A epilepsia é uma das desordens mais frequente do sistema nervoso central com aproximidamente 2% de prevalência mundial e 30% de refratariedade. O uso das plantas medicinais é uma possibilidade de identificar novas moléculas com potencial terapêutico. Nesse estudo, utilizamos o modelo de convulsão induzida pelo ácido caínico em zebrafish adulto, para explorar o potencial terapêutico da samambaia Blechnum brasiliense Desv. Primeiramente, utilizando cromatografia liquida de ultra eficiência, foi validado método analítico para quantificação do ácido rosmarínio na fração acetato de etila, obtida por fracionamento do extrato bruto da planta. A fração apresentou teor de 0,0764 g% de ácido rosmarínico. A partir desta fração foi realizado isolamento em coluna preparativa para obtenção do composto para testes em peixe-zebra. Nos ensaios toxicológicos em embriões de zebrafish foram avaliados o extrato bruto e a fração acetato de etila de B. brasiliense, bem como ácido rosmarínico isolado, possibilitando o cálculo das doses letais médias (DL50). Os valores foram 363,3 μg/mL para o extrato, 196,3 μg/mL para a fração e 250,3 μM para o ácido rosmarínico. Os resultados demonstraram que as amostras apresentaram toxicidade aos embriões apenas nas maiores concentrações testadas. Nos ensaios realizados com zebrafish adultos, todas as amostras foram capazes de modular o perfil e a intensidade da convulsão causada pelo ácido caínico, bem como a latência para a primeira crise clônica. As doses ativas foram: 20 mg/kg para o extrato bruto, 5 e 10 mg/kg para a fração acetato de etila e 1 mg/kg para o ácido rosmarínico, sendo capazes de reduzir as crises e aumentar o tempo de latência no modelo de epilepsia em zebrafish. Assim, nosso estudo indica a espécie Blechnum brasiliense como fonte de substância com potencial terapêutico a ser explorada para o tratamento da epilepsia. / Epilepsy is one of the most frequent disorders of the central nervous system with approximately 2% of world prevalence and 30% of refractoriness. The use of medicinal plants is a possibility to identify new molecules with therapeutic potential. In this study, we used the caynic acid-induced convulsion model in adult zebrafish to explore the therapeutic potential of the Blechnum brasiliense Desv fern. Firstly, using ultra-efficient liquid chromatography, we validated an analytical method for the quantification of rosmarinic acid in the ethyl acetate fraction, obtained by plant crude extract fractionation. The fraction presented a content of 0.0764 g% of rosmarinic acid. From this fraction was carried out the preparative column isolation of the compound for tests in zebrafish. In the toxicological tests using zebrafish embryos, were evaluated the crude extract and the ethyl acetate fraction of B. brasiliense, as well as, the isolated rosmarinic acid, allowing the calculation of median lethal doses (LD50). The values were 363.3 μg/mL for the extract, 196.3 μg/mL for the fraction and 250.3 μM for the rosmarinic acid. The results showed that samples presented toxicity to the embryos only in the highest concentrations tested. In the trials with adult zebrafish, all samples were able to modulate the profile and intensity of the convulsion caused by kainic acid, as well as, the latency for the first clonic crisis. The active doses were 20 mg/kg for the crude extract, 5 and 10 mg/kg for the ethyl acetate fraction, and 1 mg/kg for rosmarinic acid, being able to reduce the crises and increase the latency time in the zebrafish model of epilepsy. Thus, our study indicates the species Blechnum brasiliense as a source of substance with therapeutic potential to be explored for the treatment of epilepsy.

Introdução: O ácido rosmarínico (AR) é um composto fenólico que apresenta inúmeras atividades biológicas, dentre estas, destaca-se a atividade antioxidante. Entretanto, a biodisponibilidade do AR por via oral é de apenas 0,91 a 5,0%, fator que pode estar relacionado à sua solubilidade, estabilidade em meio gastrointestinal e mecanismo de absorção. Ciclodextrinas (CDs) são excipientes farmacêuticos utilizados com o objetivo de promover a absorção oral de fármacos por propiciarem aumento de solubilidade, estabilidade química e permeação pela membrana intestinal a partir da complexação com o fármaco. Tendo em vista o desenvolvimento de uma formulação farmacêutica, estudos de compatibilidade entre a substância e excipientes se fazem necessários. Objetivo: Obter complexo do AR com CDs derivadas, avaliar a atividade antioxidante dos complexos e compatibilidade entre excipientes. Materiais e métodos: Estudo de solubilidade de fase foi realizado para se determinar estequiometria e constante de estabilidade entre o AR e duas CDs: HPβCD e MβCD. Os complexos foram obtidos por liofilização e caracterizados por métodos espectroscópicos, calorimétrico e microscópico. A atividade antioxidante foi determinada pelo método DPPH e estudo de compatibilidade entre excipientes foi realizado por método espectroscópico, calorimétrico e cromatográfico. Resultados: O AR apresentou proporção estequiométrica 2:1 AR:CD e alta constante de estabilidade. Os métodos de caracterização permitiram inferir a presença de formação de complexo de inclusão e complexo de não-inclusão, nos quais uma molécula do AR estaria interagindo com prótons internos e outra estaria interagindo com prótons externos da CD. A atividade antioxidante dos complexos foi superior à apresentada pelo AR não complexado, demonstrando a ação das CDs sobre a doação de prótons do AR e o estudo de compatibilidade de excipientes não demonstrou incompatibilidades viabilizando a obtenção de formas farmacêuticas. Conclusão: Considerando todos os resultados, pode-se inferir que complexos AR:CD podem ser uma alternativa tecnológica para superar a baixa absorção pela via oral, sem ocasionar perda na atividade antioxidante, propiciando também o desenvolvimento de formulações sólidas orais. / Introduction: Rosmarinic acid (RA) is phenolic compound which present several biological activities, among these, antioxidant is remarkable. However, oral bioavailability of RA is only 0.91 to 5.0%, a factor that may be related to its solubility, stability in gastrointestinal environment and absorption mechanism. Cyclodextrins (CDs) are pharmaceutical excipients used in oral drug absorption by promoting increased solubility, chemical stability and permeation by the intestinal membrane through complexation with the drug. In view of the development of a pharmaceutical formulation, excipients compatibility studies are also expected. Objective: To obtain RA complex with derivative CDs (HPβCD and MβCD), to evaluate the antioxidant activity of complexes and compatibility between excipients. Materials and methods: Phase-solubility study was performed to determine stoichiometry and constant between RA and CD. The complexes were obtained by lyophilization and characterized by spectroscopic, calorimetric and microscopic techniques. The antioxidant activity was determined by the DPPH method and compatibility study among excipients was performed by spectroscopic, calorimetric and chromatographic methods.

