Nome do Projeto
Investigação do efeito antitumoral do extrato padronizado de Butia odorata sobre modelo pré-clínico de glioma
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
29/06/2025 - 31/12/2027
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Biológicas
Resumo
O glioblastoma (GBM) é o tumor cerebral mais agressivo do sistema nervoso central (SNC), caracterizado por sua alta malignidade, natureza difusa e infiltrativa, além da presença de células altamente resistentes às terapias convencionais. O tratamento padrão para o GBM envolve ressecção cirúrgica, seguida de radioterapia e quimioterapia com temozolomida (TMZ). No entanto, a sobrevida dos pacientes permanece limitada, ressaltando a necessidade urgente de novas abordagens terapêuticas capazes de prevenir, tratar ou mitigar os efeitos deletérios do GBM, contribuindo para a melhora do prognóstico desses indivíduos. Neste contexto, destaca-se o fruto Butia odorata (BO), rico em compostos bioativos, como flavonoides, ácidos fenólicos e carotenoides. Essas substâncias possuem propriedades antioxidantes, anti-inflamatórias e antitumorais amplamente documentadas, conferindo a esse fruto um potencial promissor para aplicação no tratamento do GBM.
Assim, o objetivo desta proposta é avaliar o potencial terapêutico do extrato hidroalcoólico padronizado de BO em um modelo pré-clínico de glioma. Para isso, serão investigados os efeitos do extrato de BO sobre parâmetros comportamentais, bioquímicos séricos, histopatológicos, de estresse oxidativo e inflamatórios, bem como sua influência na sinalização purinérgica e na expressão de genes associados à tumorigênese do glioma, com o objetivo de elucidar seus possíveis mecanismos de ação in vivo.
Além disso, considerando que os astrócitos são as células progenitoras mais comuns do glioma,
serão utilizadas culturas primárias de astrócitos para avaliar os efeitos do extrato de BO em
diferentes concentrações, fornecendo uma compreensão detalhada de sua ação em nível celular.
Objetivo Geral
Avaliar a citotoxicidade do extrato de BO sobre cultivo primário de astrócitos, bem como o seu potencial terapêutico em modelo in vivo de glioma.
Justificativa
O GBM é o tipo de glioma mais maligno e agressivo, sendo também a forma mais letal dentre os gliomas existentes (LOUIS et al., 2021). Atualmente, o protocolo terapêutico padrão para o GBM envolve ressecção cirúrgica, seguida por radioterapia associada ao uso do quimioterápico TMZ (BISEROVA et al., 2021). Contudo, a eficácia do TMZ é frequentemente comprometida pela atividade elevada da enzima MGMT, que repara os danos ao DNA induzidos pelo quimioterápico.
Esse mecanismo de resistência reduz significativamente a resposta dos pacientes ao tratamento (WU et al., 2021). É importante destacar que o protocolo terapêutico atual para o GBM está associado a efeitos adversos significativos, como perda cognitiva decorrente da ressecção cirúrgica, inflamação induzida pela quimioterapia e o risco de desenvolvimento de cânceres secundários após a radioterapia (DELELLO et al., 2021). Esses desafios reforçam a necessidade de investigar produtos farmacológicos que apresentem seletividade específica para células de GBM, minimizando os impactos sobre os tecidos saudáveis.
Associado a isso, a pesquisa envolvendo compostos naturais, incluindo de agentes antineoplásicos
derivados de plantas, tem sido uma área de estudo ativa por décadas (ASMA et al., 2022).
