Nome do Projeto
Avaliação farmacológica de produtos naturais encapsulados pela técnica de electrospraying em modelo animal de comportamento tipo-depressivo
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/06/2023 - 15/10/2025
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Biológicas
Resumo
Este projeto tem como objetivo geral avaliar os efeitos de compostos naturais (isolados e extratos) encapsulados, produzidos pela técnica de electrospraying, em modelo de comportamento tipo-depressivo induzido por lipopolissacarídeo (LPS). Com base em estudos prévios com compostos isolados, como o ácido tânico, e extratos de frutos ricos em antocianinas, como a amora preta (Rubus sp), o araçá vermelho (Psidium cattleianum), a pitanga vermelha (Eugenia uniflora red type), pitanga roxa (Eugenia uniflora purple type) e mirtilo (Vaccinium virgatum), é possível observar efeitos antioxidantes, tipo-antidepressivo, anti-inflamatório e neuroprotetor relevantes. Nesse sentido, torna-se de grande importância o estudo da encapsulação desses compostos, visando sua otimização e proteção frente a efeitos metabólicos, como a passagem pelo trato gastrointestinal. A encapsulação será realizada utilizando a zeína como material de parede, proteína extraída do milho, cuja segurança em sua utilização é amplamente relatada na literatura científica. Após a obtenção dos compostos encapsulados, os animais serão tratados pela via intragástrica em modelo agudo (administração única); 1h após, receberão LPS pela via intraperitoneal (0,83 mg/kg). Após 24h, os animais serão submetidos aos testes comportamentais para avaliação do comportamento tipo-depressivo (teste do campo aberto, teste de suspensão da cauda, teste do nado forçado, splash test). Além disso, serão investigados parâmetros bioquímicos, estresse oxidativo, bem como sobre o sistema purinérgico em soro e/ou estruturas cerebrais. Desse modo, espera-se elucidar mecanismos envolvidos nas atividades biológicas investigadas e verificar possíveis efeitos otimizados dos encapsulados frente a sua forma livre.

Objetivo Geral

Avaliar a atividade de compostos encapsulados (isolados e extratos) sobre o comportamento tipo-depressivo induzido por LPS e parâmetros bioquímicos.