As plantas medicinais são consideradas importantes fontes de compostos biologicamente ativos. Para muitas doenças crônicas, como as neurodegenerações, substâncias que apresentam atividades simultâneas em mais de um alvo relacionado à etiopatologia dessas desordens, constituem potenciais agentes terapêuticos. Nesse contexto, os objetivos deste trabalho foram a avaliação química e biológica de três espécies de samambaias de ocorrência no sul do Brasil: Blechnum binervatum, B. brasiliense e B. occidentale. O isolamento bioguiado foi utilizado para a identificação da(s) substância(s) com potencial atividade em modelos in vitro e in silico relacionados às desordens neurodegenerativas. A avaliação dos extratos e frações permitiu destacar a fração acetato de etila de B. brasiliense como a mais ativa na estabilização de radicais hidroxila (CI50: 12,5 μg/mL) e na inibição da lipoperoxidação (CI50: 10,4 μg/mL), sendo uma das mais ativas frente ao óxido nítrico (CI50: 55,6 μg/mL). Adicionalmente, na inibição da isoforma A da enzima monoamina oxidase (MAO), esta fração foi a que apresentou menor valor de CI50 (28,6 μg/mL). As frações diclorometano também apresentaram bons resultados na inibição da MAO-A, sendo algumas ativas igualmente como antioxidantes. Frente à MAO-B, os extratos e frações das três espécies vegetais demonstraram menores efeitos e foram inativos frente às enzimas acetil e butiril colinesterase, não demonstrando toxicidade em células polimorfonucleares (PMN) de ratos Wistar, na concentração de 1 mg/mL. Utilizando células-tronco cultivadas, os extratos e frações selecionadas, nas concentrações de 100 a 500 μg/mL, não afetaram a viabilidade celular e não apresentaram efeitos tóxicos. Análises químicas por cromatografia líquida de alta eficiência, acoplada a detector de arranjo de diodos e espectrometria de massas, permitiram a identificação de isômeros dos ácidos cafeoil quínico e cafeoil chiquímico nos extratos das três espécies estudadas. B. binervatum apresentou, ainda, ácido cafeico glicosilado, ácido isosalvianólico A e ácido rosmarínico sulfatado. Ácido salvianólico F foi identificado em B. binervatum e B. occidentale, bem como isômeros do ácido brainico. Ácido rosmarínico foi caracterizado em B. binervatum e B. brasiliense. Quercetina 3-O-glicosídeo e vicenina-2 também foram identificadas. As análises por cromatografia gasosa, acoplada à espectrometria de massas demonstraram que o diterpeno neofitadieno foi o composto majoritário nas frações diclorometano de Blechunm e nas frações hexano de B. occidentale e B. binervatum. Para a fração hexano de B. brasiliense, β-sitosterol foi o principal componente. A partir da fração acetato de etila de B. brasiliense foi isolado o ácido rosmarínico, o qual se mostrou ativo nos ensaios de atividade antioxidante, na inibição da catecol-O-metil transferase (CI50: 26,7 μM) e da MAO-A (CI50: 50,1 μM), sendo proposto mecanismo reversível de inibição desta enzima. Nos estudos de docking foram verificadas as interações moleculares entre o composto e as enzimas MAO-A e COMT, por ligações de hidrogênio e interações hidrofóbicas nos sítios ativos enzimáticos. O composto não apresentou efeitos tóxicos em células PMN de roedores, nas concentrações de 0,5 e 5 mM. Os ácidos rosmarínico e clorogênico isolados do extrato de B. binervatum não influenciaram na viabilidade celular e não induziram efeito tóxico sobre células-tronco (100 a 500 μM), sendo que o ácido rosmarínico foi capaz, ainda, de induzir proliferação celular. Capacidade protetora contra danos celulares causados por H2O2 (1400 μM) foi observada para ambas as substâncias, nas concentrações de 10-100 μM, sendo os resultados corroborados pelas imagens de microscopia celular. O ácido rosmarínico apresentou melhores respostas quando comparado ao ácido clorogênico, sendo mais efetivo na inibição dos danos por H2O2. O conjunto dos resultados obtidos ressalta a importância dos estudos associados químico-biológico de espécies vegetais e aponta para as potencialidades de samambaias como fontes de produtos bioativos, capazes de atuar sobre múltiplos alvos enzimáticos e não-enzimáticos relacionados a doenças neurodegenerativas. / Medicinal plants are considered important sources of biologically active compounds. For many chronic diseases, such as neurodegenerations, substances that present simultaneous activities in more than one target related to the etiopathology of these disorders are considered potential therapeutic agents. In this context, the aims of the study were the chemical and biological evaluation of three fern species, occurring in south Brazil: Blechnum binervatum, B. brasiliense and B. occidentale. The bioguided isolation was employed to identify compound(s) with potential activities at in vitro and in silico models associated to neurodegenerative disorders. The biological evaluation of extracts and fractions allowed to highlight the ethyl acetate fraction of B. brasiliense, which was the most active in the stabilization of hydroxyl radicals (IC50: 12.5 μg/mL) and on lipoperoxidation inhibition (IC50: 10.4 μg/mL), being one of the most active sample against nitric oxide (IC50: 55.6 μg/mL). Furthermore, on the inhibition of isoform A from monoamine oxidase (MAO), this fraction showed the lowest IC50 value (28.6 μg/mL). The dichloromethane fractions also presented good results in the MAO-A inhibition, being some of them active as antioxidants, too. Against MAO-B, extracts and fractions of the three species demonstrated reduced effects and all samples were inactive in the acetyl and butyryl cholinesterase inhibition, showing no toxic effects to polymorphonuclear cells (PMN) from Wistar rats, at 1 mg/mL. Using cultured stem cells, the selected extracts and fractions at 100 to 500 μg/mL did not affect