Navegando por Autor "Katchborian Neto, Albert"

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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Biomarkers of anti-inflammatory and neuroprotective activity investigated by untargeted UPLC-ESI-QTOF-MS metabolomics analyses.
    (Universidade Federal de Alfenas, 2020-05-15) Katchborian Neto, Albert; Paula, Daniela Aparecida Chagas De; Martucci, Maria Elvira Poleti; Oliveira, Rejane Barbosa De
    Screening for bioactive metabolites is frequently carried out in pharmaceutical drug discovery, and metabolomics arises as a modernized tool applied in the Natural Products (NP) research field for accessing plant metabolites through faster real-time analyses. Thus, this research aimed to perform a comprehensive LC/MS-based metabolomics study to investigate the anti-inflammatory potential of Ocotea (Lauraceae) species as well as the neuroprotective activity of the popularly known Ayahuasca beverage and its matrix plants. It is well known the chief role of PGE2 in acute inflammatory diseases, and recent publications have also indicated that higher COX 2 expression and increased circulating PGE2 levels play a significant role in cancer progression through lymphangiogenic growth. On the other hand, neural damage is involved in Parkinson disease (PD) progression and in other neurodegenerative diseases, and neuroprotective candidates for medical treatment are utterly needed to develop therapies that can prevent the natural progression of the disease. Thus, new drugs able to elicit neuroprotective activity or to inhibit PGE2 release are potential targets for drug discovery and development. Formerly, 60 different Ocotea species and the matrix plants of Ayahuasca beverage were extracted following current metabolomics extraction protocol. For biological activity, an ex-vivo anti-inflammatory screening was realised using human blood LPS-induced inflammation for quantitative PGE2 determination in plasma by UPLC-MS/MS. The dexamethasone and indomethacin were used as positive controls. For the neuroprotective evaluation, the Ayahuasca beverage, the extracts from its matrix plants (Banisteriopsis caapi and Psychotria viridis), its fractions and its main alkaloids were evaluated on the viability of SH-SY5Y neuroblastoma cells in an in vitro PD model. For the metabolomics analyses, quality control samples were prepared and all samples were subjected to UPLC-ESI- TOF-MS. The MS E data acquisition and treatment were performed and the dereplication was done using the in-house together with the UNIFI software databases (Waters ® ) and the Dictionary of Natural Products (DNP) for MS 1 and molecular formula match. The level 2 identification was performed for the Ocotea study by the obtained MS E product ions, which were compared with a spectral library in the literature for tentative compound identification. The Ayahuasca study was performed via level 3 according to current metabolomics standards. The treated data were analysed by multivariate statistical analysis for biomarkers investigation. The metabolic fingerprints generated allowed the dereplication of the majority of the extracted compounds found on the evaluated extracts. Under the Ocotea metabolomics study, it was observed quantitatively more aporphine alkaloids and glycosylated flavonoids in most of the Ocotea extracts. Moreover, 12 out of 60 Ocotea spp. evaluated have exhibited high satisfactory PGE2 inhibition. Regarding the neuroprotective evaluation, the lower doses of the active samples from Ayahuasca and its base plants showed to be able to stimulate neuronal cell proliferation and/or display the most efficacious neuroprotection profile. Intriguingly, the hydroalcoholic fractions exhibited enhanced neuroprotective effects when compared to other samples and isolated alkaloids. The general metabolomic analysis allowed determining the biomarkers of anti-inflammatory and neuroprotective activity, besides possibly new compounds with no hits in chemical databases. The biomarkers findings of this research might be potential neuroprotective or anti- inflammatory lead-structures. In addition, this is the first report regarding the chemical composition and bioactivity of several endemic Ocotea spp. of the Brazilian territory. And also, this work found that the Ayahuasca beverage and its base plants have potential applicability for PD treatment and other neurodegenerative diseases.
    A triagem de metabólitos bioativos é freqüentemente realizada na descoberta de medicamentos, e a metabolômica surge como uma ferramenta moderna aplicada no campo de pesquisa de Produtos Naturais (NP) para acessar os metabólitos de plantas por meio de análises mais rápidas em tempo real. Assim, esta pesquisa teve como objetivo realizar um estudo abrangente de metabolômica baseada em LC / MS para investigar o potencial anti-inflamatório de espécies de Ocotea (Lauraceae), bem como a atividade neuroprotetora da bebida conhecida popularmente por Ayahuasca e de suas plantas matrizes. É bem conhecido o papel principal da PGE2 em doenças inflamatórias agudas, e publicações recentes também indicaram que uma expressão mais alta de COX 2 e níveis aumentados de PGE2 circulantes desempenham um papel significativo na progressão do câncer através do crescimento linfangiogênico. Por outro lado, o dano neural está envolvido na progressão da doença de Parkinson (DP) e em outras doenças neurodegenerativas, e os candidatos neuroprotetores ao tratamento médico são absolutamente necessários para desenvolver terapias que possam impedir a progressão natural da doença. Assim, novos fármacos capazes de desencadear atividade neuroprotetora ou inibir a liberação de PGE2 são alvos potenciais para a descoberta e desenvolvimento de fármacos. Um total de 60 espécies diferentes de Ocotea e as plantas matrizes da bebida Ayahuasca foram extraídas seguindo o atual protocolo de extração metabolômica. Para atividade biológica, uma triagem anti-inflamatória ex vivo foi realizada usando