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Previous issue date: 2016-11-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Organic nitrates have been used in cardiovascular disorders therapy because they work as nitric oxide (NO) donors. The present study aimed to characterize the 2-nitrate-1,3-dioctanoxypropan (NDOP), an organic nitrate synthesized from glycerin as a NO donor. The ability of NO release elicited by NDOP was evaluated in vascular smooth muscles cells (VSMC) from aorta and in vascular reactivity essays in thoracic aorta rings from C57BL/6 mice pre-contracted with phenylephrine. In addition, in vitro tolerance for NDOP and the acute pre-clinical toxicity to its oral administration (v.o.) (300 and 2000 mg/kg) were evaluated. The treatment with NDOP increased NO levels in VSMC when compared to cells stimulated with DAF probe only (53,20 ± 1,61 vs. 10,74 ± 0,86 a.u., n = 13 and 13, respectively, p < 0.05). The NO increase in VSMC was not inhibited by endothelial nitric oxide synthase (eNOS) inhibitor, L-NG-Nitroarginine (L-NNA, 100 μM) (52,80 ± 2,89 vs. 53,75 ± 2,18 a.u., n = 13 each). NDOP (10-8 – 10-3 M) induced endothelium-independent vasorelaxant effect in aorta from mice (Emax = 102,6 ± 1,7% vs. 107,3 ± 7,5%, n = 8 and 6, respectively). Pre-incubation with NOS blocker, L-NAME (100 μM) did not change the vasorelaxant response in functional endothelium rings (Emax= 112,5 ± 7,4%, n = 7). However the vasorelaxant effect to NDOP in rings without functional endothelium was decreased by pre-treatment with NO scavenger, 2-phenyl-4,4,5,5-tetramethylimidazoline-1-oxyl 3-oxide (PTIO, 300 μM) (Emax= 75,7 ± 5,6%, n = 7, p < 0.05) and by PTIO + hydroxocobalamin (Emáx= 38,8 ± 4,6%, n = 4, p < 0.05). The soluble guanylyl cyclase (sGC) selective inhibitor, 1H-[1,2,4]oxadiazolo[4,3-a]quinoxalin-1-one (ODQ, 10 μM), reduced the NDOP vasorelaxant response (Emáx = 22,2 ± 6,7%, n = 6, p < 0.05). When rings were contracted with modified Krebs solution by KCl 60 mM, NDOP maximum relaxation efficiency was attenuated (Emax = 80,4 ± 5,2%; n = 6, p < 0,05). The unspecified inhibition of potassium channels (K+) using Krebs depolarizing solution in addition to KCl 20 mM reduced the efficiency of relaxation induced by NDOP (Emax= 72,8 ± 3,4%; n = 6, p < 0.05). Specific blocking of BKca by TEA (1 mM), Kv by 4-aminopyridine (4-AP; 1 mM) or KATP by glybenclamide (GLIB, 10 μM) did not change the standard relaxing curve for NDOP. However, the pre-incubation with barium chloride (BaCl2, 30 μM), an inward-rectifier potassium channels (KIR) blocker reduced the relaxation effect induced by NDOP (Emax= 73,7 ± 5,7%, n = 6, p <0.05). In aorta rings pre-incubation with NDOP (10-4 M), the vasorelaxation induced by NDOP was reduced in rings with endothelium (Emax= 49,4 ± 3,5% vs. 102,6 ± 1,7%; n = 7 and 8, respectively, p < 0.05) and without endothelium (Emax= 44,1 ± 5,9% vs. Emax= 107.3 ± 7.5%, n = 6 and 6, respectively, p < 0.05). Oral administration of NDOP (300 and 2000 mg/kg) in female mice demonstrated that the compound present low pre-clinical acute toxicity and the DL50 was about 5000 mg/kg. The results demonstrate that NDOP acts as a NO donor in VSMC and produce vasorelaxation via NO-cGMP-PKG pathway and activation of KIR channels. However, although the low pre-clinical acute toxicity, NDOP demonstrate to induce vascular tolerance in vitro. / Nitratos orgânicos têm sido utilizados na terapia de desordens cardiovasculares pois são doadores de óxido nítrico (NO) e podem mimetizar o papel do NO endógeno. O presente estudo foi desenvolvido com o objetivo de caracterizar o 2-nitrato-1,3-di(octanoxi)propano (NDOP), um nitrato orgânico sintetizado a partir da glicerina, como um doador de NO. A capacidade de liberação de NO eliciada pelo NDOP foi