cell viability and absence of cytotoxic effects was observed. The chemical analysis by high performance liquid chromatography, coupled to photodiode array detector and mass spectrometry, allowed the identification of caffeoyl quinic acid and caffeoyl shikimic acid isomers in the three studied fern species. B. binervatum presented also glycosilated caffeic acid, isosalvianolic acid A and sulphated rosmarinic acid. Salvianolic acid F was identified in B. binervatum and B. occidentale, as well as, brainic acid isomers. Rosmarinic acid was characterized in B. binervatum and B. brasiliense. Quercetin 3-O-glycoside and vicenin-2 were also found. Analysis by gas chromatography with mass spectrometry showed the diterpene neophytadiene was the major compound in dichloromethane fractions of Blechunm and in hexane fractions of B. occidentale and B. binervatum. For the hexane fraction from B. brasiliense, β-sitosterol was majority. From the ethyl acetate fraction of B. brasiliense was isolated rosmarinic acid, which was shown to be active in antioxidant assays, in the inhibition of catechol-O-methyltransferase (IC50: 26.7 μM) and MAO-A (IC50: 50.1 μM), being suggested a reversible inhibition mechanism against this enzyme. In docking studies were observed molecular interactions between the compound and MAO-A and COMT enzymes, via hydrogen bonds and hydrophobic interactions in enzyme active sites. The compound did not induce toxic effects to rodent PMN cells, at concentrations of 0.5 and 5 mM. The rosmarinic and chlorogenic acids, isolated from B. binervatum extract, did not influence cell viability and did not induce toxicity to stem cells (100 to 500 μM), the rosmarinic acid was also capable to induce cell proliferation. Protective ability against H2O2-induced cell damage (1400 μM) was observed for both substances at concentrations of 10-100 μM, and the results were supported by cellular microscopy images. Rosmarinic acid presented better responses compared with chlorogenic acid, being powerful inhibitor against H2O2-induced damage. The overall results highlights the importance of associated chemical-biological studies of plant species and points at the potential of ferns as sources of bioactive compounds, capable of modulating multiple enzymatic and non-enzymatic targets related to neurodegenerative diseases.

Introdução: O ácido rosmarínico (AR) é um composto fenólico que apresenta inúmeras atividades biológicas, dentre estas, destaca-se a atividade antioxidante. Entretanto, a biodisponibilidade do AR por via oral é de apenas 0,91 a 5,0%, fator que pode estar relacionado à sua solubilidade, estabilidade em meio gastrointestinal e mecanismo de absorção. Ciclodextrinas (CDs) são excipientes farmacêuticos utilizados com o objetivo de promover a absorção oral de fármacos por propiciarem aumento de solubilidade, estabilidade química e permeação pela membrana intestinal a partir da complexação com o fármaco. Tendo em vista o desenvolvimento de uma formulação farmacêutica, estudos de compatibilidade entre a substância e excipientes se fazem necessários. Objetivo: Obter complexo do AR com CDs derivadas, avaliar a atividade antioxidante dos complexos e compatibilidade entre excipientes. Materiais e métodos: Estudo de solubilidade de fase foi realizado para se determinar estequiometria e constante de estabilidade entre o AR e duas CDs: HPβCD e MβCD. Os complexos foram obtidos por liofilização e caracterizados por métodos espectroscópicos, calorimétrico e microscópico. A atividade antioxidante foi determinada pelo método DPPH e estudo de compatibilidade entre excipientes foi realizado por método espectroscópico, calorimétrico e cromatográfico. Resultados: O AR apresentou proporção estequiométrica 2:1 AR:CD e alta constante de estabilidade. Os métodos de caracterização permitiram inferir a presença de formação de complexo de inclusão e complexo de não-inclusão, nos quais uma molécula do AR estaria interagindo com prótons internos e outra estaria interagindo com prótons externos da CD. A atividade antioxidante dos complexos foi superior à apresentada pelo AR não complexado, demonstrando a ação das CDs sobre a doação de prótons do AR e o estudo de compatibilidade de excipientes não demonstrou incompatibilidades viabilizando a obtenção de formas farmacêuticas. Conclusão: Considerando todos os resultados, pode-se inferir que complexos AR:CD podem ser uma alternativa tecnológica para superar a baixa absorção pela via oral, sem ocasionar perda na atividade antioxidante, propiciando também o desenvolvimento de formulações sólidas orais. / Introduction: Rosmarinic acid (RA) is phenolic compound which present several biological activities, among these, antioxidant is remarkable. However, oral bioavailability of RA is only 0.91 to 5.0%, a factor that may be related to its solubility, stability in gastrointestinal environment and absorption mechanism. Cyclodextrins (CDs) are pharmaceutical excipients used in oral drug absorption by promoting increased solubility, chemical stability and permeation by the intestinal membrane through complexation with the drug. In view of the development of a pharmaceutical formulation, excipients compatibility studies are also expected. Objective: To obtain RA complex with derivative CDs (HPβCD and MβCD), to evaluate the antioxidant activity of complexes and compatibility between excipients. Materials and methods: Phase-solubility study was performed to determine stoichiometry and constant between RA and CD. The complexes were obtained by lyophilization and characterized by spectroscopic, calorimetric and microscopic techniques. The antioxidant activity was determined by the DPPH method and compatibility study among excipients was performed by spectroscopic, calorimetric and chromatographic methods.

