Curcumina associada à terapia fotodinâmica se mostra eficaz contra o parasita da leishmaniose

Luciana Constantino | Agência FAPESP – Uma pesquisa publicada na revista Antibiotics mostra que o uso da curcumina, substância encontrada no açafrão-da-terra (Curcuma longa), aliada à terapia fotodinâmica foi eficaz na redução da carga parasitária e até na eliminação do protozoário Leishmania. O resultado aponta um caminho para futuras pesquisas em humanos buscando tratamentos mais eficazes e direcionados para a leishmaniose.

O estudo, que teve apoio da FAPESP, aponta que aplicações de 7,8 a 15,6 microgramas por ml (µg/mL) de curcumina associada à irradiação de LED azul (λ = 450 ± 5 nm), com uma dose de luz de 10 J/cm2, conseguiram inativar células do sistema imune (macrófagos) infectadas com Leishmania braziliensis, a espécie mais comum no país, e Leishmania major.

As células saudáveis não foram afetadas. Quando administradas separadamente – a substância e a luz –, o resultado não foi satisfatório.

A terapia fotodinâmica (TFD) consiste em um processo químico decorrente da interação de luz, oxigênio e um fármaco sensível à luz (fotossensibilizador). Baseia-se na administração de um composto fotossensível, na forma de pomada ou injetável.

Após um determinado período, o tecido é irradiado por uma fonte de luz, com determinado comprimento de onda, dependendo do composto usado. A luz torna esse composto mais energético, possibilitando que ele reaja com o oxigênio presente na célula, levando-a à morte.

“A curcumina apresentou boa distribuição nos macrófagos, bem como nos amastigotas [uma das formas do parasita] dentro deles, nas concentrações testadas, após uma hora de incubação. A TFD com curcumina foi capaz de reduzir a viabilidade de amastigotas dentro dos macrófagos, além de alterar sua atividade mitocondrial, o que resultou em impacto significativo na morfologia dessas células, causando intensa destruição”, concluem os pesquisadores da Universidade do Vale do Paraíba (Univap), em São José dos Campos.

E complementam: “Um ponto interessante é a baixa recuperação de parasitas após o tratamento com TFD, o que permite inferir que o uso da terapia associada à curcumina nos parâmetros testados foi eficaz na redução e eliminação da carga parasitária com uma única aplicação”.

Parasita que se estabelece no interior da célula e consegue escapar do sistema de defesa do hospedeiro, a Leishmania apresenta em seu ciclo de vida duas formas evolutivas: a promastigota, que é flagelada, extracelular e encontrada no vetor do protozoário; e a amastigota, intracelular, sem movimentos e que infecta o organismo humano.

A professora Juliana Ferreira-Strixino, coordenadora da pesquisa e do Laboratório de Fotobiologia Aplicada à Saúde (Fotobios), da Univap, explica que um dos objetivos do estudo era entender o funcionamento da forma promastigota, que apresenta vários tipos de proteção contra o sistema imunológico, e depois como funcionaria a terapia nos amastigotas.

“In vitro percebemos uma redução grande da carga parasitária, o que significa a destruição de macrófagos infectados e também do parasita na forma amastigota”, diz ela.

No artigo, o grupo aponta que, “se a terapia eliminasse apenas os macrófagos hospedeiros, haveria o risco de liberação de parasitas viáveis para infectar novas células". "No entanto, o estudo mostrou que as aplicações podem eliminar completamente os parasitas das lesões locais.”

Antes de testar a curcumina, os pesquisadores analisaram outras substâncias fotossensibilizadoras, como clorina, azul de metileno e porfirina. Esse último também resultou na publicação de artigo.

O Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CEPOF), um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado no Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo (IFSC-USP), contribuiu na realização do projeto com o fornecimento do fotossensibilizador.

“A curcumina se mostrou eficiente e mais barata. Sua aplicação poderia reduzir o custo das medicações usadas atualmente contra a leishmaniose”, afirma a professora.

Substância ativa da cúrcuma (planta muito usada na culinária indiana e conhecida por sua cor amarelo-ouro e sabor picante), a curcumina tem propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias.

A doença

A leishmaniose cutânea é a forma mais comum do tipo tegumentar, transmitida por insetos que se alimentam de sangue (flebótomos), conhecidos como mosquito-palha. Começa como um pequeno nódulo no local da picada, podendo evoluir para uma ferida em algumas semanas.

Considerada uma Doença Tropical Negligenciada (DTN) por afetar populações vulneráveis socioeconomicamente, a leishmaniose tegumentar é classificada como um problema de saúde pública no Brasil. Foram confirmados 15.484 novos casos em 2019 no país, com coeficiente de detecção de 7,37 registros a cada 100 mil habitantes, segundo dados do Ministério da Saúde.

