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Universidade Federal Do Ceará Faculdade De Farmácia, Odontologia E Enfermagem Programa De Pós-Graduação Em Ciências Farmacêuticas

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Universidade Federal Do Ceará Faculdade De Farmácia, Odontologia E Enfermagem Programa De Pós-Graduação Em Ciências Farmacêuticas UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ FACULDADE DE FARMÁCIA, ODONTOLOGIA E ENFERMAGEM PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS ANA SHEILA DE QUEIROZ SOUZA PERFIL ALCALOÍDICO DE AÇUCENA (Hippeastrum elegans) E EFEITO ANTI- INFLAMATÓRIO EM NEUTRÓFILO E MICRÓGLIA FORTALEZA 2021 2 ANA SHEILA DE QUEIROZ SOUZA PERFIL ALCALOÍDICO DE AÇUCENA (Hippeastrum elegans) E EFEITO ANTI- INFLAMATÓRIO EM NEUTRÓFILO E MICRÓGLIA Dissertação apresentada a Coordenação do Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ciências Farmacêuticas. Área de concentração: Biologia para Saúde. Orientadora: Profa. Dra. Luzia Kalyne Almeida Moreira Leal. Coorientador: Dr. Kirley Marques Canuto. FORTALEZA 2021 3 4 ANA SHEILA DE QUEIROZ SOUZA PERFIL ALCALOÍDICO DE AÇUCENA (Hippeastrum elegans) E EFEITO ANTI- INFLAMATÓRIO EM NEUTRÓFILO E MICRÓGLIA Dissertação apresentada a Coordenação do Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ciências Farmacêuticas. Área de concentração: Biologia para Saúde. Aprovada em: ___/___/______. BANCA EXAMINADORA ________________________________________ Profa. Dra. Regina Claudia de Matos Dourado Universidade de Fortaleza (UNIFOR) _________________________________________ Profa. Dra. Flávia Almeida Santos Universidade Federal do Ceará (UFC) ____________________________________ Profa. Dra. Luzia Kalyne Almeida M. Leal (Orientadora) Universidade Federal do Ceará (UFC) ____________________________________ Dr. Kirley Marques Canuto (Coorientador) Embrapa Agroindústria Tropical (EMBRAPA) 5 À minha Mãe, Maria José, luz da minha vida. 6 AGRADECIMENTOS Agradeço a Deus a força e o entusiasmo necessário para continuar nessa jornada. Aos meus pais, Maria José e Luiz, o apoio essencial à continuidade dos meus estudos. À minha orientadora, Profa. Dra. Luzia Kalyne Almeida Moreira Leal, por me receber em seu laboratório e pelo tempo dedicado à minha orientação. Ao meu coorientador, Dr. Kirley Marques Canuto, pela oportunidade de trabalhar na Embrapa Agroindústria Tropical desde a Iniciação Científica, pela paciência e parceria. À Dra. Rita de Cassia Alves Pereira, pelo planejamento e execução do experimento agronômico de Hippeastrum elegans. Ao pesquisador da Embrapa, Prof. Dr. Edy Sousa de Brito, por toda orientação, acolhida e generosidade. Ao Prof. Dr. Elenilson Godoy Alves Filho, pela significativa contribuição com as análises quimiométricas, bem como toda orientação, disponibilidade e gentileza. Aos analistas do Laboratório Multiusuário de Química de Produtos Naturais (LMQPN) da Embrapa, Dra. Lorena Mara Alexandre e Silva, Dr. Paulo Riceli Vasconcelos Ribeiro e Dra. Tigressa Helena Rodrigues (atualmente professora da Universidade Estadual Vale do Acaraú – Sobral/CE), pela disponibilidade, ensino e apoio logístico, essenciais para meu aprendizado e êxito nas atividades no laboratório. Aos alunos João Antônio C. de Sousa, Caroline Sampaio Pinto e Francisco Vinicius C. Serra Azul, pela inestimável contribuição na execução dos ensaios biológicos. À aluna Monalisa Sthefani S. de Oliveira e demais voluntários doadores de sangue, matéria-prima fundamental para os ensaios biológicos com neutrófilos humanos. À Farmacêutica Lyara Freitas, técnica do Centro de Estudos Farmacêuticos e Cosméticos (CEFAC) da UFC, pelo suporte técnico e auxílio com o Comitê de Ética em Pesquisa Humana. Ao Laboratório de Análises Clínicas e Toxicológicas (LACT) da UFC, em nome do Farmacêutico Glautemberg Viana, pelas inúmeras coletas de sangue humano, as quais foram sempre acompanhadas de profissionalismo e gentileza. Ao Prof. Dr. Ramon Róseo Paula Pessoa B. de Menezes da UFC, pela contribuição com as análises de citometria de fluxo, bem como toda orientação e generosidade. Aos Professores da minha banca de qualificação, Profa. Dra. Flávia Almeida Santos da UFC e Prof. Dr. Edy Sousa de Brito, pelas valiosas contribuições. 