A epilepsia é uma das desordens mais frequente do sistema nervoso central com aproximidamente 2% de prevalência mundial e 30% de refratariedade. O uso das plantas medicinais é uma possibilidade de identificar novas moléculas com potencial terapêutico. Nesse estudo, utilizamos o modelo de convulsão induzida pelo ácido caínico em zebrafish adulto, para explorar o potencial terapêutico da samambaia Blechnum brasiliense Desv. Primeiramente, utilizando cromatografia liquida de ultra eficiência, foi validado método analítico para quantificação do ácido rosmarínio na fração acetato de etila, obtida por fracionamento do extrato bruto da planta. A fração apresentou teor de 0,0764 g% de ácido rosmarínico. A partir desta fração foi realizado isolamento em coluna preparativa para obtenção do composto para testes em peixe-zebra. Nos ensaios toxicológicos em embriões de zebrafish foram avaliados o extrato bruto e a fração acetato de etila de B. brasiliense, bem como ácido rosmarínico isolado, possibilitando o cálculo das doses letais médias (DL50). Os valores foram 363,3 μg/mL para o extrato, 196,3 μg/mL para a fração e 250,3 μM para o ácido rosmarínico. Os resultados demonstraram que as amostras apresentaram toxicidade aos embriões apenas nas maiores concentrações testadas. Nos ensaios realizados com zebrafish adultos, todas as amostras foram capazes de modular o perfil e a intensidade da convulsão causada pelo ácido caínico, bem como a latência para a primeira crise clônica. As doses ativas foram: 20 mg/kg para o extrato bruto, 5 e 10 mg/kg para a fração acetato de etila e 1 mg/kg para o ácido rosmarínico, sendo capazes de reduzir as crises e aumentar o tempo de latência no modelo de epilepsia em zebrafish. Assim, nosso estudo indica a espécie Blechnum brasiliense como fonte de substância com potencial terapêutico a ser explorada para o tratamento da epilepsia. / Epilepsy is one of the most frequent disorders of the central nervous system with approximately 2% of world prevalence and 30% of refractoriness. The use of medicinal plants is a possibility to identify new molecules with therapeutic potential. In this study, we used the caynic acid-induced convulsion model in adult zebrafish to explore the therapeutic potential of the Blechnum brasiliense Desv fern. Firstly, using ultra-efficient liquid chromatography, we validated an analytical method for the quantification of rosmarinic acid in the ethyl acetate fraction, obtained by plant crude extract fractionation. The fraction presented a content of 0.0764 g% of rosmarinic acid. From this fraction was carried out the preparative column isolation of the compound for tests in zebrafish. In the toxicological tests using zebrafish embryos, were evaluated the crude extract and the ethyl acetate fraction of B. brasiliense, as well as, the isolated rosmarinic acid, allowing the calculation of median lethal doses (LD50). The values were 363.3 μg/mL for the extract, 196.3 μg/mL for the fraction and 250.3 μM for the rosmarinic acid. The results showed that samples presented toxicity to the embryos only in the highest concentrations tested. In the trials with adult zebrafish, all samples were able to modulate the profile and intensity of the convulsion caused by kainic acid, as well as, the latency for the first clonic crisis. The active doses were 20 mg/kg for the crude extract, 5 and 10 mg/kg for the ethyl acetate fraction, and 1 mg/kg for rosmarinic acid, being able to reduce the crises and increase the latency time in the zebrafish model of epilepsy. Thus, our study indicates the species Blechnum brasiliense as a source of substance with therapeutic potential to be explored for the treatment of epilepsy.

As plantas medicinais são consideradas importantes fontes de compostos biologicamente ativos. Para muitas doenças crônicas, como as neurodegenerações, substâncias que apresentam atividades simultâneas em mais de um alvo relacionado à etiopatologia dessas desordens, constituem potenciais agentes terapêuticos. Nesse contexto, os objetivos deste trabalho foram a avaliação química e biológica de três espécies de samambaias de ocorrência no sul do Brasil: Blechnum binervatum, B. brasiliense e B. occidentale. O isolamento bioguiado foi utilizado para a identificação da(s) substância(s) com potencial atividade em modelos in vitro e in silico relacionados às desordens neurodegenerativas. A avaliação dos extratos e frações permitiu destacar a fração acetato de etila de B. brasiliense como a mais ativa na estabilização de radicais hidroxila (CI50: 12,5 μg/mL) e na inibição da lipoperoxidação (CI50: 10,4 μg/mL), sendo uma das mais ativas frente ao óxido nítrico (CI50: 55,6 μg/mL). Adicionalmente, na inibição da isoforma A da enzima monoamina oxidase (MAO), esta fração foi a que apresentou menor valor de CI50 (28,6 μg/mL). As frações diclorometano também apresentaram bons resultados na inibição da MAO-A, sendo algumas ativas igualmente como antioxidantes. Frente à MAO-B, os extratos e frações das três espécies vegetais demonstraram menores efeitos e foram inativos frente às enzimas acetil e butiril colinesterase, não demonstrando toxicidade em células polimorfonucleares (PMN) de ratos Wistar, na concentração de 1 mg/mL. Utilizando células-tronco cultivadas, os extratos e frações selecionadas, nas concentrações de 100 a 500 μg/mL, não afetaram a viabilidade celular e não apresentaram efeitos tóxicos. Análises químicas por cromatografia líquida de alta eficiência, acoplada a detector de arranjo de diodos e espectrometria de massas, permitiram a identificação de isômeros dos ácidos cafeoil quínico e cafeoil chiquímico nos extratos das três espécies estudadas. B. binervatum apresentou, ainda, ácido cafeico glicosilado, ácido isosalvianólico A e ácido rosmarínico sulfatado. Ácido salvianólico F foi identificado em B. binervatum e B. occidentale, bem como isômeros do ácido brainico. Ácido rosmarínico