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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
CIÊNCIA E TECNOLOGIA (33144010003P0)
METABÓLITOS ESPECIALIZADOS DAS CASCAS DOS FRUTOS DE Porcelia macrocarpa Warm. (R. E.) Fries (ANNONACEAE) – DESREPLICAÇÃO MOLECULAR, AVALIAÇÃO DO POTENCIAL ANTIPARASITÁRIO E ESTUDO DA AÇÃO MECANÍSTICA, FENOTÍPICA E METABOLÔMICA
FERNANDA THEVENARD DOS SANTOS
TESE
16/10/2024

No presente trabalho, o fracionamento da fase solúvel em MeOH do extrato hexânico das cascas dos frutos de Porcelia macrocarpa forneceu um grupo (FMEH4-4) composto por treze acetogeninas acetilênicas (1 – 13), sendo 1 – 7 inéditas na literatura. Após isolamento, as acetogeninas foram submetidas a avaliação potencial anti-Trypanosoma cruzi, tanto para formas tripomastigotas quanto para amastigotas intracelulares. Como resultado, as acetogeninas 2, 3, 12 e 13 mostraram atividade in vitro com valores de CE50 de 44,2, 12,0, 6,8 e 52,1 µM, respectivamente, para formas tripomastigotas. Os compostos 12 e 13 também apresentaram valores de CE50 de 10,9 e 9,2 µM frente às formas amastigotas, respectivamente. As demais acetogeninas se mostraram inativas para ambas as formas. Além disso, as acetogeninas 1 – 13 não mostram toxicidade frente a células de mamífero, na maior concentração testada (CC50 > 200 M). Visando a obtenção de novas quantidades das acetogeninas, o extrato metanólico das cascas dos frutos de P. macrocarpa foi submetido a partição líquido/líquido e a fase hexânica se mostrou constituída pelos metabólitos de interesse. Após fracionamento cromatográfico foi obtido o grupo FH3- 4, constituído pelas acetogeninas 8 – 11. O potencial anti-T. cruzi in vitro desse grupo foi avaliado, sendo obtidos valores de CE50 4,9 e 2,4 µg/mL para as formas tripo- e amastigotas, respectivamente. Tendo em vista que os compostos 8 – 11, isoladamente, não mostraram atividade, foi possível sugerir que a mistura presente no grupo FH3-4 atue sinergicamente. Frente a esses resultados, a exploração do mecanismo de ação por ensaios fenotípicos frente à tripomastigotas de T. cruzi do grupo FH3-4 resultou em níveis menores de cálcio intracelular, além de aumento significativo de ATP e dos níveis de ROS. Análise in silico de parâmetros ADMET dos compostos 1 – 13 indicaram alta absorção intestinal e nenhum alerta de PAINS, porém baixa biodisponibilidade. A fim de melhorar tal parâmetro, formulações lipossomais liofilizadas dos compostos 12 e 13, ativos, foram preparados. O screening dos lipossomas frente à amastigotas levou a valores de 68,6 e 38,4% de tratamento dos macrófagos infectados a 0,35 M, sem indício de citotoxicidade. Comparativamente, o controle positivo benznidazol lipossomal levou a 71,2% de tratamento, a 0,40 M. Por outro lado, os compostos 12 e 13 livres forneceram valores de tratamento dos macrófagos muito similares aos observados para as formulações lipossomais (85,0 e 54,0%, respetivamente), porém a 50 M. Além disso, foi realizada um estudo de metabolômica untargeted a fim de avaliar o metaboloma das formas tripomastigotas frente ao tratamento com a agetogenina mais ativa (12). Após processamento e tratamento estatístico, o tratamento com 12 mostrou alterações significativas na concentração de metabólitos relacionados à composição da membrana plasmática e vias de sinalização do parasita. Este estudo demonstra o potencial das frações e compostos identificados como leads para novos protótipos anti-T. cruzi, enquanto também destaca a necessidade de ensaios futuros, incluindo ensaios fenotípicos e maior quantidade amostral para validação dos dados de metabolômica.

