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Abstract(s)
Inflammation is a defense mechanism designed to eliminate microorganisms, among other agents, to protect living tissues from infections, injuries, and to enhance tissue repair mechanisms. Non-steroidal anti-inflammatory drugs and synthetic glucocorticoids are widely used, but unfortunately, they have been associated with many side effects, namely the increased risk of upper gastrointestinal complications.
Therefore, the discovery of new, efficient, and safer anti-inflammatory agents is crucial to prevent and treat inflammatory processes. Natural matrices, such as tubers, have been explored and described as having a huge diversity of bioactive molecules with anti-inflammatory capacity and with few undesirable effects. Thus, in the present work, the hydroethanolic extracts of two tubers, Zingiber officinale Roscoe (Ginger) and Bryonia dioica Jacq. Were studied as potential anti-inflammatory agents.
The main objective of this work was to validate the anti-inflammatory activity of these tubers through two anti-inflammatory assays in vitro: i) inhibition of the production of nitric oxide (NO) in a cell model, RAW 264.7 - stimulated rat macrophage cell line by lipopolysaccharide (LPS); ii) inhibition of the activity of the inducible nitric oxide synthase (iNOS) enzyme. To ensure the safe use of these extracts, cytotoxic activity in tumor and non-tumor lines and cellular antioxidant activity were evaluated. Cell cycle analysis and apoptosis were also assessed using flow cytometry techniques. In addition, these extracts were characterized in terms of organic acids and phenolic compounds through chromatographic techniques to establish a structure-activity relationship.
According to the results obtained, the two tubers revealed the presence of organic acids, well described bioactive molecules, and four phenolic compounds were also identified in Z. officinale. Both samples are promising anti-inflammatory agents, since they exhibited the ability to inhibit NO production with very low IC50 values. It should be noted that B. dioica showed an anti-inflammatory and cytotoxic activity more effective than the standards used. The results of antioxidant activity were less promising, as both samples were less effective than quercetin. The results of the cell cycle show that B. dioica suppresses the G0/G1 phase, while apoptotic analysis indicates that Z. officinale has a greater capacity to induce cell death by the apoptotic pathway. These results are very promising and highlight the anti-inflammatory potential of these tubers, however further tests are needed to evaluate other inflammatory mediators and confirm in vivo their efficacy and safety.
A inflamação é um mecanismo de defesa concebido para eliminar microrganismos,entreoutros agentes, para proteger os tecidos vivos de infeções, lesões, e para potenciar os mecanismos de reparação tecidular. Os anti-inflamatórios não esteroides e glucocorticoidessintéticos são muito utilizados, mas infelizmente têm sido associados a muitos efeitos secundários, nomeadamenteao risco acrescido de complicações gastrointestinais superiores. Portanto, a descoberta de agentes anti-inflamatórios novos, eficientes e mais seguros é crucial para prevenir e tratar processos inflamatórios. As matrizes naturais, como os tubérculos, têm sido exploradas e descritas como detentores de uma enorme diversidade de moléculas bioativas com capacidade anti-inflamatória e com poucos efeitos indesejáveis. Assim, no presente trabalho, os extractoshidroetanólicos de dois tubérculos, Zingiber officinale Roscoe (Ginger) e Bryonia dioica Jacq. foram estudadoscomo potenciais agentes anti-inflamatórios. O principal objetivo deste trabalho foi a validação da atividade anti-inflamatória destes tubérculos através de dois ensaios anti-inflamatórios in vitro: i) inibição da produção de óxido nítrico (NO) num modelo celular,RAW 264.7–linhacelularde macrófagos deratoestimulado por lipopolissacarídeo (LPS); ii) inibição da atividade da enzima óxido nítrico sintaseindutível (iNOS). Para garantir a segurança da utilização dos referidos extratos foi avaliada a atividade citotóxica em linha tumorais e não tumorais e a atividade antioxidante celular. A análise do ciclo celular e a apoptose também foram avaliadas