foi caracterizado em B. binervatum e B. brasiliense. Quercetina 3-O-glicosídeo e vicenina-2 também foram identificadas. As análises por cromatografia gasosa, acoplada à espectrometria de massas demonstraram que o diterpeno neofitadieno foi o composto majoritário nas frações diclorometano de Blechunm e nas frações hexano de B. occidentale e B. binervatum. Para a fração hexano de B. brasiliense, β-sitosterol foi o principal componente. A partir da fração acetato de etila de B. brasiliense foi isolado o ácido rosmarínico, o qual se mostrou ativo nos ensaios de atividade antioxidante, na inibição da catecol-O-metil transferase (CI50: 26,7 μM) e da MAO-A (CI50: 50,1 μM), sendo proposto mecanismo reversível de inibição desta enzima. Nos estudos de docking foram verificadas as interações moleculares entre o composto e as enzimas MAO-A e COMT, por ligações de hidrogênio e interações hidrofóbicas nos sítios ativos enzimáticos. O composto não apresentou efeitos tóxicos em células PMN de roedores, nas concentrações de 0,5 e 5 mM. Os ácidos rosmarínico e clorogênico isolados do extrato de B. binervatum não influenciaram na viabilidade celular e não induziram efeito tóxico sobre células-tronco (100 a 500 μM), sendo que o ácido rosmarínico foi capaz, ainda, de induzir proliferação celular. Capacidade protetora contra danos celulares causados por H2O2 (1400 μM) foi observada para ambas as substâncias, nas concentrações de 10-100 μM, sendo os resultados corroborados pelas imagens de microscopia celular. O ácido rosmarínico apresentou melhores respostas quando comparado ao ácido clorogênico, sendo mais efetivo na inibição dos danos por H2O2. O conjunto dos resultados obtidos ressalta a importância dos estudos associados químico-biológico de espécies vegetais e aponta para as potencialidades de samambaias como fontes de produtos bioativos, capazes de atuar sobre múltiplos alvos enzimáticos e não-enzimáticos relacionados a doenças neurodegenerativas. / Medicinal plants are considered important sources of biologically active compounds. For many chronic diseases, such as neurodegenerations, substances that present simultaneous activities in more than one target related to the etiopathology of these disorders are considered potential therapeutic agents. In this context, the aims of the study were the chemical and biological evaluation of three fern species, occurring in south Brazil: Blechnum binervatum, B. brasiliense and B. occidentale. The bioguided isolation was employed to identify compound(s) with potential activities at in vitro and in silico models associated to neurodegenerative disorders. The biological evaluation of extracts and fractions allowed to highlight the ethyl acetate fraction of B. brasiliense, which was the most active in the stabilization of hydroxyl radicals (IC50: 12.5 μg/mL) and on lipoperoxidation inhibition (IC50: 10.4 μg/mL), being one of the most active sample against nitric oxide (IC50: 55.6 μg/mL). Furthermore, on the inhibition of isoform A from monoamine oxidase (MAO), this fraction showed the lowest IC50 value (28.6 μg/mL). The dichloromethane fractions also presented good results in the MAO-A inhibition, being some of them active as antioxidants, too. Against MAO-B, extracts and fractions of the three species demonstrated reduced effects and all samples were inactive in the acetyl and butyryl cholinesterase inhibition, showing no toxic effects to polymorphonuclear cells (PMN) from Wistar rats, at 1 mg/mL. Using cultured stem cells, the selected extracts and fractions at 100 to 500 μg/mL did not affect cell viability and absence of cytotoxic effects was observed. The chemical analysis by high performance liquid chromatography, coupled to photodiode array detector and mass spectrometry, allowed the identification of caffeoyl quinic acid and caffeoyl shikimic acid isomers in the three studied fern species. B. binervatum presented also glycosilated caffeic acid, isosalvianolic acid A and sulphated rosmarinic acid. Salvianolic acid F was identified in B. binervatum and B. occidentale, as well as, brainic acid isomers. Rosmarinic acid was characterized in B. binervatum and B. brasiliense. Quercetin 3-O-glycoside and vicenin-2 were also found. Analysis by gas chromatography with mass spectrometry showed the diterpene neophytadiene was the major compound in dichloromethane fractions of Blechunm and in hexane fractions of B. occidentale and B. binervatum. For the hexane fraction from B. brasiliense, β-sitosterol was majority. From the ethyl acetate fraction of B. brasiliense was isolated rosmarinic acid, which was shown to be active in antioxidant assays, in the inhibition of catechol-O-methyltransferase (IC50: 26.7 μM) and MAO-A (IC50: 50.1 μM), being suggested a reversible inhibition mechanism against this enzyme. In docking studies were observed molecular interactions between the compound and MAO-A and COMT enzymes, via hydrogen bonds and hydrophobic interactions in enzyme active sites. The compound did not induce toxic effects to rodent PMN cells, at concentrations of 0.5 and 5 mM. The rosmarinic and chlorogenic acids, isolated from B. binervatum extract, did not influence cell viability and did not induce toxicity to stem cells (100 to 500 μM), the rosmarinic acid was also capable to induce cell proliferation. Protective ability against H2O2-induced cell damage (1400 μM) was observed for both substances at concentrations of 10-100 μM, and the results were supported by cellular microscopy images. Rosmarinic acid presented better responses compared with chlorogenic acid, being powerful inhibitor against H2O2-induced damage. The overall results highlights the importance of associated chemical-biological studies of plant species and points at the potential of ferns as sources of bioactive compounds, capable of modulating multiple enzymatic and non-enzymatic targets related to neurodegenerative diseases.