Evidências científicas demonstram que esses compostos exercem os efeitos antitumorais por meio de diversos mecanismos de ação, como a indução de apoptose, a inibição da angiogênese e a supressão do crescimento tumoral (PERSANO et al., 2023). No âmbito das terapias alternativas para gliomas, estudos conduzidos em nosso laboratório evidenciaram efeitos promissores de extratos vegetais em modelos experimentais de glioma, tanto in vitro quanto in vivo (DA SILVEIRA et al., 2022; BONA et al., 2024). Nesse contexto, frutos de coloração amarela têm atraído atenção devido à sua elevada concentração de compostos fenólicos totais, carotenoides e vitaminas (IRÍAS-MATA et al., 2018). Trabalhos anteriores com extratos desses frutos relataram propriedades biológicas relevantes, incluindo a redução da viabilidade celular, ativação de caspases e indução de parada de ciclo celular (MEDINA et al., 2011; CAMPOS et al., 2017). Devido às suas características organolépticas, os frutos amarelos, mais especificamente os butiás, têm ampla aplicação na indústria alimentícia, sendo utilizados na produção de licores, sucos, polpas e geleias (HOFFMANN et al., 2017; BARBOSA et al., 2021). Além disso, esses frutos têm despertado crescente interesse industrial em virtude de sua rica composição nutricional rica em moléculas bioativas, como compostos fenólicos, carotenoides, vitaminas e minerais. Essas substâncias apresentam elevada capacidade antioxidante, contribuindo para diversos benefícios à saúde humana (BARBOSA et al., 2021). O gênero Butia spp. compreende diversas espécies nativas da América do Sul, com destaque para o Brasil e o Uruguai (HOFFMANN et al., 2017). Entre essas, a espécie Butia odorata (BO) apresenta uma composição rica em compostos fenólicos, como os ácidos gálico, cafeico, clorogênico e cumárico, além dos flavonoides catequina, epicatequina, quercetina e oleturina. Entre os principais carotenoides identificados estão a β-criptoxantina, β-caroteno e luteína. Esses compostos têm sido amplamente descritos na literatura devido às suas características bioativas, incluindo atividade antioxidante e neuroprotetora, bem como seu papel na prevenção de doenças cardiovasculares e de cânceres (HOFFMANN et al., 2017; BOEING et al., 2020).
O extrato hidroalcoólico de BO demonstrou efeitos antitumorais em linhagens de glioma de rato (C6) e humano (U87MG), por meio da modulação do estado redox e de vias relacionadas à inflamação. Além disso, o extrato inibiu a formação de colônias, reduziu a migração celular e modulou a expressão de genes relacionados à tumorigênese do GBM (SARAIVA et al., 2025). Em paralelo, o extrato hidroalcoólico de BO apresentou atividade antineoplásica sobre as linhagens de câncer cervical (SiHa e C33a), sem afetar a viabilidade de células saudáveis, como fibroblastos murinos (L929) e queratinócitos humanos (HaCaT), evidenciando uma citotoxicidade seletiva (BOEING et al., 2020). Adicionalmente, o extrato de BO (200 mg/kg) também exibiu efeitos hipolipemiantes e anti-inflamatórios em um modelo de hiperlipidemia induzida por tiloxapol em ratos Wistar, sem alterar significativamente os níveis das enzimas aspartato aminotransferase (AST) e alanina aminotransferase (ALT), indicando ausência de toxicidade in vivo (RAMOS et al., 2020).
Dessa forma, o desenvolvimento deste trabalho almeja expandir os estudos previamente conduzidos pelo nosso grupo de pesquisa, visando a elucidação de novos compostos naturais com atividade biológica, capazes de interagir mais especificamente com os mecanismos fisiopatológicos do glioma. Espera-se que o extrato de BO contribua para o desenvolvimento de terapias mais eficazes e com menor ocorrência de efeitos adversos no tratamento dessa doença.
Esse mecanismo de resistência reduz significativamente a resposta dos pacientes ao tratamento (WU et al., 2021). É importante destacar que o protocolo terapêutico atual para o GBM está associado a efeitos adversos significativos, como perda cognitiva decorrente da ressecção cirúrgica, inflamação induzida pela quimioterapia e o risco de desenvolvimento de cânceres secundários após a radioterapia (DELELLO et al., 2021). Esses desafios reforçam a necessidade de investigar produtos farmacológicos que apresentem seletividade específica para células de GBM, minimizando os impactos sobre os tecidos saudáveis.
Associado a isso, a pesquisa envolvendo compostos naturais, incluindo de agentes antineoplásicos
derivados de plantas, tem sido uma área de estudo ativa por décadas (ASMA et al., 2022).