usando técnicas decitometria de fluxo. Além disso, estes extratosforam também caracterizados em termos de ácidos orgânicos e compostos fenólicos através de técnicas cromatográficas a fim de estabelecer uma relação estrutura-atividade. De acordo com os resultados obtidos, ambas as amostras revelaram a presença de ácidos orgânicos, moléculas de reconhecida bioatividade, tendo sido ainda detetados 4 compostos fenólicos na amostra Z. officinale. Os dois tubérculos são agentes anti-inflamatórios promissores, já que exibiram capacidade para inibir a produção de NO com valores muito baixos de IC50. De salientar que a B.dioica mostrou uma atividade anti-inflamatória e citotóxica mais eficaz do que os padrões utilizados. Os resultados daatividade antioxidante foram menos promissores, já que ambas as amostras foram menos eficazes do que a quercetina. Os resultados do ciclo celular mostram que a B.dioica suprime a fase G0/G1, enquanto a análise apoptótica indica que a Z. Officinale apresenta maior capacidade para induzir morte celular pela via apoptótica. Estes resultados são muito promissores e realçam o potencial anti-inflamatório destes tubérculos, no entanto é necessário fazer mais ensaios para avaliar outros mediadores inflamatórios e confirmar in vivo a sua eficácia esegurança
A inflamação é um mecanismo de defesa concebido para eliminar microrganismos,entreoutros agentes, para proteger os tecidos vivos de infeções, lesões, e para potenciar os mecanismos de reparação tecidular. Os anti-inflamatórios não esteroides e glucocorticoidessintéticos são muito utilizados, mas infelizmente têm sido associados a muitos efeitos secundários, nomeadamenteao risco acrescido de complicações gastrointestinais superiores. Portanto, a descoberta de agentes anti-inflamatórios novos, eficientes e mais seguros é crucial para prevenir e tratar processos inflamatórios. As matrizes naturais, como os tubérculos, têm sido exploradas e descritas como detentores de uma enorme diversidade de moléculas bioativas com capacidade anti-inflamatória e com poucos efeitos indesejáveis. Assim, no presente trabalho, os extractoshidroetanólicos de dois tubérculos, Zingiber officinale Roscoe (Ginger) e Bryonia dioica Jacq. foram estudadoscomo potenciais agentes anti-inflamatórios. O principal objetivo deste trabalho foi a validação da atividade anti-inflamatória destes tubérculos através de dois ensaios anti-inflamatórios in vitro: i) inibição da produção de óxido nítrico (NO) num modelo celular,RAW 264.7–linhacelularde macrófagos deratoestimulado por lipopolissacarídeo (LPS); ii) inibição da atividade da enzima óxido nítrico sintaseindutível (iNOS). Para garantir a segurança da utilização dos referidos extratos foi avaliada a atividade citotóxica em linha tumorais e não tumorais e a atividade antioxidante celular. A análise do ciclo celular e a apoptose também foram avaliadas usando técnicas decitometria de fluxo. Além disso, estes extratosforam também caracterizados em termos de ácidos orgânicos e compostos fenólicos através de técnicas cromatográficas a fim de estabelecer uma relação estrutura-atividade. De acordo com os resultados obtidos, ambas as amostras revelaram a presença de ácidos orgânicos, moléculas de reconhecida bioatividade, tendo sido ainda detetados 4 compostos fenólicos na amostra Z. officinale. Os dois tubérculos são agentes anti-inflamatórios promissores, já que exibiram capacidade para inibir a produção de NO com valores muito baixos de IC50. De salientar que a B.dioica mostrou uma atividade anti-inflamatória e citotóxica mais eficaz do que os padrões utilizados. Os resultados daatividade antioxidante foram menos promissores, já que ambas as amostras foram menos eficazes do que a quercetina. Os resultados do ciclo celular mostram que a B.dioica suprime a fase G0/G1, enquanto a análise apoptótica indica que a Z. Officinale apresenta maior capacidade para induzir morte celular pela via apoptótica. Estes resultados são muito promissores e realçam o potencial anti-inflamatório destes tubérculos, no entanto é necessário fazer mais ensaios para avaliar outros mediadores inflamatórios e confirmar in vivo a sua eficácia esegurança
Description
Mestrado de dupla diplomação com o Institut Superieur de Biotechnologie de Monastir
Keywords
Zingiber officinale Roscoe Bryonia dioica Jacq