O extrato hidroalcoólico de guaraná (Paullinia cupana) atenua fenótipos patológicos associados ao mal de Alzheimer e à doença de Huntington no organismo modelo Caenorhabditis elegans.

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dc.contributor.advisorOliveira, Riva de Paulapt_BR
dc.contributor.authorBoasquivis, Patrícia Ferreira
dc.date.accessioned2015-05-12T13:29:37Z
dc.date.available2015-05-12T13:29:37Z
dc.date.issued2015
dc.descriptionPrograma de Pós-Graduação em Biotecnologia. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.pt_BR
dc.description.abstractO Guaranazeiro (Paullinia cupana) é uma planta nativa das regiões amazônicas rica em fitoquímicos, como polifenóis e metilxantinas. O extrato de guaraná, obtido das sementes do Guaranazeiro, é largamente consumido no Brasil na forma de bebidas, como refrigerantes e energéticos, e como suplemento alimentar. Estudos anteriores demonstraram que o extrato de guaraná possui propriedades antioxidantes, antimicrobianas, anti-obesogênicas, antimutagênicas e anticarcinogênicas. Quanto ao Sistema Nervoso Central (SNC), foram relatadas propriedades estimulantes, bem como efeitos protetores em modelo in vitro para a Doença de Parkinson e capacidade de inibir a agregação do peptídeo β-amilóide (βA), proteína associada ao Mal de Alzheimer. Entretanto, estudos sobre as propriedades biológicas do guaraná e seus efeitos sobre o SNC em modelos in vivo são limitados e não foram bem explorados. Neste estudo, o nematóide Caenorhabditis elegans foi utilizado para testar as atividades antioxidantes e os efeitos protetores do Extrato Hidroalcoólico de Guaraná (EHG) em modelos transgênicos para o Mal de Alzheimer e a Doença de Huntington. Os resultados demonstram que o EHG produzido possui propriedades antioxidantes in vitro, evidenciadas por sua capacidade de neutralizar o radical DPPH em 54,37%, 49,36% e 48,30% para as concentrações de 5, 10 e 50 mg/mL, respectivamente. Ainda, o EHG também demonstrou capacidade antioxidante in vivo, uma vez que reduziu os níveis de ERO em animais tipo selvagem sob condições normais e de estresse oxidativo. O EHG nas concentrações encolhidas para os ensaios in vivo (10 mg/mL e 50 mg/mL) não foi tóxico para os vermes, uma vez que não interferiu no seu desenvolvimento, avaliado pela medida do tamanho corporal. Ao contrário, o tratamento com EHG diminui o acúmulo de pigmentos associados ao envelhecimento observados através do corante vermelho Nilo. O tratamento com o EHG foi capaz de atenuar o fenótipo de paralisia induzido pela toxicidade do peptídeo βA em dois modelos C. elegans para o Mal de Alzheimer. Quanto aos modelos C. elegans para a Doença de Huntington, o EHG foi capaz de reduzir a agregação de proteínas poliglutamínicas (PoliQ40) expressas no tecido muscular dos vermes, bem como reduzir a neurotoxicidade da proteína Huntingtina (Q150). Para testar se os efeitos benéficos do EHG estavam associados a uma diminuição da patogenicidade da bactéria Escherichia coli utilizada como alimento para os vermes, os efeitos do EHG sobre o crescimento bacteriano foram testados, sendo que nenhum efeito bactericida ou bacteriostático foi observado. Os resultados obtidos sugerem que o EHG age através de efeitos antioxidantes, uma vez que foi capaz de reduzir os níveis de espécies reativas de oxigênio (ERO) em animais expressando o peptídeo βA, além de ativar a expressão da enzima superóxido dismutase (SOD-3), uma enzima antioxidante. O EHG não foi capaz de diminuir a expressão do mRNA para βA, porém foi capaz de ativar a expressão da chaperonina HSP-16, aumentar a atividade do proteassoma e proteger o modelo contra o estresse térmico, um conhecido indutor de dano proteico, sugerindo uma atividade sobre a homeostase proteica. Os resultados obtidos até o momento demonstram que o EHG possui propriedades antioxidantes in vitro e in vivo, modula a homeostase proteica e que seu consumo pode ser benéfico no tratamento de doenças neurodegenerativas como o Mal de Alzheimer e a Doença de Huntington.pt_BR
dc.description.abstractenPaullinia cupana, or guaranázeiro, is a native plant from the Amazon region rich in phytochemicals such as polyphenols and methylxanthines. The guaraná extract, obtained from guaranazeiro’s seeds, is widely consumed as beverages, such as soft and energy drinks, and as food supplement. Previous investigations have described properties such as antioxidant, antimicrobial, anti-obesogenic, antimutagenic and anticarcinogenic for guaraná. Regarding the central nervous system (CNS), stimulant properties have been described, as well as protective effects in an in vitro model for Parkinson’s Disease and a capability to inhibit amyloid-β (Aβ) peptide aggregation in vitro. However, studies about the biological properties of guaraná are limited and the effects of guaraná over the CNS are not well explored. In this study, we used Caenorhabditis elegans as a model to test both the antioxidant and the protective properties of guaraná hydro‐alcoholic extract (GHE) in wild-type and transgenic animals for Alzheimer (AD) and Huntington (HD) diseases. Our results demonstrate that GHE has in vitro antioxidant activity, shown by its capacity in neutralize the DPPH radical by 54,37%, 49,36% e 48,30% for the concentrations of 5, 10 e 50 mg/mL, respectively. Also, GHE demonstrated an in vivo antioxidant property, since it reduced ROS levels in wild type animals under standart and stress conditions. GHE treatment is not toxic since it did not interfere with the animals’ development assessed by the body length. GHE treatment also reduced the level of fluorescent pigments associated to aging indicated by the red nile staining. GHE attenuated the pathological phenotypes of paralysis induced by Aβ in two C. elegans AD models. Concerning C. elegans models for Huntington Disease, GHE reduced the aggregation of polyglutamine proteins (PoliQ40) in the muscle of the animals, as well as reduced Huntingtin protein’s neurotoxicity. Our findings suggest that GHE’s beneficial effects might be due its antioxidant properties, since it was able to reduce reactive oxygen species’ (ROS) production in animals expressing Aβ and activate the expression of superoxide dismutase (SOD-3), an antioxidant enzyme. GHE treatment did not reduced the expression of Aβ mRNA; however it activated the expression of the heat shock protein HSP-16, a chaperonine, increased the proteasome activity and boosted animals’ thermal stress resistance, which suggests that GHE can interfere with protein homeostasis . Our results so far show guaraná has antioxidant properties in vitro and in vivo, modulates protein homeostasis and suggests that GHE consumption might be advantageous in the treatment of Alzheimer and Huntington diseases.
dc.identifier.citationBOASQUIVIS, Patrícia Ferreira. O extrato hidroalcoólico de guaraná (Paullinia cupana) atenua fenótipos patológicos associados ao mal de Alzheimer e à doença de Huntington no organismo modelo Caenorhabditis elegans. 2015. 105 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) – Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2015.pt_BR
dc.identifier.urihttp://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/5288
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.rights.licenseAutorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 04/05/2015 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.pt_BR
dc.subjectDoenças hereditáriaspt_BR
dc.subjectHomeostasept_BR
dc.subjectDoença de Alzheimerpt_BR
dc.titleO extrato hidroalcoólico de guaraná (Paullinia cupana) atenua fenótipos patológicos associados ao mal de Alzheimer e à doença de Huntington no organismo modelo Caenorhabditis elegans.pt_BR
dc.typeDissertacaopt_BR
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