7 Aos Professores do Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas (PPGCF-UFC) e em Química (PPGQ-UFC), e aos colegas de turma, por todo conhecimento partilhado durante as disciplinas e o acolhimento. A Coordenação do PPGCF-UFC, por todo o suporte técnico e logístico. À Embrapa Agroindústria Tropical e ao CEFAC, pela infraestrutura, suporte técnico, material e financeiro, essenciais para desenvolver este trabalho. Aos colegas do LMQPN: Caroline Gondim, Cristine Vidal, Damodara Barbosa, Daniel Alcântara, Debora Pompeu, Francilene Silva, Gisele Silvestre, Gladyane Santos, Jan Gabriel Gomes, Jhonyson Guedes, Kaline Carvalho, Marcia Cavalcante, Natalia Brito, Oiram Filho, Priscila Nascimento, Régis Paiva, Robson Martins e Rodolfo Dantas, pela acolhida, aprendizado e companheirismo. Aos colegas do CEFAC: Ana Bruna Araújo, Cirineu Chagas Neto, Emmanuel Araújo, Jessyca Norberto, Kevylane Ferreira, Ian Oliver, Marcos Rodrigues Filho, Nuno Machado, Rafaela Bezerra, Raysse Mesquita, Rolf Silva, Talita Magalhães e Talysson Almeida, pela acolhida, aprendizado e inspiração. Aos funcionários da Embrapa Agroindústria Tropical e da UFC, em nome das funcionárias Rosilene Araújo e Elita Mendes, respectivamente, pelo convívio agradável e todo suporte. O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) – Código de Financiamento 001. Obrigada! 8 RESUMO Hippeastrum elegans é uma Amaryllidaceae bulbosa, nativa do Brasil, que produz alcaloides com potencial anti-inflamatório, entre os quais licorina e galantamina. A inflamação, embora seja um mecanismo de defesa do organismo à estímulos nocivos; quando deflagrada de maneira inapropriada está associada a fisiopatologia de muitas doenças de alto impacto socioeconômico, tais como as doenças neurodegenerativas, câncer, e, recentemente, a Covid- 19. Nesse sentido, o objetivo desse trabalho foi determinar o perfil alcaloídico de bulbos cultivados de H. elegans e investigar o efeito anti-inflamatório das frações alcaloídicas em dois modelos celulares (neutrófilo humano e micróglia murina). Para tanto, as frações alcaloídicas foram extraídas por partição líquido-líquido de bulbos cultivados por 15 meses e colhidos em seis tempos de colheita (5, 7, 9, 11, 13 e 15 meses/FHE05 - FHE15). Em seguida, foram analisadas por cromatografia gasosa-espectrometria de massas (CG-EM) e, após deconvolução espectral, tendências na composição química foram determinadas por Análise de Componentes Principais (PCA) e Análise de Agrupamento Hierárquico (HCA). Adiante, as frações quimicamente distintas foram investigadas quanto a toxicidade e atividade anti-inflamatória em neutrófilo humano (modelo de degranulação celular) e micróglia, linhagem BV-2 (produção de óxido nítrico - NO). Além disso, os alcaloides anti-inflamatórios em neutrófilo humano foram discriminados por análise de regressão por Mínimos Quadrados Parciais (PLS). Desse modo, 41 compostos foram detectados, comuns aos seis tempos de colheita de H. elegans. PCA e HCA, de forma complementar, apontaram a separação das amostras em três grupos distintos (I: FHE05, FHE07 e FHE09; II: FHE11 e III: FHE13 e FHE15). Das três frações representantes/grupo (I: FHE07; II: FHE11 e III: FHE15) investigadas, a FHE07 mostrou melhor efeito sobre a degranulação de neutrófilos mensurada pela liberação de mieloperoxidase e a produção de espécies reativas de oxigênio, com base no ensaio de quimioluminescência, após indução com PMA (acetato miristato de forbol), não associada à toxicidade (MTT teste e atividade LDH). A PLS indicou a licorina e um derivado, 11,12-dehidro-2-metoxi-assoanina, como os compostos responsáveis pela atividade anti-inflamatória da fração FHE07. Enquanto a FHE15 (2,5 µg/mL) reduziu significativamente a produção de NO em micróglia (linhagem BV-2) em concentrações não tóxicas (MTT teste e citometria de fluxo). Portanto, H. elegans sofre variações no perfil de alcaloides de acordo com o tempo de cultivo e as frações, FHE07 e FHE15, demonstram efeito anti-inflamatório promissor, em neutrófilo humano e micróglia murina (linhagem BV-2), respectivamente, as quais justificam pesquisas adicionais. 9 Palavras-chave: Hippeastrum elegans. Amaryllidaceae. CG-EM. Quimiometria. Anti- inflamatório. Alcaloides. 10 ABSTRACT Hippeastrum elegans is a bulbous Amaryllidaceae, native to Brazil, which produces alkaloids with anti-inflammatory potential, including lycorine and galanthamine. Inflammation, although it is a defense mechanism of the organism against harmful stimuli; when triggered inappropriately, it is associated with the pathophysiology of many diseases of high socioeconomic impact, such as neurodegenerative diseases, cancer, and, recently, the condition of Covid-19. In this sense, the objective of this work was to determine the alkaloid profile of H. elegans cultivated bulbs and to investigate the anti-inflammatory effect of alkaloid fractions in two cell models (human neutrophil and murine microglia). Therefore, the alkaloid fractions were extracted by liquid-liquid partition of bulbs grown for 15 months and harvested in six harvest times (5, 7, 9, 11, 13 and 15 months/FHE05 - FHE15). Then, they were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and, after spectral deconvolution, trends in chemical composition were determined by Principal Component Analysis (PCA) and Hierarchical Cluster Analysis (HCA). Ahead, the chemically distinct fractions were investigated for toxicity and anti-inflammatory activity
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