SOUZA, Ricardo Basto. Alga marinha vermelha Gracilaria cornea: novas perspectivas biotecnológicas e implicações neurofarmacológicas. 2015. 264 f. Tese (Doutorado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, 2015. / Submitted by Vitor Campos (vitband@gmail.com) on 2016-09-05T23:02:44Z No. of bitstreams: 1 tese_2015_rbsouza.pdf: 7781735 bytes, checksum: 354e9514a2e63488436ed8f7d6037c8c (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-09-06T11:26:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tese_2015_rbsouza.pdf: 7781735 bytes, checksum: 354e9514a2e63488436ed8f7d6037c8c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-06T11:26:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2015_rbsouza.pdf: 7781735 bytes, checksum: 354e9514a2e63488436ed8f7d6037c8c (MD5) Previous issue date: 2015 / The red seaweed Gracilaria cornea is presented as a natural source still little explored, with potential bioactive, such as sulfated polysaccharides. Its sulfated polysaccharide, agaran-type (AS-Gc), wherein its structure and has anti-inflammatory and anti-nociceptive activity reported in the literature. However, methodological evaluations in their extraction process as well as new potential biological activities are still little reported in the literature. Thus, this study aimed to analyze a new reagent for isolation of AS-Gc and then evaluate its effects and possible mechanisms of action on valuation models psychotropic activity and neuroprotective in vivo and in vitro. Initially, we evaluated the method for isolating sulfated polysaccharides from algae G. cornea using isoamyl alcohol (IAA), in relation to the classical method using 1-hexadecylpyridinium chloride (CPC), considering qualitative and quantitative parameters (percentage yield analysis, physical-chemical and structural characterization) and evaluation of anticoagulant activity in vitro. For analysis of psychotropic effects of AS-Gc, we evaluated the acute administration of three doses (0.3, 3 or 30 mg / kg) and two routes of administration (per os-p.o. or subcutaneous-s.c.) in mice. Then, animals were assessed in physiological and neurobehavioural tests indicative of action level on nervous system and locomotive disorders and behaviors associated with anxiety, depression and sedation. To investigate the potential neuroprotective, we carried out the Parkinson's disease model in rats induced by intrastriatal injection of the neurotoxin 6-hydroxydopamine (6-OHDA), followed by a single dose of ASGC (15, 30 or 60 μg) via intrastriatal. After 14 days, locomotives, neurobehavioral and physiological analyzes were performed. After euthanasia, brain areas (hippocampus, the prefrontal cortex and striatum) were dissected and used to neurochemical and transcriptional analyzes. Additionally, we evaluated the antioxidant potential of AS-Gc in in vivo and in vitro. The results suggest that the classical method using CCP has greater efficiency and quality to obtain a AS-Gc, in relation to the use of AIA. However, the alternative method, using AIA showed potential biotechnological applications to obtain other molecules of commercial and scientific interest. AS-Gc (30 mg / kg, p.o. and s.c.) presented a safety pharmacology and promoted increased exploratory activity in mice. AS-Gc (60 μg, intraestrital) promoted a neuroprotective activity in vivo and in vitro through mitochondrial protection, reduced glutathione induction, lipid peroxidation and nitrite levels reduction, and modulation of transcriptional pathways in the striatum of rats and returning locomotive and renal activities to normal conditions. Thus, this study show new perspectives for biotechnological obtaining chemically different molecules seaweed and suggests new neuropharmacological implications for the use of sulfated