dc.creator | Copetti, Priscila Marquezan | |
dc.date.accessioned | 2024-03-13T19:20:47Z | |
dc.date.available | 2024-03-13T19:20:47Z | |
dc.date.issued | 2024-02-05 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/31704 | |
dc.description.abstract | Toxoplasmosis, 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.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | ADME/Tox | por |
dc.subject | Imunomodulação | por |
dc.subject | Nanocápsula | por |
dc.subject | Toxicidade | por |
dc.subject | Toxoplasmose | por |
dc.subject | Immunomodulation | eng |
dc.subject | Nanocapsule | eng |
dc.subject | Toxicity | eng |
dc.subject | Toxoplasmosis | eng |
dc.title | Estudo in silico e in vitro da curcumina livre e nanoestruturada em células infectadas e não infectadas por Toxoplasma gondii | por |
dc.title.alternative | In silico and in vitro study of free and nanostructured curcumin in cells infected and not infected by Toxoplasma gondii | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | A 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.advisor1 | Silva, Aleksandro Schafer da | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3485147800868305 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Chitolina, Maria Rosa | |
dc.contributor.advisor-co2 | Bottari, Nathieli Bianchin | |
dc.contributor.referee1 | Oliveira, Camila Belmonte | |
dc.contributor.referee2 | Barbisan, Fernanda | |
dc.contributor.referee3 | Cadoná, Francine Carla | |
dc.contributor.referee4 | Baldissera, Matheus Dellaméa | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/6789925007170308 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Bioquímica | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Naturais e Exatas | por |