A prevenção da doença depende do combate ao mosquito, assim como acontece, por exemplo, com o Aedes aegypti em relação à dengue – ambas consideradas DTNs.

Estima-se que as doenças negligenciadas afetem 1,5 bilhão de pessoas em mais de 150 países, mas os investimentos em pesquisas básica e clínica na área ainda são baixos. Por isso, muitos tratamentos disponíveis são reaproveitados de outras doenças, com efeitos colaterais e custo elevado para as populações carentes, mais afetadas.

Nas últimas décadas, análises epidemiológicas da leishmaniose tegumentar têm sugerido mudanças no padrão de transmissão da doença, inicialmente considerada zoonose de animais silvestres. Agora, ela já passou a ser registrada em zonas rurais, praticamente desmatadas, e em regiões periurbanas.

Próximos passos

Segundo Ferreira-Strixino, agora seu grupo de pesquisa está começando a montar um estudo visando a trabalhar com roedores. Ainda será preciso estabelecer o modelo a ser usado – rato, camundongo ou hamster, por exemplo.

No futuro, a ideia é testar a curcumina como uma alternativa para o tratamento da doença, já que pode ser uma terapia de baixo custo e de aplicação somente no local afetado, tornando possível tratar as lesões individualmente, sem o impacto que as drogas administradas sistemicamente podem apresentar.

O artigo Evaluation of the Photodynamic Therapy with Curcumin on L. braziliensis and L. major Amastigotes, de André Henrique Correia Pereira, Luciana Maria Cortez Marcolino, Juliana Guerra Pinto e Juliana Ferreira-Strixino, pode ser lido em www.mdpi.com/2079-6382/10/6/634/htm.
 

Este texto foi originalmente publicado por Agência FAPESP de acordo com a licença Creative Commons CC-BY-NC-ND. Leia o original aqui.

Cientistas da USP extraem compostos da casca de romã para aumentar vida útil de morangos

Agência FAPESP * – Uma pesquisa do Instituto de Química de São Carlos (IQSC) da Universidade de São Paulo (USP) demonstrou que a casca da romã pode ser explorada de forma sustentável, rápida e barata para diferentes finalidades. Por meio de uma nova técnica, os cientistas conseguem extrair da casca 84,2% mais antioxidantes, substâncias que possuem propriedades conservantes e são capazes de retardar o processo de envelhecimento, aproveitando a porção da romã que vai para o lixo.

No trabalho, os pesquisadores mostram que substâncias naturais encontradas em plantas e conhecidas como NADES, sigla em inglês para solventes eutéticos naturais profundos, podem ser aplicadas para retirada dos antioxidantes existentes na casca da romã. Assim, não é preciso usar opções tóxicas como metanol e nem o etanol que, apesar de ser um solvente verde, evapora facilmente e é explosivo.

Com o sucesso do novo método, os especialistas estão agora colocando em prática uma etapa diferente do estudo: incorporar os antioxidantes da romã obtidos de maneira ambientalmente amigável a revestimentos à base de gelatina e quitosana, dois biopolímeros, para desenvolver uma película protetora capaz de aumentar a vida útil de morangos, terceiro item na lista de maiores perdas em valor do setor de frutas, legumes e verduras dos supermercados brasileiros.

O estudo foi premiado no 2º Encontro da Pós-Graduação da USP por sua preocupação com o 12º Objetivo de Desenvolvimento Sustentável da Organização das Nações Unidas (ONU), do Consumo e Produção Sustentáveis, e conta com financiamento da FAPESP.

Os cientistas atuam em parceria com a unidade Embrapa Instrumentação, da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, também localizada em São Carlos, para avaliar os efeitos do uso dos revestimentos poliméricos na aparência e no sabor dos morangos.

Os primeiros resultados, considerando 14 dias de armazenamento na geladeira, indicam que a película consegue manter a textura, retardar a contaminação e evitar a desidratação dos frutos.

“Queremos contribuir para a diminuição do descarte de morangos utilizando para isso a casca de romã, que é responsável por uma elevada atividade antioxidante, mas não é aproveitada pela indústria, sendo considerada um resíduo agroindustrial”, contou Mirella Bertolo, doutoranda do IQSC-USP e autora principal do trabalho, em entrevista para a Assessoria de Comunicação do IQSC.

Os resultados da pesquisa foram descritos em artigo publicado na revista científica Journal of Cleaner Production.

Incentivo ao uso de produtos naturais

O primeiro desafio do estudo foi conseguir obter os antioxidantes presentes na romã a partir de solventes verdes. “Os NADES foram descritos depois que pesquisadores começaram a se questionar sobre o transporte de nutrientes em árvores em ambientes congelados. Eles descobriram que as plantas produzem substâncias naturais, com propriedades únicas de solubilidade, que possibilitam esse transporte”, relatou Stanislau Bogusz Junior, professor do IQSC e orientador de Bertolo, também em entrevista para a Assessoria de Comunicação do IQSC.