Justificativa

A Depressão Maior (DM), também denominada de depressão, é uma das doenças psiquiátricas mais comuns no mundo. De acordo com a Organização Mundial da Saúde, a depressão tem sido relatada desde 2008 em terceiro lugar na lista de doenças de maior impacto mundial, e é possível que atinja o primeiro lugar do ranking até 2030 (Li et al., 2021). Além disso, cabe ressaltar o envolvimento da depressão com outras doenças, levando ao desenvolvimento de comorbidades, tais como associação com obesidade, diabetes e outros transtornos psiquiátricos (Milaneschi et al., 2020).
Estudos prévios do nosso grupo de pesquisa já relataram efeito tipo-antidepressivo (Luduvico et al., 2020), antioxidante (Bona et al., 2020; Meine et al., 2020) e anti-inflamatório (Gerzson et al., 2020; Luduvico et al., 2020) do ácido tânico – polifenol isolado pertencente à classe dos taninos hidrolisáveis – em diferentes modelos animais de enfermidades do sistema nervoso central (SNC). Além disso, trabalhos anteriores utilizando extratos de amora (Chaves et al., 2020; Soares et al., 2021), pitanga (Cardoso et al., 2018; Oliveira et al., 2022), araçá (Cardoso et al., 2018; Oliveira et al., 2022) e mirtilo (Oliveira et al., 2017; Spohr et al., 2022) também apresentaram atividades biológicas interessantes. Apesar das relevantes propriedades dos polifenois, esses compostos apresentam baixa biodisponilibidade e baixa solubilidade no trato gastrointestinal, limitando seus benefícios (Williamson, 2017; Fraga et al., 2019).
A aplicação da nanotecnologia na área da saúde, denominada nanomedicina, tem sido de grande importância como estratégia na entrega de fármacos, bem como no diagnóstico e prevenção de patologias (Soares et al., 2018). A técnica de electrospraying é uma das possíveis técnicas descritas na literatura para produção de microcápsulas e nanocápsulas. As nanopartículas, em geral, têm o potencial de melhorar a estabilidade e solubilidade de compostos, promover o transporte através de membranas e aumentar a segurança e eficácia (Mitchell et al., 2021). Nesse contexto, o desenvolvimento de cápsulas para a entrega de compostos naturais é de grande interesse, visando a otimização das características dos fitoquímicos (Alfamata et al., 2021).
A zeína é a principal prolamina presente no milho (Zea mays), descrita pela primeira vez em 1821. Possui a função de fornecer nitrogênio para o crescimento dos grãos de milho durante a germinação (Anderson & Lamsal, 2011). A solubilidade única da zeína é atribuída a sua sequência de aminoácidos, com mais de 50% sendo apolar, incluindo leucina, prolina, alanina, fenilalanina, isoleucina e valina. A presença dos grupos aminas, amidas, hidroxilas, carboxilatos e fenois determinam a solubilidade e a reatividade química da zeína (Corradini et al., 2014). Cabe ressaltar que essa proteína é um dos poucos biopolímeros hidrofóbicos insolúveis em água que foram aprovados para uso oral pela FDA (Patel & Velikov, 2014). A zeína possui uma relevante resistência às enzimas digestivas, resultando em uma digestão mais lenta no TGI. Essa característica pode ser explorada na liberação controlada de compostos presentes em partículas que possuam zeína como material encapsulante (Patel & Velikov, 2014). Atributos como status GRAS, origem natural, baixo custo, biodegradabilidade e caráter hidrofóbico tornam a zeína de grande interesse como material carreador. Ademais, possui diferentes aplicações potenciais, como em plásticos biodegradáveis, fibras, adesivos, revestimentos, cerâmicas, tintas, cosméticos e têxteis, com destaque para a área farmacêutica e de alimentos (Corradini et al., 2014).
Os modelos animais fornecem grande contribuição no estudo de doenças psiquiátricas como a depressão, e auxiliam na resolução de questões biológicas (Andersen & Winter, 2017). Alguns aspectos comportamentais e cognitivos assemelham-se à doença em humanos, os quais podem ser avaliados (Wang et al., 2017). Um dos indutores mais utilizados é o lipopolissacarídeo (LPS), endotoxina da parede celular de bactérias gram-negativas (Lee et al., 2008). Essa endotoxina pode ser utilizada para protocolos in vitro e in vivo, tanto na estimulação de culturas celulares, quanto para injeção intracerebroventricular ou periférica, podendo ser de única ou múltiplas administrações (Batista et al., 2019). A administração de LPS é capaz de induzir o comportamento tipo-depressivo através da ativação do sistema imune e a inflamação induzida, levando a alterações na atividade locomotora, interação social e consumo alimentar (Remus & Dantzer, 2016).

Metodologia

- In vitro: Os astrócitos (cultivo primário) serão expostos aos diferentes tratamentos ( cápsulas de zeína com ácido tânico/extratos) por 48 h. Posteriormente, as células serão então expostas ao lipopolissacarídeo (LPS) (10 μg/mL) por 3 h, para avaliação do protocolo preventivo e investigação do papel protetor das cápsulas frente ao insulto. O sobrenadante será usado para ensaio de sulforrodamina B (SRB) para avaliar a proliferação celular, conforme descrito anteriormente (Pauwels et al., 2003). A absorção será medida usando um espectrofotômetro a 530 nm (SpectraMax190), e os resultados expressos em porcentagem de células controle.

- Modelo animal de depressão induzido por lipopolissacarídeo (LPS)

Os animais serão tratados oralmente com compostos isolados (ácido tânico; 30 mg/kg) e diferentes extratos (200 mg/kg) obtidos de frutos, como amora preta (Rubus sp), araçá vermelho (Psidium cattleianum), pitanga vermelha (Eugenia uniflora red type), pitanga roxa (Eugenia uniflora purple type) e mirtilo (Vaccinum virgatum). A dose de extrato foi escolhida com base em estudos prévios do grupo utilizando frutos vermelhos (Oliveira et al., 2017; Cardoso et al., 2018; Chaves et al., 2020; Spohr et al., 2022), bem como a dose do ácido tânico (Gerzson et al., 2020; Luduvico et al., 2020).
Os animais receberão os tratamentos via oral; 1 hora após, o LPS será administrado pela via intraperitoneal (830 µg/kg) ou veículo (água para injetáveis). Parâmetros de comportamento tipo-depressivo serão avaliados nos camundongos 24 horas após a injeção de LPS. Posteriormente, a eutanásia será realizada para remoção das estruturas cerebrais e soro.
As análises bioquímicas a serem realizadas incluem parâmetros de estresse oxidativo (atividade das enzimas superóxido dismutase e catalase; níveis de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico, espécies reativas de oxigênio, nitritos, sulfidrilas) em cérebro (córtex cerebral, hipocampo, estriado e hipotálamo); atividade das enzimas NTPDase e 5’-nucleotidase em soro. O material biológico não utilizado será descartado conforme normas de biossegurança.


