Avaliação da atividade antioxidante de quitosana extraída de fungos e de seu derivado conjugado com ácido gálico através de testes in vitro e in vivo utilizando modelo zebrafish (Danio rerio)

Oxidative stress is a cause of numerous diseases in humans, this causes a constant search for new molecules that may have antioxidant capacity and prevent the emergence of diseases. The objective of this work was to extract chitosan from fungi (Chit-F) and synthesize a new molecule, conjugating i...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Paiva, Weslley de Souza
Outros Autores: Rocha, Hugo Alexandre de Oliveira
Formato: doctoralThesis
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Estresse oxidativo
Quitosana fúngica
Modificação redox
Zebrafish
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/49905
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Avaliação da atividade antioxidante de quitosana extraída de fungos e de seu derivado conjugado com ácido gálico através de testes in vitro e in vivo utilizando modelo zebrafish (Danio rerio)
description Oxidative stress is a cause of numerous diseases in humans, this causes a constant search for new molecules that may have antioxidant capacity and prevent the emergence of diseases. The objective of this work was to extract chitosan from fungi (Chit-F) and synthesize a new molecule, conjugating it with gallic acid, which was called Chit-FGal, in order to potentiate its antioxidant action. After collection, isolation and identification of the fungus as being of the species Rhizopus arrhizus, it was possible to extract chitosan and after physical-chemical tests such as high performance liquid chromatography (HPLC), Fourier transform infrared (FTIR) and nuclear magnetic resonance (NMR) ), it was confirmed that the sample was chitosan, with a degree of deacetylation of 86% and low molecular weight, in addition, without the presence of proteins and phenolic compounds. After that, the synthesis of fungal chitosan + AG (Chit-FGal) was successfully performed, confirmed by the 4x increase in the amount of phenolic compounds in relation to Chit-F, as well as the appearance of a peak in the region of the aromatic rings in the NMR analysis. When the 2 samples were extracted/synthesized and characterized, the in vitro antioxidant tests were performed (Copper Chelation, Iron Chelation, Total Antioxidant Capacity (CAT), reducing power and superoxide radical scavenging), where the samples had activities in all the tests, however Chit-FGal obtained results at least 50% (p <0.05) higher, demonstrating the potentiation of activities when modifying the native molecule. When testing Chit-F and Chit-FGal in fibroblast cells (NIH/3T3), there was no decrease in cell viability measured by MTT ((3-(4,5- Dimethylthiazolyl- 2)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) in any sample. , in addition, a protection test against damage caused by hydrogen peroxide was performed, where ChitFGal at a concentration of 0.05 mg/mL showed better protection. A protective effect of embryos against damage caused by 0.06 mM hydrogen peroxide (100% live embryos). Subsequently, 3 days after fertilization, regarding the production of reactive oxigen species (ROS), lipid peroxidation and cell death apoptotic rate of larvae treated with Chi-F and Chit-FGal post. In both protection rates against the 3 surveys. These results combine the excellent potential antioxidant of Chit-FGal, as well as this new molecule as a potential to treat various oxidative stress problems.