Evidências científicas demonstram que esses compostos exercem os efeitos antitumorais por meio de diversos mecanismos de ação, como a indução de apoptose, a inibição da angiogênese e a supressão do crescimento tumoral (PERSANO et al., 2023). No âmbito das terapias alternativas para gliomas, estudos conduzidos em nosso laboratório evidenciaram efeitos promissores de extratos vegetais em modelos experimentais de glioma, tanto in vitro quanto in vivo (DA SILVEIRA et al., 2022; BONA et al., 2024). Nesse contexto, frutos de coloração amarela têm atraído atenção devido à sua elevada concentração de compostos fenólicos totais, carotenoides e vitaminas (IRÍAS-MATA et al., 2018). Trabalhos anteriores com extratos desses frutos relataram propriedades biológicas relevantes, incluindo a redução da viabilidade celular, ativação de caspases e indução de parada de ciclo celular (MEDINA et al., 2011; CAMPOS et al., 2017). Devido às suas características organolépticas, os frutos amarelos, mais especificamente os butiás, têm ampla aplicação na indústria alimentícia, sendo utilizados na produção de licores, sucos, polpas e geleias (HOFFMANN et al., 2017; BARBOSA et al., 2021). Além disso, esses frutos têm despertado crescente interesse industrial em virtude de sua rica composição nutricional rica em moléculas bioativas, como compostos fenólicos, carotenoides, vitaminas e minerais. Essas substâncias apresentam elevada capacidade antioxidante, contribuindo para diversos benefícios à saúde humana (BARBOSA et al., 2021). O gênero Butia spp. compreende diversas espécies nativas da América do Sul, com destaque para o Brasil e o Uruguai (HOFFMANN et al., 2017). Entre essas, a espécie Butia odorata (BO) apresenta uma composição rica em compostos fenólicos, como os ácidos gálico, cafeico, clorogênico e cumárico, além dos flavonoides catequina, epicatequina, quercetina e oleturina. Entre os principais carotenoides identificados estão a β-criptoxantina, β-caroteno e luteína. Esses compostos têm sido amplamente descritos na literatura devido às suas características bioativas, incluindo atividade antioxidante e neuroprotetora, bem como seu papel na prevenção de doenças cardiovasculares e de cânceres (HOFFMANN et al., 2017; BOEING et al., 2020).
O extrato hidroalcoólico de BO demonstrou efeitos antitumorais em linhagens de glioma de rato (C6) e humano (U87MG), por meio da modulação do estado redox e de vias relacionadas à inflamação. Além disso, o extrato inibiu a formação de colônias, reduziu a migração celular e modulou a expressão de genes relacionados à tumorigênese do GBM (SARAIVA et al., 2025). Em paralelo, o extrato hidroalcoólico de BO apresentou atividade antineoplásica sobre as linhagens de câncer cervical (SiHa e C33a), sem afetar a viabilidade de células saudáveis, como fibroblastos murinos (L929) e queratinócitos humanos (HaCaT), evidenciando uma citotoxicidade seletiva (BOEING et al., 2020). Adicionalmente, o extrato de BO (200 mg/kg) também exibiu efeitos hipolipemiantes e anti-inflamatórios em um modelo de hiperlipidemia induzida por tiloxapol em ratos Wistar, sem alterar significativamente os níveis das enzimas aspartato aminotransferase (AST) e alanina aminotransferase (ALT), indicando ausência de toxicidade in vivo (RAMOS et al., 2020).
Dessa forma, o desenvolvimento deste trabalho almeja expandir os estudos previamente conduzidos pelo nosso grupo de pesquisa, visando a elucidação de novos compostos naturais com atividade biológica, capazes de interagir mais especificamente com os mecanismos fisiopatológicos do glioma. Espera-se que o extrato de BO contribua para o desenvolvimento de terapias mais eficazes e com menor ocorrência de efeitos adversos no tratamento dessa doença.