Malgré leur existence ancienne et leur incidence dans la zone intertropicale, aucun traitement efficace, autre que symptomatique, n’est disponible à l’heure actuelle pour traiter les intoxications ciguatériques. La médecine traditionnelle à base de plantes vient alors au secours des populations. Dans la région du Pacifique, une des plantes les plus utilisées, et présentant des potentialités dans le traitement de la ciguatéra, est Heliotropium foertherianum Diane & Hilger. Toutefois, cette plante, de la famille des Borraginacées, est connue pour produire des alcaloïdes pyrrolizidiniques, composés hépatotoxiques. Dans ce travail, l’activité biologique sur cellules neuronales et la composition chimique d’H. foertherianum ont été étudiées, en vue d’une valorisation d’un extrait de cette plante. Dans un premier temps, la confirmation de l’activité biologique in vitro de l’extrait aqueux d’H. foertherianum et de ses principes actifs, les acides rosmarinique et caféique, a été apportée. Ensuite, la caractérisation chimique de l’extrait aqueux par CLHP-SM a mené à l’identification potentielle de 25 composés et à la vérification de l’absence des alcaloïdes pyrrolizidiniques. Enfin, l’étude des paramètres de récolte, de conservation et d’extraction des feuilles et extraits a permis de détailler les conditions nécessaires à l’obtention d’un extrait à la teneur maximale en principes actifs dont l’activité biologique serait garantie. Ainsi, la production locale d’un extrait d’H. foertherianum, dosé en principes actifs et dont l’innocuité est vérifiée, en tant que traitement contre les intoxications ciguatériques peut être sérieusement envisagée. / Despite its former existence and its impact in the intertropical zone, no effective treatment, other than symptomatic, is available to treat ciguatera fish poisoning yet. People can only rely on traditional herbal medicine. In the Pacific region, one of the most used plants, which is promising for the treatment of ciguatera fish poisoning, is Heliotropium foertherianum Diane & Hilger. However, this plant, from the Boraginaceae family, is known for producing hepatotoxic compounds such as pyrrolizidine alkaloids. In order to valorize this plant extract, its biological activity on neuronal cells and its chemical composition with the means of HPLC-DAD and HPLC-MS have been studied in this work. First, the in vitro biological activity of the aqueous extract of H. foertherianum and its active principles, rosmarinic and caffeic acids, was confirmed. Then the chemical characterization of the aqueous extract led to the possible identification of 25 compounds and the verification of the absence of pyrrolizidine alkaloids. Finally, the study of the harvest, conservation and extraction parameters of leaves and extracts permits to specify the conditions needed for obtaining an extract with high level of active principles and whose biological activity is guaranteed. Therefore, a local production of an extract from H. foertherianum as a treatment against ciguatera fish poisoning, dosed in active principles and whose safety is established, can be seriously considered.

Due to the limited number of approved antioxidants for food applications, several alternative strategies to improve antioxidant performance have been developed by focusing on synergistic antioxidant interactions. Susceptibility to lipid oxidation in food systems is the result of the summation of antioxidative and prooxidative mechanisms. Understanding the sometimes paradoxical behavior of antioxidants and prooxidants is a vital key to design synergistic antioxidant systems suitable for particular foods. This research focused on 3 main strategies to improve the performance of antioxidant activity in oil-in-water emulsions. The first part of this research has been focused on inhibition of lipid oxidation by a combination of the modification of liposomal surfaces by chitosan-coating techniques along with addition of rosmarinic acid esters of varying polarity. Repelling metal ions away from the interface of positively charged liposomes can inhibit lipid oxidation (induced by Fe2+), and also reduce antioxidant loss by Fe3+ reduction. As a result, lipid oxidation can be inhibited synergistically because of a reduction in the prooxidant activity of iron. Second, understanding non-linear antioxidant behavior (the cut-off effect) of antioxidant esters in oil-in-water (O/W) emulsions was also studied to determine how the distributions and locations of antioxidants impacted their antioxidant activity. Antioxidant activity of rosmarinic acid was improved by esterification with alkyl chain lengths between 4 to 12 carbons due to increased ability to partitioning at the interface in oil-in-water emulsions. Surfactant micelles which could increase or decreased the concentration of the antioxidants at the emulsion droplet interface altered antioxidant activity. In the last part of this research, rosmarinic acid and its esters were found to be an excellent tool for studying how antioxidant location could impact its ability to interact with α-tocopherol in O/W emulsions. Synergistic, additive, and antagonistic effects were observed in the combinations between the rosmarinate esters with α-tocopherol. Increases in alkyl chain lengths of rosmarinic acid have influenced both the partitioning of the rosmarinate esters as well as their ability to they interact with α-tocopherol at the interface of oil-in-water emulsions. Fluorescence quenching and EPR studies showed that water soluble rosmarinic acid (R0) exhibited more interactions with á-tocopherol than any of the esters (R4-R20). Synergistic antioxidant interactions between rosmarinic acid and α-tocopherol could not be explained by electron transfer mechanisms, but formation of caffeic acid from rosmarinic acid. Due to the thermodynamic infeasibility and the fact that increases in α-tocopherol degradation rates, α-tocopherol could not be regenerated efficiently by rosmarinic acid. This formation of caffeic acid was proposed to be responsible of the synergistic activity of R0 and α-tocopherol since the formation of an additional antioxidant could further increase the oxidative stability of the emulsion.