agaran from G. cornea. Furthermore, the AS-Gc present therapeutic potential against neurodegenerative disorders. / A alga marinha vermelha Gracilaria cornea apresenta-se como uma fonte natural ainda pouco explorada, com bioativos em potencial, como os polissacarídeos sulfatados. Seu polissacarídeo sulfatado, do tipo agarana (AS-Gc), possui sua estrutura caracterizada e atividade anti-inflamatória e anti-nociceptiva reportada na literatura. Entretanto, avaliações metodológicas no seu processo de extração, bem como novas atividades biológicas em potencial ainda são pouco reportadas na literatura. Deste modo, o presente estudo objetivou analisar um novo reagente para o isolamento de AS-Gc e, posteriormente, avaliar seus efeitos e possíveis mecanismos de ação em modelos de avaliação de atividades psicotrópicas e neuroprotetoras in vivo e in vitro. Inicialmente, realizou-se uma avaliação da metodologia de isolamento de polissacarídeos sulfatados isolados da alga G. cornea utilizando álcool isoamílico (AIA), em relação ao método clássico utilizando cloreto de 1-hexadecilpiridinio (CCP), considerando parâmetros qualitativos e quantitativos (análises de percentual de rendimento, de caracterização físico-química e estrutural) e de uma avaliação de atividade anticoagulante in vitro. Para análise de efeitos psicotrópicos de AS-Gc, avaliou-se a administração aguda de três doses (0,3; 3 ou 30 mg/Kg) e duas vias de administração (oral-v.o. ou subcutânea-s.c.) em camundongos. Em seguida, os animais foram submetidos a avaliação fisiológica e a ensaios neurocomportamentais, indicativo de nível de ação no sistema nervoso e relacionados a alterações locomotoras e de comportamentos associados de ansiedade, depressão e sedação. Para a investigação do potencial neuroprotetor, realizou-se o modelo de indução de doença de Parkinson em ratos com injeção intraestriatal da neurotoxina 6-hidroxidopamina (6-OHDA), seguido por única administração de AS-Gc (15, 30 ou 60 µg), via intraestriatal. Após 14 dias, os animais foram submetidos a análises locomotoras, neurocomportamentais e fisiológicas. Após eutanásia, áreas cerebrais (hipocampo, córtex pré-frontal e corpos estriados) foram dissecadas e utilizadas para análises neuroquímicas e transcricionais. Adicionalmente, avaliou-se o potencial antioxidante de AS-Gc em ensaios in vivo e in vitro. Os resultados sugerem que o método clássico, utilizando CCP, apresenta maior eficiência e qualidade para obtenção de AS-Gc, em relação ao uso de AIA. Entretanto, o método alternativo, utilizando AIA, demonstrou potenciais aplicações biotecnológicas para obtenção de outras moléculas de interesse comercial e científico. AS-Gc (30 mg/kg, v.o. e s.c.) apresentou uma segurança farmacológica e promoveu o aumento da atividade exploratória em camundongos. AS-Gc (60 µg, intraestrital) promoveu uma atividade neuroprotetora in vivo e in vitro, através de proteção mitocondrial, indução de glutationa reduzida, redução dos níveis de peroxidação lipídica e de nitrito, e modulação de vias transcricionais em corpo estriado de ratos, retornando atividades locomotoras e renais a condições normais. Desta forma, o presente estudo apresenta novas perspectivas biotecnológicas para obtenção de moléculas quimicamente diferentes de algas marinhas e sugere novas implicações neurofarmacológicas para o uso da agarana sulfatada de G. cornea. Adicionalmente, AS-Gc apresenta potencial terapêutico contra desordens neurodegenerativas.