Alcaloides dos bulbos das espécies Griffinia gardneriana (Herb.) Ravenna e Habranthus itaobinus Ravenna (amaryllidaceae): perfil químico e propriedades citotóxicas e genotóxicas

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dc.contributor.advisor-co1Borges, Warley de Souza
dc.contributor.advisor1Lacerda Junior, Valdemar
dc.contributor.authorCole, Eduardo Roberto
dc.contributor.referee1Endringer, Denise Coutinho
dc.contributor.referee2Santos, Reginaldo Bezerra dos
dc.contributor.referee3Kuster, Ricardo Machado
dc.contributor.referee4Cunha Neto, Álvaro
dc.date.accessioned2018-12-20T13:22:03Z
dc.date.available2018-12-20
dc.date.available2018-12-20T13:22:03Z
dc.date.issued2018-08-23
dc.description.abstractThe Amaryllidaceae family is widely distributed throughout the world, being considered one of the 20 most important families among which they present alkaloids in their composition, exhibiting antiviral, antimalarial, anticancer and anticholinesterase activities, among others. This work aims to perform a chemical study on alkaloids of Griffinia gardneriana and Habranthus itaobinus bulbs, belonging to this family, to evaluate its cytotoxic and genotoxic properties and the role of caspase-3 as a molecular mediator of apoptosis induced by these compounds. Fractions enriched in alkaloids obtained from G. gardneriana and H. itaobinus bulbs were initially subjected to gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) and then fractionated by different chromatographic techniques, such as molecular exclusion chromatography, column chromatography and preparative thin layer chromatography. The isolation and identification of the alkaloids was done by means of high performance liquid chromatography and mono- and bidimensional nuclear magnetic resonance, in addition to circular dichroism. Studies were carried out to evaluate the cytotoxicity of the enriched fractions by the MTT method using the OVCAR-3, J774 and L929 cell lines. In addition, the in vitro cytotoxicity and genotoxicity of the alkaloids isolated (through the MTT assay and micronucleus test) using tumoral (HepG2, MCF- 7, A549) and normal (L929, CHO-1-15) cell lines. In parallel, a study was developed to evaluate the correlation of the results obtained in the cytotoxicity assays by MTT and cytometry by image analysis. Molecular docking studies were performed to evaluate the free binding energies between the alkaloids isolated with the caspase-3 protein, described in the literature as the probable site of action of these compounds, also being calculated the theoretical inhibition constant, Ki. The GC-MS result of the enriched fractions evidenced the presence of only one alkaloid in G. gardneriana and five in H. itaobinus. Seven alkaloids of Amaryllidaceae, belonging to different type skeletons, all of them already well characterized in the literature, are some common ones to the two species (trisphaeridine and pretazettine), whereas others present only in G. gardneriana (lycorine and sanguinine) or in H. itaobinus (tazettine, 11- hydroxyvitattine and 2-a-7-dimethoxyhomolycorine). All enriched fractions showed cytotoxic action in the tested methods, but for the alkaloids isolated 11-hydroxyvitattine and 2-a-7-dimethoxyhomocolycorine were not cytotoxic, whereas tazettine, trisphaeridine and sanguinine presented activity only against the fibroblastic lineage. Lycorine and pretazettine were 10 to 30 times more cytotoxic than the other alkaloids, being active also for the cancerous lines, exhibiting time-dependent and concentration action, besides being genotoxic and able to promote the apoptosis via caspase-3. This result corroborates the data obtained in the docking studies in which these two compounds were among those with the highest binding affinity values.
dc.description.resumoA família Amaryllidaceae é amplamente distribuída pelo globo terrestre, sendo considerada uma das 20 famílias mais importantes entre as que apresentam alcaloides em sua composição, exibindo atividades antiviral, antimalárica, anticâncer e anticolinesterásica, dentre outras. Este trabalho objetiva realizar o estudo químico de alcaloides dos bulbos das espécies Griffinia gardneriana e Habranthus itaobinus, pertencentes à família Amaryllidaceae, avaliar suas propriedades citotóxicas e genotóxicas e o papel da caspase-3 como mediador molecular da apoptose induzida por estes compostos. As frações enriquecidas em alcaloides obtidas dos bulbos de G. gardneriana e H. itaobinus foram inicialmente submetidas à análise por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM) e em seguida fracionadas através de diferentes técnicas cromatográficas, como cromatografia por exclusão molecular, cromatografia em coluna e cromatografia em camada delgada preparativa, sendo o isolamento e identificação dos alcaloides feito por meio de cromatografia líquida de alta eficiência e ressonância magnética nuclear mono e bidimensional, além de dicroísmo circular. Foram então desenvolvidos estudos para avaliar a citotoxicidade das frações enriquecidas, pelo método do MTT, utilizando as linhagens celulares OVCAR-3, J774 e L929, sendo determinada também a citotoxicidade e a genotoxicidade in vitro dos alcaloides isolados (através do ensaio do MTT e do teste do micronúcleo) e a ativação da apoptose pela via da caspase, utilizando linhagens celulares tumorais (HepG2, MCF-7, A549) e normais (L929, CHO-1-15). Estudos de docking molecular foram realizados para avaliar as energias livres de ligação entre os alcaloides isolados com a proteína caspase-3, descrita na literatura como o provável sítio de ação destes compostos, sendo também calculada a constante de inibição téorica, Ki. O resultado da CG-EM das frações enriquecidas evidenciou a presença de apenas um alcaloide em G. gardneriana e cinco em H. itaobinus. Foram isolados sete alcaloides, pertencentes a diferentes esqueletos-tipo, todos já devidamente caracterizados na literatura, sendo alguns comuns às duas espécies (trisfaeridina e pretazetina), enquanto outros presentes apenas em G. gardneriana (licorina e sanguinina) ou em H. itaobinus (tazetina, 11-hidroxivitatina e 2-α-7- dimetoxihomolicorina). Todas as frações enriquecidas apresentaram ação citotóxica nos métodos testados, e no tocante aos alcaloides isolados, 11-hidroxivitatina e 2-α- 7-dimetoxihomocolorina não se mostraram citotóxicos, enquanto tazetina, trisfaeridina e sanguinina apresentaram atividade apenas contra a linhagem fibroblástica. Licorina e pretazetina foram 10 a 30 vezes mais citotóxicas que os demais alcaloides, mostrando-se ativas também para as linhagens cancerosas, exibindo ação tempo- e concentração-dependente, além de serem genotóxicas e capazes de promover apoptose pela via da caspase-3. Tal resultado corrobora os dados obtidos nos estudos de docking em que esses dois compostos se apresentaram entre aqueles com os maiores valores de afinidade de ligação.
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/10539
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Química
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química
dc.rightsopen access
dc.subjectGriffinia gardnerianapor
dc.subjectHabranthus itaobinuspor
dc.subject.br-rjbnAmarilidácea
dc.subject.br-rjbnAlcalóides
dc.subject.br-rjbnCâncer
dc.subject.cnpqQuímica
dc.subject.udc54
dc.titleAlcaloides dos bulbos das espécies Griffinia gardneriana (Herb.) Ravenna e Habranthus itaobinus Ravenna (amaryllidaceae): perfil químico e propriedades citotóxicas e genotóxicas
dc.title.alternativeAlkaloids from the Bulbs of Griffiniagardneriana(Herb.) Ravenna and Habranthus itaobinusRavenna (Amaryllidaceae): Chemical Profile and Cytotoxic and Genotoxic Properties.
dc.typedoctoralThesis
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