Metodologia
Frutos de BO serão coletados na região do Capão do Leão e será realizado o preparo do extrato hidroalcoólico conforme descrito por SARAIVA e colaboradores (2025). Posteriormente, será avaliada a atividade do extrato de BO através de estudos in vitro em cultivo primário de astrócitos, bem como em modelo in vivo de glioma em ratos Wistar adultos.
Primeiramente, será investigada a citotoxicidade do extrato de BO em cultura primária de astrócitos. Para isso, serão utilizados ratos Wistar neonatos (1-3 dias de vida) cedidos pelo Biotério Central da UFPel. Será realizada a remoção do córtex dos animais, que serão posteriormente dissociados em uma solução de CMF (pH 7,4). O tecido será homogeneizado e centrifugado. Após a obtenção do pellet de células, estas serão semeadas com meio DMEM (10% SFB) em placas de 96 e 6 poços, e serão mantidas em estufa sob condições padrão de cultivo celular por 15-20 dias com trocas de meio a cada 5 dias. Após esse período, as células serão tratadas com o extrato de BO nas concentrações de 125-2000 μg/mL durante 72h, e serão realizados os ensaios de viabilidade, proliferação, bem como análises de parâmetros de estresse oxidativo. Células expostas somente ao meio DMEM com 10% de SFB serão consideradas como controle.
Com relação aos estudos in vivo, ratos Wistar adultos (60 dias de vida) serão divididos nos seguintes grupos: I- Controle; II- Extrato de BO 200 mg/kg; III- Extrato de BO 300 mg/kg; IV- Controle glioma; V- Glioma + Extrato de BO 200 mg/kg; VI- Glioma + Extrato de BO 300 mg/kg. O protocolo experimental de glioma e tratamento com o extrato irá durar 21 dias. Cinco dias após a cirurgia de implante de glioma os animais serão tratados com água ou com o extrato de BO nas doses de 200 e 300 mg/kg por via intragástrica uma vez ao dia durante 15 dias. Nos dias 20 e 21, os animais serão submetidos a testes comportamentais para avaliação da atividade locomotora, e memória de curto e longo prazo. Após o protocolo, os animais serão anestesiados, eutanasiados e os tecidos serão coletados para a realização das análises bioquímicas.
Dentre os parâmetros que serão avaliados, estão:
Testes comportamentais:
Campo aberto: Os animais serão submetidos ao teste do campo aberto para a avaliação da
locomoção. Para a realização desse teste, cada animal será individualmente colocado em um dos
cantos da arena e permanecerá no local por 5 minutos. A estrutura do aparato é uma arena
quadrada de 56 x 40 x 30 cm, com a base dividida em 12 quadrantes de 12 x 12 cm. Durante o
teste, serão avaliados o tempo até o primeiro movimento, a locomoção nos quadrantes centrais e
periféricos, os comportamentos de rearing e grooming, além da quantidade de bolos fecais (ZHU
et al., 2016).
Teste do labirinto em cruz elevado: Esse teste será utilizado para avaliar o comportamento tipo
ansiolítico dos animais, conforme descrito por ZIEGLER et al. (2005). Os animais serão posicionados no centro do labirinto e terão 5 minutos para explorar o ambiente. Durante esse período, será registrado o número de entradas nos braços abertos e fechados.
Reconhecimento de objetos: Esse teste será realizado 24 horas após o campo aberto, utilizando o mesmo aparato. Inicialmente, os animais serão expostos a dois objetos idênticos (A1 e A2) por 5 minutos para explorá-los livremente (fase de treino). Após 2 horas, um dos objetos será substituído por um novo (B), permitindo que o animal os explore novamente por 5 minutos, avaliando a memória de curto prazo. Os objetos, feitos de plástico (Lego), serão posicionados simetricamente, e tanto o aparato quanto os objetos serão higienizados com etanol 40% entre as sessões. Considera-se exploração quando o animal cheira ou toca os objetos com o focinho ou as patas dianteiras. O índice de reconhecimento será calculado pela razão TB/(TA+TB), onde TA representa o tempo explorando o objeto familiar e TB o tempo no objeto novo (ROSSATO et al., 2007).