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / The red seaweed Gracilaria cornea is presented as a natural source still little explored, with potential bioactive, such as sulfated polysaccharides. Its sulfated polysaccharide, agaran-type (AS-Gc), wherein its structure and has anti-inflammatory and anti-nociceptive activity reported in the literature. However, methodological evaluations in their extraction process as well as new potential biological activities are still little reported in the literature. Thus, this study aimed to analyze a new reagent for isolation of AS-Gc and then evaluate its effects and possible mechanisms of action on valuation models psychotropic activity and neuroprotective in vivo and in vitro. Initially, we evaluated the method for isolating sulfated polysaccharides from algae G. cornea using isoamyl alcohol (IAA), in relation to the classical method using 1-hexadecylpyridinium chloride (CPC), considering qualitative and quantitative parameters (percentage yield analysis, physical-chemical and structural characterization) and evaluation of anticoagulant activity in vitro. For analysis of psychotropic effects of AS-Gc, we evaluated the acute administration of three doses (0.3, 3 or 30 mg / kg) and two routes of administration (per os-p.o. or subcutaneous-s.c.) in mice. Then, animals were assessed in physiological and neurobehavioural tests indicative of action level on nervous system and locomotive disorders and behaviors associated with anxiety, depression and sedation. To investigate the potential neuroprotective, we carried out the Parkinson's disease model in rats induced by intrastriatal injection of the neurotoxin 6-hydroxydopamine (6-OHDA), followed by a single dose of ASGC (15, 30 or 60 μg) via intrastriatal. After 14 days, locomotives, neurobehavioral and physiological analyzes were performed. After euthanasia, brain areas (hippocampus, the prefrontal cortex and striatum) were dissected and used to neurochemical and transcriptional analyzes. Additionally, we evaluated the antioxidant potential of AS-Gc in in vivo and in vitro. The results suggest that the classical method using CCP has greater efficiency and quality to obtain a AS-Gc, in relation to the use of AIA. However, the alternative method, using AIA showed potential biotechnological applications to obtain other molecules of commercial and scientific interest. AS-Gc (30 mg / kg, p.o. and s.c.) presented a safety pharmacology and promoted increased exploratory activity in mice. AS-Gc (60 μg, intraestrital) promoted a neuroprotective activity in vivo and in vitro through mitochondrial protection, reduced glutathione induction, lipid peroxidation and nitrite levels reduction, and modulation of transcriptional pathways in the striatum of rats and returning locomotive and renal activities to normal conditions. Thus, this study show new perspectives for biotechnological obtaining chemically different molecules seaweed and suggests new neuropharmacological implications for the use of sulfated agaran from G. cornea. Furthermore, the AS-Gc present therapeutic potential against neurodegenerative disorders. / A alga marinha vermelha Gracilaria cornea apresenta-se como uma fonte natural ainda pouco explorada, com bioativos em potencial, como os polissacarÃdeos sulfatados. Seu polissacarÃdeo sulfatado, do tipo agarana (AS-Gc), possui sua estrutura caracterizada e atividade anti-inflamatÃria e anti-nociceptiva reportada na literatura. Entretanto, avaliaÃÃes metodolÃgicas no seu processo de extraÃÃo, bem como novas atividades biolÃgicas em potencial ainda sÃo pouco reportadas na literatura. Deste modo, o presente estudo objetivou analisar um novo reagente para o isolamento de AS-Gc e, posteriormente, avaliar seus efeitos e possÃveis mecanismos de aÃÃo em modelos de avaliaÃÃo de atividades psicotrÃpicas e neuroprotetoras in vivo e in vitro. Inicialmente, realizou-se uma avaliaÃÃo da metodologia de isolamento de polissacarÃdeos sulfatados isolados da alga G. cornea utilizando Ãlcool isoamÃlico (AIA), em relaÃÃo ao mÃtodo clÃssico utilizando cloreto de 1-hexadecilpiridinio (CCP), considerando