Desenvolvimento de blends contendo fucoidan A e avaliação da atividade antioxidante in vitro e in vivo em modelo Caenorhabditis elegans e zebrafish (Danio rerio)
dc.contributor.advisor | Rocha, Hugo Alexandre de Oliveira | |
dc.contributor.advisorID | https://orcid.org/0000-0003-2252-1221 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/4651814546820796 | pt_BR |
dc.contributor.author | Silva, Cynthia Haynara Ferreira da | |
dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0000-0002-6764-5749 | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/7171255005743711 | pt_BR |
dc.contributor.referees1 | Gomes, Dayanne Lopes | |
dc.contributor.referees2 | Costa, Leandro Silva | |
dc.contributor.referees3 | Negreiros, Marília Medeiros Fernandes de | |
dc.contributor.referees4 | Ferreira, Éder Galinari | |
dc.date.accessioned | 2024-12-26T19:50:54Z | |
dc.date.available | 2024-12-26T19:50:54Z | |
dc.date.issued | 2024-09-30 | |
dc.description.abstract | Oxidative stress is a crucial physiological process involved in regulating and maintaining several fundamental processes in organisms, as well as in diseases such as cardiovascular diseases, neurodegenerative diseases, and cancer. There is growing interest in identifying new molecules, particularly from natural sources, that possess antioxidant properties. Marine macroalgae have emerged as functional foods and sources of active molecules with various properties, including sulfated polysaccharides (PS). One example is PS fucoidan A (FucA), extracted from the algae Spatoglossum schröederi, which has been studied for its antithrombotic, anti-inflammatory, and non-genotoxic potential. However, FucA does not exhibit significant antioxidant activity. The presence of antioxidant properties could enhance the effects of the biological activities already identified. One strategy to enhance the effects of a molecule is through chemical modification by adding functional groups and developing blends that combine the properties of two components. To improve the antioxidant activity of FucA, factorial design and response surface plots were employed to develop blends containing FucA and dextran modified with gallic acid (Dex-Gal). Chemical and structural analyses confirmed that Dex-Gal was modified with the addition of 3% GA and exhibited a total antioxidant capacity (TAC) 3.2 times higher than that of unmodified Dex. Dex-Gal and FucA were subjected to factorial design to create different proportions and develop five blends (BLD1, BLD2, BLD3, BLD4, and BLD5). Two blends, BLD1 and BLD5, demonstrated low activity in the antioxidant tests performed. In the TAC test, three blends stood out: BLD4 (22 Eq. AA), BLD3 (17 Eq. AA), and BLD2 (13 Eq. AA). In the reducing power test, BLD4 showed a reduction of 28%, compared to 17% for BLD2 and 15% for BLD3. Notably, BLD4 also excelled in the hydroxyl radical scavenging test, demonstrating approximately 100% activity. Analysis of the surface graphs confirmed that the ideal proportion of the FucA and DexGal blend is that formulated in BLD4, with a 1:1 ratio of each component. BLD4 was selected for antioxidant tests in the 3T3 cell line, as well as in biological models of Caenorhabditis elegans and zebrafish (Danio rerio). BLD4 did not exhibit cytotoxicity in 3T3 cells and provided protective effects against oxidative stress induced by H2O2; it enhanced the survival of C. elegans larvae under oxidative stress with T-BOOH and reduced intracellular ROS by 30%; it also protected zebrafish embryos from oxidative stress caused by H2O2. In both cellular and C. elegans models, BLD4 performed better compared to its isolated components. | pt_BR |
dc.description.resumo | O estresse oxidativo é um processo fisiológico importante na regulação e manutenção de diversos processos básicos nos organismos e em doenças como as cardiovasculares, neurodegenerativas e câncer. Há um interesse crescente em identificar novas moléculas, principalmente de fontes naturais, que tenham propriedades antioxidantes. As macroalgas marinhas já se destacam como alimento funcional e como fonte de moléculas ativas com diversas propriedades, como os polissacarídeos sulfatados (PS). Um exemplo, é o PS fucoidan A (FucA), extraído da alga Spatoglossum schröederi que tem sido estudado pelo seu potencial antitrombótico, anti-inflamatório e antigenotóxica. Entretanto, FucA não demonstra uma atividade antioxidante significativa. A presença dessa propriedade antioxidante poderia potencializar os efeitos das atividades biológicas já identificadas. Uma estratégia de potencializar os efeitos de uma molécula é a modificação química pela adição de grupos funcionais e pela elaboração de blends que combinem as propriedades de dois componentes. Com o objetivo de potencializar a atividade antioxidante de FucA, utilizou-se uma ferramenta de planejamento fatorial e gráfico de superfície de respostas para elaborar blends contendo FucA e Dextrana modificada com ácido gálico (Dex-Gal). Análises químicas e estruturais confirmaram que Dex-Gal foi modificada com adição de 3% de AG e apresentou capacidade antioxidante total (CAT) 3,2 maior do que a Dex não modificada. Dex-Gal e FucA foram submetidas ao planejamento fatorial para combinação de diferentes proporções para desenvolver cinco blends (BLD1, BLD2, BLD3, BLD4 e BLD5). Dois blend, BLD1 e BLD5 apresentaram baixa atividade nos testes antioxidantes realizados. No teste CAT, três blends se destacaram: BLD4 (22 Eq. AA), BLD3 (17 Eq. AA), e BLD2 (13 Eq. AA). No teste de poder redutor, BLD4 se destacou com 28% de redução, contra 17% do BLD2 e 15% do BLD3. Notavelmente, BLD4 também se destacou no teste de sequestro de radical hidroxila com cerca de 100% de atividade. A análise dos gráficos de superfície confirmou que a proporção ideal do blend de FucA e de Dex-Gal é a formulada no BLD4, com 1:1 de cada componente. BLD4 foi selecionado para os testes antioxidantes em células da linhagem 3T3 e em modelo biológico Caenorhabditis elegans e zebrafish (Danio rerio). BLD4 não apresentou citotoxicidade em células 3T3 e protegeu preventivamente as células contra estresse oxidativo induzido por H2O2; protegeu as larvas de C. elegans aumentando a sobrevivência em estresse oxidativo com álcool terc-butil hidroperóxido (T-BOOH) e diminuiu em 30% a quantidade de espécies reativas de oxigênio intracelular; e, por fim, protegeu embriões de zebrafish contra estresse oxidativo por H2O2. Portanto, em célula e em modelo C. elegans, BLD4 apresentou melhor desempenho quando comparado com seus componentes de forma isolada. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq | pt_BR |
dc.identifier.citation | SILVA, Cynthia Haynara Ferreira da. Desenvolvimento de blends contendo fucoidan A e avaliação da atividade antioxidante in vitro e in vivo em modelo Caenorhabditis elegans e zebrafish (Danio rerio). Orientador: Dr. Hugo Alexandre de Oliveira Rocha. 2024. 100f. Tese (Doutorado em Bioquímica e Biologia Molecular) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024. | pt_BR |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/60984 | |
dc.language | pt_BR | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFRN | pt_BR |
dc.publisher.program | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULAR | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.subject | Polissacarídeos sulfatados | pt_BR |
dc.subject | Alga marrom | pt_BR |
dc.subject | Estresse oxidativo | pt_BR |
dc.subject | Fucoidan | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS | pt_BR |
dc.title | Desenvolvimento de blends contendo fucoidan A e avaliação da atividade antioxidante in vitro e in vivo em modelo Caenorhabditis elegans e zebrafish (Danio rerio) | pt_BR |
dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
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