Marcadores de estresse oxidativo:
Determinação de espécies reativas de oxigênio: A formação de ERO será determinada conforme descrito por ALI et al. (1992). Os resultados serão expressos em µmol de DCF/mg de proteína.
Determinação da concentração de nitritos: A quantificação dos nitritos será realizada através da reação de Griess (HUANG et al., 2009). Os resultados serão expressos em µM de nitritos/mg de proteína.
Determinação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico: A determinação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) será realizada pelo método de ESTERBAUER e CHEESEMAN (1990). Os resultados serão expressos em nmol de TBARS/mg de proteína.
Determinação do conteúdo tiólico total: A determinação do conteúdo tiólico total será realizada pelo método de AKSENOV e MARKESBERY (2011). Os resultados serão expressos em nmol de TNB/mg de proteína.
Determinação da atividade da SOD: Será determinada de acordo com o método descrito por MISRA e FRIDOVICH (1972) e os resultados serão expressos em unidades/mg de proteína.
Determinação da atividade da CAT: Será analisada através do método descrito por AEBI (1984) e os resultados serão expressos em unidades/mg de proteína.
Outras análises:
Análise histopatológica: Os tumores serão removidos e as características patológicas serão analisadas em cortes histológicos.
Determinação de citocinas: A quantificação das citocinas será avaliada pela técnica de ELISA através kits comerciais de acordo com as instruções do fabricante.
Sistema purinérgico: As ectonucleotidases serão avaliadas conforme descrito por CARVALHO et al. (2018).
Primeiramente, será investigada a citotoxicidade do extrato de BO em cultura primária de astrócitos. Para isso, serão utilizados ratos Wistar neonatos (1-3 dias de vida) cedidos pelo Biotério Central da UFPel. Será realizada a remoção do córtex dos animais, que serão posteriormente dissociados em uma solução de CMF (pH 7,4). O tecido será homogeneizado e centrifugado. Após a obtenção do pellet de células, estas serão semeadas com meio DMEM (10% SFB) em placas de 96 e 6 poços, e serão mantidas em estufa sob condições padrão de cultivo celular por 15-20 dias com trocas de meio a cada 5 dias. Após esse período, as células serão tratadas com o extrato de BO nas concentrações de 125-2000 μg/mL durante 72h, e serão realizados os ensaios de viabilidade, proliferação, bem como análises de parâmetros de estresse oxidativo. Células expostas somente ao meio DMEM com 10% de SFB serão consideradas como controle.
Com relação aos estudos in vivo, ratos Wistar adultos (60 dias de vida) serão divididos nos seguintes grupos: I- Controle; II- Extrato de BO 200 mg/kg; III- Extrato de BO 300 mg/kg; IV- Controle glioma; V- Glioma + Extrato de BO 200 mg/kg; VI- Glioma + Extrato de BO 300 mg/kg. O protocolo experimental de glioma e tratamento com o extrato irá durar 21 dias. Cinco dias após a cirurgia de implante de glioma os animais serão tratados com água ou com o extrato de BO nas doses de 200 e 300 mg/kg por via intragástrica uma vez ao dia durante 15 dias. Nos dias 20 e 21, os animais serão submetidos a testes comportamentais para avaliação da atividade locomotora, e memória de curto e longo prazo. Após o protocolo, os animais serão anestesiados, eutanasiados e os tecidos serão coletados para a realização das análises bioquímicas.
Dentre os parâmetros que serão avaliados, estão:
Testes comportamentais:
Campo aberto: Os animais serão submetidos ao teste do campo aberto para a avaliação da
locomoção. Para a realização desse teste, cada animal será individualmente colocado em um dos
cantos da arena e permanecerá no local por 5 minutos. A estrutura do aparato é uma arena
quadrada de 56 x 40 x 30 cm, com a base dividida em 12 quadrantes de 12 x 12 cm. Durante o
teste, serão avaliados o tempo até o primeiro movimento, a locomoção nos quadrantes centrais e
periféricos, os comportamentos de rearing e grooming, além da quantidade de bolos fecais (ZHU
et al., 2016).
