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dc.creatorCopetti, Priscila Marquezan
dc.date.accessioned2024-03-13T19:20:47Z
dc.date.available2024-03-13T19:20:47Z
dc.date.issued2024-02-05
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/31704
dc.description.abstractToxoplasmosis, a disease caused by the intracellular protozoan Toxoplasma gondii (T. gondii) affects several organs, including the central nervous system (CNS). The low therapeutic efficacy is related to the passage through the blood-brain barrier (BBB), the latent form of the parasite, as well as the side effects of conventional medications. Nanostructured systems can actively deliver substances to the CNS and improve the efficacy and therapeutic bioavailability of substances such as curcumin. This polyphenol has anti-inflammatory capacity and antioxidant properties that can mediate the inflammatory changes caused by T. gondii infection. However, its effectiveness is limited due to low water solubility and biodistribution and instability at specific pH that can be overcome with the use of nanotechnology. Curcumin nanocapsules can act on the immune response, modulating inflammatory, antioxidant and neuronal signaling pathways. Therefore, the objective was to investigate the pharmacokinetics and toxicity of curcumin in silico, as well as the influence of treatment with free curcumin and different nanostructured systems on the molecular mechanisms of signaling in cells exposed and not exposed to infection with T. gondii in vitro. The ADME/Tox profile of curcumin was generated using computational tools. Eudragit® L-100 and PCL nanocapsules were produced and characterized and then the hemolytic potential in erythrocytes was evaluated, as well as the cytotoxic capacity (MTT and dsDNA PicoGreen® assay) and influence on redox metabolism (production of nitric oxide and DCF) in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) and fibroblasts (HFF-1 cell line). Furthermore, in vitro cytotoxicity, redox metabolism and gene expression tests (IL-10, IL-1β, TNF-α, NRLP3, P2X7, A1 and A2A) were performed for microglial cells (BV-2 cell line) infected with T. gondii. The computational results for curcumin showed low biodistribution, lack of BBB permeation, slight gastrointestinal absorption, inhibitory potential of cytochrome P450 isoforms (CYP2C9 and CYP3A4), toxicity class IV and immunomodulatory action. In in vitro tests, treatments induced different cellular responses according to the types of cells used, CMSP showed a concentration-dependent pattern, while HFF-1 cells incubation time was an important variable. Redox interactions showed that the nanocapsules induced the production of nitric oxide and all treatments reduced the levels of reactive species. Microglial cells infected with T. gondii showed a cytotoxic effect of curcumin, which modulated inflammatory, oxidant and purinergic pathways through cell signaling in response to pro- and anti-inflammatory markers. Furthermore, the nanostructured systems increased response patterns to cell signaling when compared to the substance in free form. In general, the treatments positively modulated the immune response and purine-mediated cell signaling, interfering with T. gondii infection. It is noteworthy that pharmacological safety must always be evaluated for release systems, especially substances with multiple interaction pathways. Furthermore, nanostructured systems showed a better treatment response than the substance in free form. Therefore, nanostructured delivery models help so that therapeutic properties can be better utilized, especially in neuroinflammatory diseases.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectADME/Toxpor
dc.subjectImunomodulaçãopor
dc.subjectNanocápsulapor
dc.subjectToxicidadepor
dc.subjectToxoplasmosepor
dc.subjectImmunomodulationeng
dc.subjectNanocapsuleeng
dc.subjectToxicityeng
dc.subjectToxoplasmosiseng
dc.titleEstudo in silico e in vitro da curcumina livre e nanoestruturada em células infectadas e não infectadas por Toxoplasma gondiipor
dc.title.alternativeIn silico and in vitro study of free and nanostructured curcumin in cells infected and not infected by Toxoplasma gondiieng
dc.typeTesepor