No estudo, foram testados cinco NADES com propriedades distintas. Os pesquisadores utilizaram ferramentas estatísticas para analisar a interação entre as variáveis, reduzindo a quantidade de experimentos necessários, e chegaram a um processo otimizado com cloreto de colina e ácido lático que resultou em uma extração de apenas 25 minutos com alto rendimento de compostos.

O professor explicou que as substâncias largamente sintetizadas em plantas têm propriedades antioxidantes, contribuindo para a neutralização de moléculas que são produzidas em maior quantidade mediante estresse, alimentação desregrada, exposição à poluição e consumo de álcool e cigarro.

Níveis mais altos de radicais livres, por sua vez, estão atrelados ao envelhecimento, daí o interesse da indústria de cosméticos na aplicação de antioxidantes em cremes antirrugas, por exemplo. Suas propriedades também despertam o interesse da indústria alimentícia, já que têm função conservante.

Atualmente, mencionou o professor, são usados muitos antioxidantes sintéticos para aumentar a validade dos produtos e há um interesse crescente dos consumidores pela substituição por opções mais saudáveis.

*Com informações da Assessoria de Comunicação do IQSC.
 

Este texto foi originalmente publicado por Agência FAPESP de acordo com a licença Creative Commons CC-BY-NC-ND. Leia o original aqui.

Estudo sobre compostos naturais com ação antitumoral é destaque no Prêmio SiBBr de Biodiversidade

Agência FAPESP – A primeira edição do Prêmio Sistema de Informação sobre a Biodiversidade Brasileira (SiBBr) divulgou recentemente a lista de vencedores e um dos destaques foi a pesquisa “Isolation, synthesis and bioactivity studies of phomactin terpenoids”, coordenada por Roberto Berlinck, professor do Instituto de Química de São Carlos da Universidade de São Paulo (IQSC-USP). Financiado pela FAPESP, o trabalho ficou em terceiro lugar na categoria “Produção Acadêmica”.

O estudo trata de substâncias que inibem a proliferação de células tumorais e mostra como a articulação entre grupos pode acelerar a descoberta de moléculas com potencial farmacológico. Os resultados foram publicados na revista Nature Chemistry e também divulgados em reportagem da revista Pesquisa FAPESP.

O Prêmio SiBBr de Biodiversidade é uma iniciativa da Secretaria de Políticas para Formação e Ações Estratégicas do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (Sefae-MCTI), executada pela Financiadora de Estudos e Projetos (Finep). Ele disponibiliza R$ 50 mil para a premiação dos três primeiros colocados em duas categorias: “Produção Acadêmica” e “Desenvolvimento Tecnológico & Inovação”.

Ao todo, foram abertos 112 cadastros de inscrição, tendo a Finep/MCTI recebido efetivamente 29 propostas. Lançado no dia 21 de dezembro de 2021, o prêmio tem como objetivos revelar talentos, impulsionar a pesquisa científica e o desenvolvimento tecnológico e promover a inovação na temática de biodiversidade, de modo a apoiar o seu uso sustentável.

A lista dos três primeiros colocados de cada categoria está disponível no site da Finep.

O SiBBr é uma plataforma on-line que integra dados sobre a biodiversidade e os ecossistemas provenientes de fontes diversas do Brasil e do exterior.
 

Este texto foi originalmente publicado por Agência FAPESP de acordo com a licença Creative Commons CC-BY-NC-ND. Leia o original aqui.

Ciência SP | Conservante natural à base de romã

Natural compound coupled with specific gut microbes may prevent severe flu

Mouse study reveals how gut microbes fight influenza

Date: August 3, 2017 Source:Washington University School of Medicine Summary: A particular gut microbe can prevent severe flu infections in mice, likely by breaking down naturally occurring compounds -- called flavonoids -- commonly found in foods such as black tea, red wine and blueberries, new research shows.

Microbes that live in the gut don't just digest food. They also have far-reaching effects on the immune system. Now, a new study shows that a particular gut microbe can prevent severe flu infections in mice, likely by breaking down naturally occurring compounds -- called flavonoids -- commonly found in foods such as black tea, red wine and blueberries.

The research, conducted in mice by scientists at Washington University School of Medicine in St. Louis, also indicates that this strategy is effective in staving off severe damage from flu when the interaction occurs prior to infection with the influenza virus. This work also could help explain the wide variation in human responses to influenza infection.

The study is published Aug. 4 in the journal Science.

"For years, flavonoids have been thought to have protective properties that help regulate the immune system to fight infections," said first author Ashley L. Steed, MD, PhD, an instructor in pediatrics who treats intensive care patients at St. Louis Children's Hospital. "Flavonoids are common in our diets, so an important implication of our study is that it's possible flavonoids work with gut microbes to protect us from flu and other viral infections. Obviously, we need to learn more, but our results are intriguing."