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-09-11T12:49:46Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2180300 bytes, checksum: e42cbf6e6ed01099835b19ef61a6b55b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-11T12:49:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2180300 bytes, checksum: e42cbf6e6ed01099835b19ef61a6b55b (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Rosmarinic acid (RA) is a secondary metabolite present in several plant species, chemically characterized as a phenolic compound, derived from the esterification of caffeic acid and 3,4-dihydroxyphenyl lactic acid. Its name is derived from Rosmarinus officinalis, a species from which it was first isolated. Several biological effects have been described for RA as the antioxidant, antiallergic, anticancer, antimicrobial, neuroprotective, hepatoprotective, among others. The objective of the present study was to evaluate the acute toxicity, the gastroprotective activity of rosmarinic acid, and related mechanisms of action in animal models. In the acute toxicity model in female mice, rosmarinic acid at doses of 300 and 2000 mg / kg, v, did not show any behavioral changes in the parameters evaluated, nor did the changes in water and feed intake, body weight and macroscopic organ structure . Due to the presence of death at the dose of 2000 mg / kg, the LD50 of rosmarinic acid was set at 2500 mg / kg, according to OECD Guideline 423, which suggested low toxicity. The gastroprotective activity of RA was evaluated at different doses of 25, 50, 100 and 200 mg / kg (v0) in different models of acute ulcer induction: acidified ethanol, ethanol, immobilization and cold stress, non-steroidal anti-inflammatory NSAIDs) and contention of gastric juice. In the pharmacological screening with acidified ethanol in mice, RA and carbenoxolone decreased the ulcerative lesion index (ILU) in 42, 42, 40, 66 and 42%, respectively, when compared to the negative control group (saline solution 0.9 %). In the ethanol model, AR (50, 100 and 200 mg / kg) and carbenoxolone (100 mg / kg) reduced the ALU by 52, 68, 96 and 93%, respectively, when compared to the negative control group. In the stress model, RA (25, 50, 100 and 200 mg / kg) and cimetdine (100 mg / kg) decreased the ILU by 39, 41, 69, 71 and 40% when compared to the saline group 0 , 9%. In the NSAID-induced ulcer model RA (25, 50, 100 and 200 mg / kg) and cimetdine (100 mg / kg) decreased the ILU by 36, 39, 49, 67 and 29% when compared to the control group negative. In the gastric juice-induced ulcer model, RA (200 mg / kg) and cimetidine (100 mg / kg) when administered orally or intraduodenal reduced ILU by 38 and 51%; 43 and 31%, respectively, when compared to their negative controls. The presence of anti-secretory or neutralizing mechanisms (biochemical parameters), cytoprotection (sulfhydryl groups, nitric oxide, muco, prostaglandin), antioxidant (GSH) and immunoregulatory (TNF-, IL-1 and IL-10) were evaluated. It was observed that the gastroprotective effect of rosmarinic acid is not related to the alteration of the biochemical parameters of the gastric juice (pH, volume and [H +]), it does not involve nitric oxide, muco and prostaglandins, but it is related to the participation of the sulfhydryl groups , increased GSH levels, reduction of proinflammatory cytokines (IL-1 and TNF-) and maintenance of anti-inflammatory cytokines (IL-10) levels. In this way, it is possible to infer that rosmarinic acid has gastroprotective activity, related to cytoprotective, antioxidant and anti-inflammatory mechanisms. / O ácido rosmarínico (AR) é um metabólito secundário presente em diversas espécies de plantas, quimicamente caracterizado como um composto fenólico, oriundo da esterificação do ácido cafeico e do ácido lático 3,4 dihidroxifenil. Seu nome é derivado da Rosmarinus officinalis, espécie da qual foi isolada pela primeira vez. Diversos efeitos biológicos têm sido descritos para o AR como o antioxidante, antialérgico, anticâncer, antimicrobiano, neuroprotetor, hepatoprotetor, entre outros. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a toxicidade aguda, a atividade gastroprotetora do ácido rosmarínico, e os mecanismos de ação relacionados, em modelos animais. No modelo de toxicidade aguda em camundongos fêmeas, o ácido rosmarínico nas doses de 300 e 2000 mg/kg, v.o, não demonstrou nenhuma alteração comportamental nos parâmetros avaliados, nem alterações no consumo de água e ração, peso corpóreo e na estrutura macroscópica dos órgãos. Devido a presença de morte na dose de 2000 mg/kg, a DL50 do ácido rosmarínico foi estipulada em 2500 mg/kg, de acordo com o guia 423 da OECD, o que sugeri baixa toxicidade. A atividade gastroprotetora do AR foi avaliada nas doses de 25, 50, 100 e 200 mg/kg (v.o) em diferentes modelos de indução aguda de úlcera: etanol acidificado, etanol, estresse por imobilização e frio, anti-inflamatório não-esteroidal (AINE) e contensão do suco gástrico. Na triagem farmacológica com o etanol acidificado em camundongos, o AR e a carbenoxolona diminuiu o índice de lesão ulcerativa (ILU) em 42, 42, 40, 66 e 42%, respectivamente, quando comparado ao grupo controle negativo (solução salina 0,9%). No modelo de etanol, AR (50, 100 e 200 mg/kg) e carbenoxolona (100 mg/kg) reduziu a ALU em 52, 68, 96 e 93%, respectivamente, quando comparado ao grupo controle negativo. No modelo de estresse, o AR (25, 50, 100 e 200 mg/kg) e a cimetdina (100 mg/kg) diminuiu o ILU em 39, 41, 69, 71 e 40%, quando comparado ao grupo solução salina 0,9%. No modelo de úlcera induzido por AINE o AR (25, 50, 100 e 200 mg/kg) e a cimetdina (100 mg/kg) diminuiu o ILU em 36, 39, 49, 67 e 29%, quando comparado ao grupo controle negativo. No modelo úlceras induzidas por contensão do suco gástrico, o AR (200 mg/kg) e cimetidina (100 mg/kg) quando administrado por via oral ou intraduodenal, reduziu o ILU em 38 e 51% ; 43 e 31%, respectivamente, quando comparados aos seus controles negativos. Foi avaliada a participação dos mecanismos antissecretórios ou neutralizante (parâmetros bioquímicos), citoproteção (grupamentos sulfidrila, óxido nítrico, muco, prostaglandina), antioxidante (GSH) e imunorregulatório (TNF-, IL-1 e IL-10). Foi observado que o efeito gastroprotetor do ácido rosmarínico não está relacionado à alteração dos parâmetros bioquímicos do suco gástrico (pH, volume e [H+]), não envolve a participação do óxido nítrico, muco e prostaglandinas, mas está relacionado a participação dos grupamentos sulfidrílicos, aumento dos níveis de GSH, redução de citocinas pró-inflamatórias (IL-1 e TNF-) e manutenção dos níveis de citocinas anti-inflamatórias (IL-10). Desta forma, é possível inferir que o ácido rosmarínico apresenta atividade gastroprotetora, relacionada a mecanismos citoprotetores, antioxidante e anti-inflamatórios.