dc.description.resumoA toxoplasmose, doença causada pelo protozoário intracelular Toxoplasma gondii (T. gondii) afeta diversos órgãos, dentre eles, o sistema nervoso central (SNC). A baixa eficácia terapêutica está relacionada à passagem pela barreira hematoencefálica (BHE), a forma latente do parasito, bem como os efeitos colaterais dos medicamentos convencionais. Sistemas nanoestruturados podem entregar ativamente substâncias ao SNC e melhorar a eficácia e a biodisponibilidade terapêutica de substâncias como a curcumina. Esse polifenol possui capacidade antiinflamatória e propriedades antioxidantes que podem mediar as alterações inflamatórias causadas pela infecção por T. gondii. No entanto, sua eficácia é limitada devido à baixa solubilidade em água e biodistribuição e instabilidade em pH específicos que podem ser contornados com o uso da nanotecnologia. As nanocápsulas de curcumina podem atuar na resposta imunológica, modulando vias de sinalização inflamatórias, antioxidantes e neuronais. Com isso, objetivou-se investigar a farmacocinética e toxicidade da curcumina in silico, bem como a influência do tratamento com curcumina livre e de diferentes sistemas nanoestruturados nos mecanismos moleculares de sinalização em células expostas e não expostas à infecção com T. gondii in vitro. O perfil ADME/Tox de curcumina foi gerado utilizando ferramentas computacionais. As nanocápsulas de Eudragit® L-100 e PCL foram produzidas e caracterizadas e após avaliou-se o potencial hemolítico em eritrócitos, bem como a capacidade citotóxica (ensaio MTT e dsDNA PicoGreen® ) e influência no metabolismo redox (produção de óxido nítrico e DCF) em células mononucleares do sangue periférico (PBMCs) e fibroblastos (linhagem celular HFF-1). Ainda, os testes in vitro de citotoxicidade, metabolismo redox e expressão gênica (IL-10, IL-1β, TNF-α, NRLP3, P2X7, A1 e A2A) foram realizados para células microgliais (linhagem celular BV-2) infectadas com T. gondii. Os resultados computacionais para a curcumina mostraram baixa biodistribuição, ausência de permeação da BHE, absorção gastrointestinal discreta, potencial inibidor das isoformas do citocromo P450 (CYP2C9 e CYP3A4), classe de toxicidade IV e ação imunomoduladora. Nos testes in vitro os tratamentos induzem diferentes respostas celulares de acordo com os tipos de células utilizadas, CMSP apresentaram um padrão dependente da concentração, enquanto as células HFF-1 o tempo de incubação era uma variável importante. As interações redox mostraram que as nanocápsulas induziram a produção de óxido nítrico e todos os tratamentos reduziram os níveis de espécies reativas. As células microgliais infectadas com T. gondii mostraram um efeito citotóxico da curcumina, a qual modulou as vias inflamatórias, oxidantes e purinérgicas através da sinalização celular em resposta a marcadores pró e anti-inflamatórios. Além disso, os sistemas nanoestruturados aumentaram os padrões de resposta à sinalização celular quando comparados à substância na forma livre. Em geral, os tratamentos modularam positivamente a resposta imune e a sinalização celular mediada por purinas, interferindo na infecção por T. gondii. Destaca-se que a segurança farmacológica deve sempre ser avaliada para sistemas de liberação, principalmente, substâncias com múltiplas vias de interação. Ainda, sistemas nanoestruturados apresentaram melhor resposta de tratamento do que a substância na forma livre. Com isso, modelos de entrega nanoestruturados auxiliam para que as propriedades terapêuticas possam ser melhor aproveitadas especialmente em doenças neuroinflamatórias.por
dc.contributor.advisor1Silva, Aleksandro Schafer da
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3485147800868305por
dc.contributor.advisor-co1Chitolina, Maria Rosa
dc.contributor.advisor-co2Bottari, Nathieli Bianchin
dc.contributor.referee1Oliveira, Camila Belmonte
dc.contributor.referee2Barbisan, Fernanda
dc.contributor.referee3Cadoná, Francine Carla
dc.contributor.referee4Baldissera, Matheus Dellaméa
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6789925007170308por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentBioquímicapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológicapor
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Ciências Naturais e Exataspor


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