Teste do labirinto em cruz elevado: Esse teste será utilizado para avaliar o comportamento tipo
ansiolítico dos animais, conforme descrito por ZIEGLER et al. (2005). Os animais serão posicionados no centro do labirinto e terão 5 minutos para explorar o ambiente. Durante esse período, será registrado o número de entradas nos braços abertos e fechados.
Reconhecimento de objetos: Esse teste será realizado 24 horas após o campo aberto, utilizando o mesmo aparato. Inicialmente, os animais serão expostos a dois objetos idênticos (A1 e A2) por 5 minutos para explorá-los livremente (fase de treino). Após 2 horas, um dos objetos será substituído por um novo (B), permitindo que o animal os explore novamente por 5 minutos, avaliando a memória de curto prazo. Os objetos, feitos de plástico (Lego), serão posicionados simetricamente, e tanto o aparato quanto os objetos serão higienizados com etanol 40% entre as sessões. Considera-se exploração quando o animal cheira ou toca os objetos com o focinho ou as patas dianteiras. O índice de reconhecimento será calculado pela razão TB/(TA+TB), onde TA representa o tempo explorando o objeto familiar e TB o tempo no objeto novo (ROSSATO et al., 2007).
Marcadores de estresse oxidativo:
Determinação de espécies reativas de oxigênio: A formação de ERO será determinada conforme descrito por ALI et al. (1992). Os resultados serão expressos em µmol de DCF/mg de proteína.
Determinação da concentração de nitritos: A quantificação dos nitritos será realizada através da reação de Griess (HUANG et al., 2009). Os resultados serão expressos em µM de nitritos/mg de proteína.
Determinação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico: A determinação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) será realizada pelo método de ESTERBAUER e CHEESEMAN (1990). Os resultados serão expressos em nmol de TBARS/mg de proteína.
Determinação do conteúdo tiólico total: A determinação do conteúdo tiólico total será realizada pelo método de AKSENOV e MARKESBERY (2011). Os resultados serão expressos em nmol de TNB/mg de proteína.
Determinação da atividade da SOD: Será determinada de acordo com o método descrito por MISRA e FRIDOVICH (1972) e os resultados serão expressos em unidades/mg de proteína.
Determinação da atividade da CAT: Será analisada através do método descrito por AEBI (1984) e os resultados serão expressos em unidades/mg de proteína.
Outras análises:
Análise histopatológica: Os tumores serão removidos e as características patológicas serão analisadas em cortes histológicos.
Determinação de citocinas: A quantificação das citocinas será avaliada pela técnica de ELISA através kits comerciais de acordo com as instruções do fabricante.
Sistema purinérgico: As ectonucleotidases serão avaliadas conforme descrito por CARVALHO et al. (2018).
Indicadores, Metas e Resultados
Este estudo visa a identificação de novas alternativas terapêuticas para o GBM por meio da investigação in vivo do efeito do extrato de Butia odorata sobre as alterações neuroquímicas e comportamentais associadas à doença. Espera-se que os resultados contribuam significativamente para o avanço do conhecimento científico na área de neurociências, possibilitando a publicação de artigos em periódicos de alto impacto. Além disso, almeja-se que a pesquisa promova a formação de recursos humanos altamente qualificados, abrangendo tanto a graduação quanto a pós-graduação.
Equipe do Projeto
Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
---|---|---|---|
EDUARDA PACKOWSKI BRAGA | |||
FRANCIELI DA SILVA DOS SANTOS | |||
FRANCIELI MORO STEFANELLO | 2 | ||
GIULIA BUENO DE OLIVEIRA DA SILVA | |||
JULIA EISENHARDT DE MELLO | |||
JULIANE TORCHELSEN SARAIVA | |||
LARISSA MENEZES DA SILVEIRA | |||
NATHALIA STARK PEDRA | |||
NATÁLIA PONTES BONA | |||
REJANE GIACOMELLI TAVARES | 2 | ||
ROSELIA MARIA SPANEVELLO | 2 |