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The objective of this work was to extract chitosan from fungi (Chit-F) and synthesize a new molecule, conjugating it with gallic acid, which was called Chit-FGal, in order to potentiate its antioxidant action. After collection, isolation and identification of the fungus as being of the species Rhizopus arrhizus, it was possible to extract chitosan and after physical-chemical tests such as high performance liquid chromatography (HPLC), Fourier transform infrared (FTIR) and nuclear magnetic resonance (NMR) ), it was confirmed that the sample was chitosan, with a degree of deacetylation of 86% and low molecular weight, in addition, without the presence of proteins and phenolic compounds. After that, the synthesis of fungal chitosan + AG (Chit-FGal) was successfully performed, confirmed by the 4x increase in the amount of phenolic compounds in relation to Chit-F, as well as the appearance of a peak in the region of the aromatic rings in the NMR analysis. When the 2 samples were extracted/synthesized and characterized, the in vitro antioxidant tests were performed (Copper Chelation, Iron Chelation, Total Antioxidant Capacity (CAT), reducing power and superoxide radical scavenging), where the samples had activities in all the tests, however Chit-FGal obtained results at least 50% (p <0.05) higher, demonstrating the potentiation of activities when modifying the native molecule. When testing Chit-F and Chit-FGal in fibroblast cells (NIH/3T3), there was no decrease in cell viability measured by MTT ((3-(4,5- Dimethylthiazolyl- 2)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) in any sample. , in addition, a protection test against damage caused by hydrogen peroxide was performed, where ChitFGal at a concentration of 0.05 mg/mL showed better protection. A protective effect of embryos against damage caused by 0.06 mM hydrogen peroxide (100% live embryos). Subsequently, 3 days after fertilization, regarding the production of reactive oxigen species (ROS), lipid peroxidation and cell death apoptotic rate of larvae treated with Chi-F and Chit-FGal post. In both protection rates against the 3 surveys. These results combine the excellent potential antioxidant of Chit-FGal, as well as this new molecule as a potential to treat various oxidative stress problems. O estresse oxidativo é uma causa de inúmeras doenças em humanos, isso provoca uma busca constante de novas moléculas que possam ter capacidade antioxidante e evitar o surgimento de doenças. O objetivo desse trabalho foi extrair quitosana de fungos (Chit-F) e sintetizar uma nova molécula, conjugando Chit-F com ácido gálico, a qual foi denominada de ChitFGal, a fim de potencializar sua ação antioxidante. Após coleta, isolamento e identificação do fungo como sendo da espécie Rhizopus arrhizus, foi possível extraír uma molécula que, após testes físico- químicos como cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), infravermelho por transformada de fourier (FTIR) e ressonância magnética nuclear (RMN), foi caracterizada como uma quitosana, com grau de desacetilação 86% e baixa massa molecular, além disso, sem presença de proteínas e compostos fenólicos. Após isso, foi realizada com sucesso a síntese de quitosana fúngica + AG (Chit-FGal), comprovada pelo aumento em 4x da quantidade de compostos fenólicos em relação a Chit-F, como também o surgimento de um pico na região dos anéis aromáticos na análise de RMN. Ao ter as 2 amostras extraídas/sintetizadas e caracterizadas, foram realizados os testes antioxidantes in vitro (Quelação de cobre, quelação de ferro, capacidade antioxidante total (CAT), poder redutor e sequestro de radical superóxido), onde as amostras tiveram atividades em todos os testes, porém Chit-FGal obteve resultados pelo menos 50% (p <0,05) superiores, demonstrando a potencialização das atividades ao modificar a molécula nativa. As amostras Chit-F e ChitFGal não foram citotóxicas para fibroblastos murinos (NIH/3T3) em nenhuma das concentrações utilizadas. Quando estas células foram expostas a apenas peróxido de hidrogênio (0.06 mM), detectou-se sinais de citotoxicidade que não abolidos quando estas células foram expostas a peróxido de hidrogênio e Chit-Fgal (de 0,05 a 0,25 mg/mL). Ao testar a capacidade antioxidante in vivo utilizando modelo zebrafish (Danio rerio), foi observado um efeito de proteção dos embriões contra danos causados por peróxido de hidrogênio 0,06 mM. Posteriormente as larvas com 3 dias pós fecundação foram analisadas quanto a produção de espécies reativas de oxigênio (EROs), peroxidação lipídica e a taxa de morte celular por apoptose . Ambas demonstraram ação protetora contras os 3 fenômenos estudadas. Esses resultados demonstram o excelente potencial antioxidante de Chit-F, como também a potencialização dessa ação ao conjugar esse polímero com ácido gálico (ChitFGal), in vitro e in vivo o que torna essa nova molécula como promissora como antioxidante, com potencial para tratar diversos problemas causados pelo estresse oxidativo. 2022-11-25T22:15:32Z 2022-11-25T22:15:32Z 2022-07-22 doctoralThesis PAIVA, Weslley de Souza. Avaliação da atividade antioxidante de quitosana extraída de fungos e de seu derivado conjugado com ácido gálico através de testes in vitro e in vivo utilizando modelo zebrafish (Danio rerio). 2022. Orientador: Hugo Alexandre de Oliveira Rocha. 82f. Tese (Doutorado em Biotecnologia) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/49905 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA

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