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2018-06-29T18:22:50Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - María Del Carmen Herrera Rodríguez - 2015.pdf: 2633978 bytes, checksum: 50cc6428e70edbeab9f9c0307626bc30 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-07-03T15:05:20Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - María Del Carmen Herrera Rodríguez - 2015.pdf: 2633978 bytes, checksum: 50cc6428e70edbeab9f9c0307626bc30 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-03T15:05:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - María Del Carmen Herrera Rodríguez - 2015.pdf: 2633978 bytes, checksum: 50cc6428e70edbeab9f9c0307626bc30 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2015-02-24 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Fungicides consumption was increased in recent years for control of rice blast, causing various problems, such as increased production costs, the development of resistance to the pathogen, the presence of residues in foods. This leads to the need to develop new methods and strategies of control of the disease and the application of plant extracts and essential oils. The objective of this study was to evaluate in vitro and in vivo antimicrobial activity of standardized extract in rosmarinic acid and essential oil of Rosmarinus officinalis on Magnaporthe oryzae. Were evaluated in vitro concentrations 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5 and 0 mg/mL of the concentrated extract 5, 4.5, 4, 3.5, 3, 2.5, 2, 1.5, 1, 0.5 and 0 μL/mL, of essential oil and 1.05, 0.945, 0.81, 0.735, 0.63, 0.525, 0.42, 0.315, 0.21, 0.105 and 0 mg/mL of rosmarinic acid on the mycelial growth Inhibition of germination, apressorium formation and the effect on the plasmatic membrane were performed in concentrations 50, 40, 30, 20, 10, 5, 2.5 and 0 mg/mL of extract, 1.05, 0.84, 0.63, 0.42, 0.21, 0.105, 0.052 and 0 mg/mL of rosmarinic acid and 0.05, 0.04, 0.03, 0.02 and 0 μL/cm3 of essential oil. In vivo were tested concentrations 150, 100, 50 and 0 mg/mL of extract and 6.3, 4.2, 2.1 e 0 mg/mL of rosmarinic acid. The best concentrations that inhibited mycelial growth were 50, 45, 40 and 35 mg/mL and 5 4.5, 4 and 3.5 μL/mL of extract and essential oil, respectively, but rosmarinic acid had an inhibitory effect at the concentrations of 0.945 and 1.05 mg/mL. On the other hand, the concentrations of 40 and 50 mg/mL of the extract and the concentration of 0.21, 0.42, 0.63, 0.84 and 1.05 mg/mL rosmarinic acid and all the essential oil concentrations inhibited the germination and the formation of the apressorium 4, 6 and 24 hours without damaging the plasmatic membrane and cell wall of conidia of M. oryzae. In vivo, all treatments of extract reduced the severity of rice blast, with a optimal concentration of 150 mg/mL reducing above 90% of the disease, rosmarinic acid no showed inhibitory effect. / O consumo de fungicidas para o controle da brusone do arroz aumentou nos últimos anos, gerando vários inconvenientes, tais como aumento dos custos de produção, o desenvolvimento de resistência do patógeno e a presença de resíduos em alimentos. Isto leva à necessidade de desenvolver novos métodos e estratégias para o controle desta doença como o uso de extratos vegetais e óleos essenciais. O objetivo deste trabalho foi avaliar in vitro e in vivo a atividade antimicrobiana do extrato padronizado em ácido rosmarínico e do óleo essencial de Rosmarinus officinalis sobre Magnaporthe oryzae. O material vegetal foi caracterizado de acordo com a Farmacopeia Brasileira 5° edição. O óleo essencial foi obtido por hidrodestilação em aparelho de Clevenger e os constituintes foram identificados por Cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas. A quantificação do ácido rosmarínico no extrato foi realizada por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e a metodologia analítica foi validada. Os testes de atividade antimicrobiana foram realizados in vitro e in vivo, a partir de um delineamento inteiramente casualizado. In vitro foram avaliadas as concentrações de 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5 e 0 mg/mL do extrato concentrado, 5; 4,5; 4; 3,5; 3; 2,5; 2; 1,5; 1; 0,5 e 0 μL/mL do óleo essencial e 1,05; 0,945; 0,81; 0,735; 0,63; 0,525; 0,42; 0,315; 0,21; 0,105 e 0 mg/mL do ácido rosmarínico sobre o crescimento micelial. A inibição da germinação, formação do apressório e o efeito sobre a membrana plasmática foram realizados nas concentrações de 50, 40, 30, 20, 10, 5, 2,5 e 0 mg/mL de extrato; 0,105; 0,84; 0,63; 0,42; 0,21; 0,105; 0,052 e 0 mg/mL do ácido rosmarínico e 0,05; 0,04; 0,03; 0,02 e 0 μL/cm3 de óleo essencial. In vivo foram testadas as concentrações de 150, 100, 50 e 0 mg/mL do extrato e 6,3; 4,2; 2,1 e 0 mg/mL do ácido rosmarínico. As melhores concentrações que inibiram o crescimento micelial foram 50, 45, 40 e 35 mg/mL e 5; 4,5; 4 e 3,5 μL/mL de extrato e de óleo essencial respectivamente, porém o ácido rosmarínico apresentou o efeito inibitório apenas nas concentrações de 0,945 e 1,05 mg/mL. Por outro lado, as concentrações de 40 e 50 mg/mL do extrato e as concentrações de 0,21; 0,42; 0,63; 0,84 e 1,05 mg/mL de ácido rosmarínico e todas as concentrações do óleo essencial inibiram a germinação e a formação do apressório as 4, 6 e 24 horas, sem contudo, causar dano a parede e membrana plasmática dos conídios de M. oryzae. In vivo, todos os tratamentos com extrato reduziram a severidade da brusone foliar, destacando-se 150 mg/mL, que reduziu em mais de 90% da área foliar afetada. O ácido rosmarínico não apresentou efeito inibitório da severidade da brusone foliar.