avaliada em células de músculo liso vascular (CMLV) de artéria aorta e em ensaios de reatividade vascular em anéis de aorta torácica de camundongos (Mus musculus) C57BL/6 pré-contraidos com fenilefrina. Em adição, foi também avaliada a tolerância in vitro para o NDOP e a toxicidade aguda pré-clinica frente sua administração via oral (v.o.) (300 e 2000 mg/kg) em camundongos fêmeas. O tratamento com NDOP aumentou os níveis de NO nas CMLV quando comparado às células estimuladas apenas com a sonda DAF (53,20 ± 1,61 vs.10,74 ± 0,86 a.u., n = 13 e 13, respectivamente, p < 0,05). O aumento de NO nas CMLV não foi inibido pelo bloqueio da enzima óxido nítrico sintase endotelial (eNOS) utilizando L-NG-Nitroarginina (L-NNA, 100 μM) (52,80 ± 2,89 vs. 53,75 ± 2,18 a.u., n = 13 e 13, respectivamente). O NDOP (10-8 – 10-3 M) induziu efeito vasorrelaxante em aorta torácica de camundongo C57BL/6 com e sem endotélio funcional de forma semelhante (Emáx = 102,6 ± 1,7% vs. 107,3 ± 7,5%, n = 8 e 6, respectivamente). A pré-incubação com o bloqueador da NOS, L-NAME (100 μM) não alterou a resposta vasorrelaxante em anéis com endotélio funcional (Emáx= 112,5 ± 7,4%, n = 7). Por outro lado, o efeito vasorrelaxante do NDOP em anéis sem endotélio funcional foi diminuído pelo pré-tratamento com o sequestrador de NO, 2-(4-fenil)-4,4,5,5-tetrametilimidazolina-1-oxi-3-óxido (PTIO, 300 μM) (Emáx= 75,7 ± 5,6%, n = 7, p < 0,05) e pelo PTIO juntamente com a hidroxicobalamina (Emáx= 38,8 ± 4,6%, n = 4, p < 0,05). O uso do 1H-[1,2,4]oxadiazolo[4,3-a]quinoxalin-1-ona (ODQ, 10 μM), um inibidor seletivo da enzima ciclase de guanilil solúvel (CGs) reduziu a resposta vasorrelaxante do NDOP (Emáx = 22,2 ± 6.7%, n = 6, p < 0,05). Quando os anéis foram contraídos com a solução de Krebs modificada com KCl 60 mM, a eficiência máxima de relaxamento do NDOP foi atenuada (Emáx = 80,4 ± 5,2%; n = 6, p < 0,05). O bloqueio inespecífico dos canais para potássio (K+) com solução despolarizante de Krebs adicionada de KCl 20 mM reduziu a eficácia do relaxamento induzido pelo NDOP (Emáx = 72,8 ± 3,4%; n = 6, p < 0,05). O uso de TEA (1 mM), 4-aminopiridina (1 mM) e Glibenclamida (10 μM) para bloqueio dos canais BKCa, KV e KATP, respectivamente, não alterou o vasorrelaxamento induzido pelo NDOP. Entretanto, a pré-incubação dos anéis com cloreto de bário (BaCl2, 30 μM), inibidor dos canais para K+ retificadores de entrada (KIR) reduziu a eficiência de relaxamento induzido pelo NDOP (Emáx= 73,7 ± 5,7%, n = 6, p < 0,05). A pré-exposição dos anéis ao NDOP (10-4 M), durante 30 minutos, diminuiu o vasorrelaxamento induzido pelo composto em anéis com endotélio (Emáx= 49,4 ± 3,5% vs. 102,6 ± 1,7%; n = 7 e 8, respectivamente, p < 0,05) e sem endotélio vascular (Emáx= 44,1 ± 5,9% vs. Emáx= 107,3 ± 7,5%, n = 6 e 6, respectivamente, p < 0,05). A administração (v.o.) de 300 e 2000 mg/kg do NDOP em camundongos fêmeas demonstrou que o composto apresenta baixa toxicidade aguda pré-clínica e a DL50 foi aproximadamente 5000 mg/kg. Os resultados demonstram que NDOP atua como doador de NO em CMLV e que o vasorrelaxamento induzido pelo NDOP envolve a ativação dos canais para K+ do tipo KIR e a participação da CGs por meio da via NO-GMPc-PKG. Entretanto, apesar da baixa toxicidade aguda pré-clínica, o NDOP demostrou provocar tolerância vascular in vitro.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/8840 |
| Date | 23 November 2016 |
| Creators | Paula, Ricardo Bernardino de |
| Contributors | Braga, Valdir de Andrade |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, UFPB, Brasil, Biotecnologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 373623392066066074, 600, 600, 600, 600, 1239993683399922716, -3439178843068202161, 3590462550136975366 |
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