Indicadores, Metas e Resultados

Os produtos naturais são a inspiração para muitos agentes terapêuticos valiosos e atestam que a biodiversidade é uma rica fonte de novas estruturas moleculares (Bolzani et al., 2012). Além disso, a pesquisa neste campo não apenas fornece compostos bioativos naturais, mas também continua a fornecer ideias e rotas para novas estruturas moleculares que servem como modelos para o design de medicamentos (Bolzani et al., 2012). Tendo em vista o alto número de espécies vegetais e as inúmeras vias biossintéticas existentes, a biodiversidade é capaz de oferecer potencial significativo para a identificação de compostos biologicamente ativos.
Os polifenois são compostos amplamente encontrados em vegetais, os quais dividem-se em não flavonoides (taninos, ácido fenólicos, estilbenos, cumarinas) e flavonoides (flavonois, flavonas, flavanois, flavanonas, antocianinas e isoflavonas) (Leal et al., 2017). Esses fitoquímicos são amplamente encontrados em vegetais, inclusive os presentes na alimentação humana. Embora as deficiências na ingestão de polifenois não resultem em doenças de deficiência específicas, a ingestão adequada desses compostos pode trazer benefícios à saúde, especialmente no que diz respeito às doenças crônicas (Fraga et al., 2019).
Os fármacos antidepressivos utilizados atualmente baseiam-se no aumento da disponibilidade de neurotransmissores. O uso clínico desses medicamentos desde seu surgimento nos anos 1960 até os dias de hoje persiste, continuando como primeira linha de tratamento (Ceskova, 2016). Entretanto, cerca de 30% dos pacientes são farmacoresistentes. Além disso, o início tardio da eficácia clínica e efeitos adversos prejudicam na adesão ao tratamento (Arroll et al., 2009; Clear & Duncko, 2016). Tendo em vista o impacto psicossocial significativo da depressão, este projeto objetiva utilizar um polifenol com diversas capacidades biológicas já descritas associado a nanotecnologia para otimização do tratamento. Assim, espera-se elucidar mecanismos neuroprotetores relacionados ao AT a fim de investigar uma nova alternativa terapêutica para o TDM.
Os taninos hidrolisáveis, como o ácido tânico, são metabólitos de alto peso molecular com ampla capacidade antioxidante conhecida. Diversos vegetais tem sido utilizados na medicina tradicional cuja composição é rica em taninos, demonstrando o grande potencial desta classe de compostos (Fraga-Corral et al., 2021). Além disso, frutos como amora preta (Rubus sp), araçá vermelho (Psidium cattleianum), pitanga vermelha (Eugenia uniflora red type), pitanga roxa (Eugenia uniflora purple type) e mirtilo (Vaccinium virgatum) destacam-se devido as suas características como acumuladoras de compostos ativos e fisiologicamente importantes na manutenção da homeostasia.
Os resultados do estudo podem impulsionar a utilização de alternativas terapêuticas, como o uso de nutracêuticos, com o intuito preventivo ou como possível auxiliar terapêutico para fármacos padrões na clínica. Cabe ressaltar que o processo de encapsulação utilizado colabora com o desenvolvimento de produtos tecnológicos.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ELESSANDRA DA ROSA ZAVAREZE1
FRANCIELI MORO STEFANELLO2
GIULIA BUENO DE OLIVEIRA DA SILVA
HÂNDRYA ROLDÃN CORRÊA AVILA
KARINA PEREIRA LUDUVICO
MARJANA RADÜNZ1
NATHALIA STARK PEDRA
NATÁLIA PONTES BONA
ROSELIA MARIA SPANEVELLO1
WILLIAM SANABRIA SIMÕES

Página gerada em 17/04/2024 22:52:35 (consulta levou 0.165813s)