtidos do Biotério Central da Universidade Federal de Pelotas. Os animais serão mantidos em condições padrão em um ambiente com temperatura e umidade controlada sob o ciclo claro/escuro. As dietas, tanto sólida quanto hídrica, serão fornecidas ad libitum e os animais serão colocados em gaiolas padrão (máximo de 5 animais por gaiola). O número de animais e as doses do extrato serão os mínimos necessários para demonstrar de forma consistente o efeito dos tratamentos. Os experimentos serão conduzidos de acordo com as normas nacionais para o estudo com animais de laboratório, conforme as orientações do COBEA. Após a eutanásia os animais serão descartados no biotério central e recolhidos por empresa especializada. Este trabalho foi aprovado pelo Comitê de Ética em Experimentação Animal da Universidade Federal de Pelotas.
- Protocolo experimental
Os animais serão divididos nos seguintes grupos: controle/água, diabetes/água, diabetes/extratos (100 e 200 mg/Kg) e diabetes/metformina (250 mg/Kg). A DM2 será induzida por dieta hiperlipídica durante quatro semanas seguida de administração intraperitoneal de estreptozotocina (35 mg/Kg) dissolvida em solução de citrato de sódio 0,01M (35 mg/Kg) em dose única (SRINIVASAN et al., 2005) e os extratos serão administrados por gavagem.
Após 72 h da administração de STZ, a glicemia de jejum será medida através de glicosímetro (AccuChek Active, Roche Diagnostics®, USA). Os animais que apresentarem glicemia de jejum superior a 250 mg/dL serão considerados diabéticos e utilizados para os experimentos.
- Avaliação de parâmetros comportamentais.
- Avaliação de parâmetros bioquímicos séricos.
- Avaliação de parâmetros neuroquímicos.
- Determinação proteica.
- Análise Estatística: Para as análises estatísticas será utilizado o programa Prisma GraphPad 5.0. As variáveis serão analisadas por ANOVA de uma e duas vias seguido pelo teste post-hoc de Bonferroni, conforme apropriado. Para todas as análises estatísticas será considerado um nível de significância quando P<0,05.
Indicadores, Metas e Resultados
As informações resultantes da avaliação dos efeitos de extratos de frutos de pitanga (E. uniflora) e araçá (P. catlleianum) em animais submetidos ao modelo experimental de diabetes permitirão estimar a potencialidade desses frutos nativos em promover benefícios aos desequilíbrios fisiopatológicos que estão na origem desta patologia. Aliado a isso, este estudo possibilitará o desenvolvimento de terapia alternativa às atualmente aplicadas para o tratamento desta desordem.
O desenvolvimento de projeto de pesquisa científica interdisciplinar com Instituições de reconhecimento internacional favorecerá a aproximação e estruturação de grupos de pesquisa intra e inter-institucionais auxiliando no desenvolvimento de habilidades e competências que promovam e aprimorem a pesquisa em produtos naturais na UFPel. A aproximação nas relações científicas entre os grupos de diferentes Universidades contribuirá para a transferência de conhecimentos assim como para o acesso a tecnologias vanguardistas. Também se pretende divulgar amplamente os resultados obtidos à comunidade científica nacional e internacional, bem como contribuir para a qualificação e formação pessoal dos alunos envolvidos no desenvolvimento dessa pesquisa.
O desenvolvimento de projeto de pesquisa científica interdisciplinar com Instituições de reconhecimento internacional favorecerá a aproximação e estruturação de grupos de pesquisa intra e inter-institucionais auxiliando no desenvolvimento de habilidades e competências que promovam e aprimorem a pesquisa em produtos naturais na UFPel. A aproximação nas relações científicas entre os grupos de diferentes Universidades contribuirá para a transferência de conhecimentos assim como para o acesso a tecnologias vanguardistas. Também se pretende divulgar amplamente os resultados obtidos à comunidade científica nacional e internacional, bem como contribuir para a qualificação e formação pessoal dos alunos envolvidos no desenvolvimento dessa pesquisa.
Equipe do Projeto
| Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
|---|---|---|---|
| BEATRIZ CORVELLO VITOLA PIZANI | |||
| CLAITON LEONETI LENCINA | 1 | ||
| FRANCIELI MORO STEFANELLO | 2 | ||
| JUCIMARA BALDISSARELLI | 1 | ||
| JULIA EISENHARDT DE MELLO | |||
| JULIANE DE SOUZA CARDOSO | |||
| KARINA PEREIRA LUDUVICO | |||
| RAPHAELA CASSOL PICCOLI | |||
| REJANE GIACOMELLI TAVARES | 1 | ||
| ROSELIA MARIA SPANEVELLO | 1 | ||
| TAYNÁ AMARAL VELEDA |