inflamação induzida por LPS no sangue humano para determinação quantitativa de PGE2 no plasma por UPLC-MS / MS. A dexametasona e a indometacina foram usadas como controles positivos. Para a avaliação neuroprotetora, a bebida Ayahuasca, os extratos de suas plantas matriciais (Banisteriopsis caapi e Psychotria viridis), suas frações e seus principais alcaloides foram avaliados quanto à viabilidade das células do neuroblastoma SH-SY5Y em modelo PD in vitro. Para as análises metabolômicas, foram preparadas amostras de controle de qualidade e todas as amostras foram submetidas a UPLC-ESI-TOF-MS. A aquisição e o tratamento dos dados obtidos por MS E foram realizados, juntamente com os bancos de dados do software UNIFI (Waters®) e o Dictionary of Natural Products (DNP) para MS 1 e correspondência de fórmula molecular. A identificação do nível 2 foi realizada pelos íons produto MS E obtidos, os quais foram comparados com uma biblioteca espectral na literatura para identificação experimental de compostos. O estudo da Ayahuasca foi realizado via nível 3, de acordo com os padrões atuais de metabolômica. Os dados tratados foram analisados ​​por análise estatística multivariada para investigação de biomarcadores. As impressões digitais metabólicas geradas permitiram a desreplicação da maioria dos compostos extraídos encontrados nos extratos avaliados. No estudo da metabolômica de Ocotea, observou-se quantitativamente mais alcalóides de aporfina e flavonóides glicosilados na maioria dos extratos de Ocotea. Além disso, 12 de 60 Ocotea spp. avaliados exibiram alta inibição satisfatória da PGE2. Em relação à avaliação neuroprotetora, as doses mais baixas das amostras ativas da Ayahuasca e de suas plantas de base mostraram-se capazes de estimular a proliferação de células neuronais e / ou exibir o perfil de neuroproteção mais eficaz. Curiosamente, as frações hidroalcoólicas apresentaram efeitos neuroprotetores aprimorados quando comparadas a outras amostras e alcalóides isolados. A análise metabolômica geral permitiu determinar os biomarcadores da atividade anti-inflamatória e neuroprotetora, além de possivelmente novos compostos sem hits em bancos de dados químicos.. Além disso, este é o primeiro relatório sobre a composição química e a bioatividade de várias espécies endêmicas de Ocotea spp. do território brasileiro. E também, este trabalho descobriu que a bebida Ayahuasca e suas plantas de base têm potencial aplicabilidade para o tratamento da DP e outras doenças neurodegenerativas.
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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Integrating Metabolomics and Computational Tools to Discover Anti-Inflammatory Agents in Ocotea Species
    (Universidade Federal de Alfenas, 2024-10-04) Katchborian Neto, Albert; Paula, Daniela Aparecida Chagas De; Pilon, Alan César; Silva, Denise Brentan Da; Costa, Fernando Batista Da; Koolen, Hector Ferreira
    A busca por agentes anti-inflamatórios inovadores com menos efeitos colaterais é uma área de grande interesse na pesquisa farmacêutica. A inibição da liberação de prostaglandina E2 (PGE2) e leucotrieno B4 (LTB4) é relevante pois estes são mediadores chave em diversas doenças inflamatórias. Produtos Naturais (PN) oferecem uma rica fonte de metabólitos especializados, estruturalmente diversos e funcionalmente distintos, que podem auxiliar na descoberta de novos agentes terapêuticos. Neste contexto, nossa pesquisa explorou o potencial anti-inflamatório ex vivo de 60 extratos de plantas do gênero Ocotea, muitas estudados pela primeira vez. O objetivo deste projeto consiste em aplicar ferramentas computacionais de metabolômica para anotar biomarcadores associados à atividade anti-inflamatória e modelos de aprendizado de máquina para prever novos extratos de Ocotea ativos. A composição química de várias espécies endêmicas e ameaçadas de Ocotea de diferentes biomas no Brasil foram analisadas, levando à anotação de múltiplas classes de metabólitos especializados. O Capítulo I apresenta uma revisão clássica de todos os metabólitos identificados dentro do gênero Ocotea, culminando na criação de um banco de dados abrangente chamado OcoteaDB. Esta revisão da literatura também explora as vias biossintéticas relevantes dos esqueletos químicos bioativos no gênero. O Capítulo II é um artigo de pesquisa de um estudo metabolômico que revelou que a inibição da liberação de PGE2 em espécies de Ocotea pode ser atribuída majoritariamente a alcaloides do tipo aporfina. Ao empregar cromatografia líquida de ultra performance acoplada à espectrometria de massas de alta resolução (CLAE-EM) combinada com o OcoteaDB, alcançamos um processo de anotação rápido e confiável. O Capítulo III é um artigo de pesquisa sobre biomarcadores inibidores duais das vias COX/LOX em espécies promissoras de Ocotea, utilizando uma abordagem metabolômica concatenada CLAE-EM - Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e modelos de predição por aprendizado de máquina. Desta vez, os alcaloides, seguidos por um flavonoide glicosilado e um sesquiterpenoide foram correlacionados com a atividade anti-inflamatória dual. O Capítulo IV solidifica a importância do gênero Ocotea como um produtor de diferentes classes de alcaloides, lignoides e flavonoides glicosilados, utilizando reações de fragmentação em fase gasosa e redes moleculares no processo de anotação. Foi criado um pipeline aberto CLAE-EM-DIA (aquisição de dados independente) pela integração da conversão de dados, processamento e análise usando ferramentas metabolômicas. Esta tese gerou conhecimento sobre o metaboloma e o perfil anti-inflamatório de várias espécies de Ocotea ainda não estudadas, e um fluxo de trabalho para futuras análises computacionais de PN. O conhecimento científico gerado pode ser aplicado na busca de novas substâncias ativas na inflamação e também contribuir para destacar a relevância da conservação de plantas do gênero Ocotea no Brasil, estimulando a preservação de suas espécies para futuras pesquisas