parÃmetros qualitativos e quantitativos (anÃlises de percentual de rendimento, de caracterizaÃÃo fÃsico-quÃmica e estrutural) e de uma avaliaÃÃo de atividade anticoagulante in vitro. Para anÃlise de efeitos psicotrÃpicos de AS-Gc, avaliou-se a administraÃÃo aguda de trÃs doses (0,3; 3 ou 30 mg/Kg) e duas vias de administraÃÃo (oral-v.o. ou subcutÃnea-s.c.) em camundongos. Em seguida, os animais foram submetidos a avaliaÃÃo fisiolÃgica e a ensaios neurocomportamentais, indicativo de nÃvel de aÃÃo no sistema nervoso e relacionados a alteraÃÃes locomotoras e de comportamentos associados de ansiedade, depressÃo e sedaÃÃo. Para a investigaÃÃo do potencial neuroprotetor, realizou-se o modelo de induÃÃo de doenÃa de Parkinson em ratos com injeÃÃo intraestriatal da neurotoxina 6-hidroxidopamina (6-OHDA), seguido por Ãnica administraÃÃo de AS-Gc (15, 30 ou 60 Âg), via intraestriatal. ApÃs 14 dias, os animais foram submetidos a anÃlises locomotoras, neurocomportamentais e fisiolÃgicas. ApÃs eutanÃsia, Ãreas cerebrais (hipocampo, cÃrtex prÃ-frontal e corpos estriados) foram dissecadas e utilizadas para anÃlises neuroquÃmicas e transcricionais. Adicionalmente, avaliou-se o potencial antioxidante de AS-Gc em ensaios in vivo e in vitro. Os resultados sugerem que o mÃtodo clÃssico, utilizando CCP, apresenta maior eficiÃncia e qualidade para obtenÃÃo de AS-Gc, em relaÃÃo ao uso de AIA. Entretanto, o mÃtodo alternativo, utilizando AIA, demonstrou potenciais aplicaÃÃes biotecnolÃgicas para obtenÃÃo de outras molÃculas de interesse comercial e cientÃfico. AS-Gc (30 mg/kg, v.o. e s.c.) apresentou uma seguranÃa farmacolÃgica e promoveu o aumento da atividade exploratÃria em camundongos. AS-Gc (60 Âg, intraestrital) promoveu uma atividade neuroprotetora in vivo e in vitro, atravÃs de proteÃÃo mitocondrial, induÃÃo de glutationa reduzida, reduÃÃo dos nÃveis de peroxidaÃÃo lipÃdica e de nitrito, e modulaÃÃo de vias transcricionais em corpo estriado de ratos, retornando atividades locomotoras e renais a condiÃÃes normais. Desta forma, o presente estudo apresenta novas perspectivas biotecnolÃgicas para obtenÃÃo de molÃculas quimicamente diferentes de algas marinhas e sugere novas implicaÃÃes neurofarmacolÃgicas para o uso da agarana sulfatada de G. cornea. Adicionalmente, AS-Gc apresenta potencial terapÃutico contra desordens neurodegenerativas.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Atualmente hà um aumento no interesse em desenvolver novos agentes terapÃuticos a partir de molÃculas biologicamente ativas presentes em fontes naturais, e os organismos marinhos tem-se destacado. Dentro deste contexto, as algas marinhas vermelhas tÃm recebido muita atenÃÃo por apresentar propriedades biolÃgicas e farmacolÃgicas ativas, como: antibacteriana, antioxidante, antiviral, antitumoral, antitrombÃtica, prÃ-trombÃtica, antinociceptiva, antinflamatÃria, anticoagulante e anticancerÃgena. Pesquisas recentes mostram que muitos bioativos obtidos de origem marinha apresentam grande potencial para aplicaÃÃes neurofarmacolÃgicas. Assim o objetivo desta dissertaÃÃo foi avaliar os efeitos dos polissacarÃdeos sulfatados totais (PST) obtidos da alga marinha vermelha Gracilaria cornea no Sistema Nervoso Central, em modelos clÃssicos de animais (labirinto em cruz elevada (LCE), campo aberto, Placa perfurada, rota rod, nado forÃado e suspensÃo de cauda) para screening de drogas com atividades relacionadas com as desordens neurocomportamentais, como ansiedade e depressÃo. Para a realizaÃÃo dos experimentos foram utilizados camundongos Swiss, machos, pesando de 25-32g, provenientes do biotÃrio da Universidade Federal do CearÃ. Os animais foram tratados agudamente com PST nas doses de 0,1, 1 ou 10 mg/kg, via intraperitoneal. Trinta minutos apÃs o tratamento, os animais foram