Acetogeninas;Produtos Naturais;Porcelia macrocarpa;Trypanosoma cruzi;Lipossomas;Metabolômica;ADMET
In the present work, chromatographic fractionation of the MeOH-soluble phase from the hexane extract of Porcelia macrocarpa fruit peels yielded a group (FMEH4-4) composed of acetylenic acetogeninas (1 – 13), with 1 – 7 classified as new in literature. After isolation, the acerogenins were submitted to anti-Trypanosoma cruzi potential evaluation against trypomastigote and intracellular amastigote forms. As a result, acetogenins 2, 3, 12 and 13 displayed in vitro activities with CE50 values of 44.2, 12.0, 6.8 and 52.1 µM, respectively, against trypomastigote forms. Compounds 12 and 13 also showed EC50 values of 10.9 and 9.2 µM against amastigote forms, respectively. The other acetogenins were shown to be inactive for both forms. Furthermore, acetogenins 1-13 did not show cytotoxicity against mammalian cells, at the highest tested concentration (CC50 > 200 µM). Aiming to obtain new quantities of acetogenins, the methanolic extract from P. macrocarpa fruit peels was submitted to liquid-liquid fractionation and the hexane phase was shown to be composed of the metabolites of interest. After chromatographic fractionation, group FH3-4 containing acetogenins 8- 11 was obtained. The in vitro anti-T. cruzi potential of this group was evaluated, displaying EC50 values of 4.9 and 2.4 µg/mL against trypo- and amastigote forms, respectively. Considering that, compounds 8 – 11, individually, did not display activity, it is possible to suggest that the mixture present in fraction FH3-4 acts synergistically. In view of these results, the exploration of the mechanism of action against T. cruzi trypomastigotes treated with FH3-4 resulted in decrease of intracellular calcium and noticeable increase in ATP levels as well as ROS levels. In silico analyses of 1 – 13 ADMET parameters indicated high intestinal absorption and no PAINS alerts, but low bioavailability. To improve this parameter, lyophilized liposomal formulations of active compounds 12 and 13 were prepared. Screening of the prepared liposomes against amastigotes led to 68.6 and 38.4% of treatment of infected macrophages at 0.35 µM, with no evidence of cytotoxicity. Comparatively, positive control of liposomal benznidazole led to 71.2% of treatment, at 0.40 µM. On the other hand, free compounds 12 and 13 provided similar treatment values comparing to the liposomal formulation (85.0% and 54.0% of treatment, respectively), but at 50 µM. Additionally, an untargeted metabolomic study was performed to evaluate the trypomastigote metabolome after treatment with 12. Post-processing and statistical analysis, treatment with 12 showed significant alterations in metabolites related to membrane composition and pathway signalling in T. cruzi. This research demonstrates the potential of the identified fractions and compounds as leads for new anti-T. cruzi prototypes, while also highlighting the need for further studies, including phenotypic assays and larger sample sets to validate findings.
Acetogenins;Natural products;Porcelia macrocarpa;Trypanosoma cruzi;Lipossomes;Metabolomics;ADMET
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho possui divulgação autorizada
CTQ - FERNANDA THEVENARD DOS SANTOS.pdf

Contexto

QUÍMICA
-
Metabólitos das cascas dos frutos de Porcelia macrocarpa (Warm.) R. E. Fries (Annonaceae): desreplicação molecular, avaliação do potencial antiparasitário e estudo da ação mecanística fenotípica e metabolômica – Fapesp 2020/01221-4

Banca Examinadora

JOAO HENRIQUE GHILARDI LAGO
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
GISELE ANDRE BAPTISTA CANUTO Participante Externo
ANTONIO EDUARDO MILLER CROTTI Participante Externo
EMMANOEL VILACA COSTA Participante Externo
DANIELE RIBEIRO DE ARAUJO Participante Externo
JOAO HENRIQUE GHILARDI LAGO Docente - PERMANENTE

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - Bolsa de Doutorado 41
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - PRINT - PROGRAMA INSTITUCIONAL DE INTERNACIONALIZAÇÃO 6

Vínculo

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