submetidos aos testes comportamentais de locomoÃÃo (campo aberto e rota rod), ansiedade (LCE e placa perfurada) e depressÃo (nado forÃado e suspensÃo de cauda). Os resultados mostraram que PST, na dose de 10 mg/kg, apresentou efeito ansiolÃtico nos modelos de LCE e placa perfurada, pois aumentou todos os parÃmetros analisados no LCE, assim como o nÃmero de mergulhos nos orifÃcios da placa perfurada. Este efeito està provavelmente relacionado com o sistema gabaÃrgico, pois o flumazenil, antagonistas dos receptores GABAA/ BenzodiazepÃnicos, reverteu o efeito ansiolÃtico dos PST no LCE. No teste de campo aberto a dose de 10 mg/kg aumentou o nÃmero de quadrantes e o nÃmero de rearing, tento uma aÃÃo exitatÃria, jà no teste de rota rod nÃo houve alteraÃÃo, mostrando que a atividade motora dos animais nÃo foi prejudicada. Na avaliaÃÃo da atividade depressiva, os PST nÃo alteraram o tempo de imobilidade nos testes de nado forÃado e de suspensÃo de cauda, embora a dose de 10mg/kg apresentou uma diminuiÃÃo no parÃmetro analisado, porÃm nÃo significativo. ConclusÃo: os polissacarÃdeos sulfatados totais extraÃdos da Gracilaria cornea, na dose de 10 mg/Kg, sugerem uma aÃÃo ansiolÃtica no Sistema Nervoso Central, possivelmente relacionado com o sistema gabaÃrgico, desprovida de aÃÃo antidepressivo. / Currently there is an increased interest in developing new therapeutic agents from biologically active molecules present in natural sources from marine organisms has been posted. Within this context, red marine algae have received much attention for presenting active biological and pharmacological properties such as antibacterial, antioxidant, antiviral, antitumor, antithrombotic, pro-thrombotic, antinociceptive, anti-inflammatory, anticancer and anticoagulant. Recent surveys show that many bioactive obtained from marine sources have great potential for neuropharmacological applications. Thus the aim of this thesis was to evaluate the effects of sulfated polysaccharides total (PST) obtained from the red seaweed Gracilaria cornea in the Central Nervous System in classic animal models elevated plus maze (EPM), open field, hole board, rota rod, forced swim and tail suspension for the screening of drugs with activities related to neurobehavioral disorders such as anxiety and depression. For the experiments Swiss male mice were used, weighing 25-32g, from the vivarium of the Federal University of CearÃ. The animals were treated acutely with PST at doses of 0.1, 1 or 10 mg/kg intraperitoneally. Thirty minutes after treatment, the animals were subjected to behavioral tests of locomotion (open field and rota rod), anxiety (LCE and hole board) and depression (forced swim and tail suspension). The results showed that PST, at a dose of 10 mg/kg, showed anxiolytic effects in models of EPM and hole board, it increased all parameters analyzed in the EPM, as well as the number of dives in the holes of the perforated plate. This effect is probably related to the GABAergic system because flumazenil, antagonists of GABA/Benzodiazepine receptor, reversed the anxiolytic effects of PST in the EPM. In the open field test dose of 10 mg/kg increased the number of quadrants and the number of rearing, try one exitatÃria action already in the route test rod did not change, showing that the motor activity of the animals was not affected. In the assessment of depressive activity, the PST did not alter the immobility time in the forced swim and tail suspension tests, although the dose of 10mg/kg showed a decrease in the parameter analyzed nonsignificant. Conclusion: total sulfated extracted from Gracilaria cornea, at a dose of 10 mg/kg, polysaccharides suggest an anxiolytic action in the central nervous system, possibly associated with the GABAergic system, devoid of antidepressant action.