Influenza -- characterized by fever, cough and body aches -- is a common and sometimes deadly viral infection of the upper respiratory tract. Older adults, pregnant women, young children and people with chronic health problems such as asthma and heart disease are most prone to serious flu complications. Since 2004, an average of 113 children have died from influenza in the U.S. each year, according to the Centers for Disease Control and Prevention. Around the world, the World Health Organization estimates there are 250,000 to 500,000 flu-related deaths annually.

Previous evidence suggests that the gut microbiome may be important in protecting against severe influenza infections, so in this study, the researchers aimed to identify just what gut microbes might provide that protection. In addition, for years, nutritionists have explored potential health benefits linked to foods loaded with flavonoids.

"It's not only having a diet rich in flavonoids, our results show you also need the right microbes in the intestine to use those flavonoids to control the immune response," said the study's senior author, Thaddeus S. Stappenbeck, MD, PhD, the Conan Professor of Pathology & Immunology. "We were able to identify at least one type of bacteria that uses these dietary compounds to boost interferon, a signaling molecule that aids the immune response. This prevented influenza-related lung damage in the mice. It is this kind of damage that often causes significant complications such as pneumonia in people."

As part of the study, the researchers screened human gut microbes looking for one that metabolized flavonoids. Stappenbeck and Steed identified one such microbe that they suspected might protect against flu damage. The microbe, called Clostridium orbiscindens, degrades flavonoids to produce a metabolite that enhances interferon signaling.

"The metabolite is called desaminotyrosine, otherwise known as DAT," Steed said. "When we gave DAT to mice and then infected them with influenza, the mice experienced far less lung damage than mice not treated with DAT."

Interestingly, although the lungs of DAT-treated mice didn't have as much flu damage, their levels of viral infection were identical to those in mice that didn't get the treatment.

"The infections were basically the same," Stappenbeck said. "The microbes and DAT didn't prevent the flu infection itself; the mice still had the virus. But the DAT kept the immune system from harming the lung tissue."

That's important because annual flu vaccines aren't always effective at preventing infections.

"But with DAT, it may be possible to keep people from getting quite as sick if they do become infected," Steed said. "This strategy doesn't target the virus. Instead, it targets the immune response to the virus. That could be valuable because there are challenges with therapies and vaccines that target the virus due to changes in the influenza virus that occur over time."

Next steps include identifying other gut microbes that also may use flavonoids to influence the immune system, as well as exploring ways to boost the levels of those bacteria in people whose intestines aren't adequately colonized with those microbes. As those future studies are planned, the researchers said it might not be a bad idea to drink black tea and eat foods rich in flavonoids before the next flu season begins.

Story Source:

Materials provided by Washington University School of Medicine. Original written by Jim Dryden. Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

Ashley L. Steed, George P. Christophi, Gerard E. Kaiko, Lulu Sun, Victoria M. Goodwin, Umang Jain, Ekaterina Esaulova, Maxim N. Artyomov, David J. Morales, Michael J. Holtzman, Adrianus C. M. Boon, Deborah J. Lenschow, Thaddeus S. Stappenbeck. The microbial metabolite desaminotyrosine protects from influenza through type I interferon. Science, 2017; 357 (6350): 498 DOI: 10.1126/science.aam5336

Cite This Page:

MLA

APA

Chicago

Washington University School of Medicine. "Natural compound coupled with specific gut microbes may prevent severe flu: Mouse study reveals how gut microbes fight influenza." ScienceDaily. ScienceDaily, 3 August 2017. <www.sciencedaily.com/releases/2017/08/170803141048.htm>.

Open access: An Update on Jacalin-Like Lectins and Their Role in Plant Defense

Esch, L.; Schaffrath, U. An Update on Jacalin-Like Lectins and Their Role in Plant Defense. Int. J. Mol. Sci.2017, 18, 1592.

Abstract 

Plant lectins are proteins that reversibly bind carbohydrates and are assumed to play an important role in plant development and resistance. Through the binding of carbohydrate ligands, lectins are involved in the perception of environmental signals and their translation into phenotypical responses. These processes require down-stream signaling cascades, often mediated by interacting proteins. Fusing the respective genes of two interacting proteins can be a way to increase the efficiency of this process. Most recently, proteins containing jacalin-related lectin (JRL) domains became a subject of plant resistance responses research. A meta-data analysis of fusion proteins containing JRL domains across different kingdoms revealed diverse partner domains ranging from kinases to toxins. Among them, proteins containing a JRL domain and a dirigent domain occur exclusively within monocotyledonous plants and show an unexpected high range of family member expansion compared to other JRL-fusion proteins. Rice, wheat, and barley plants overexpressing OsJAC1, a member of this family, are resistant against important fungal pathogens. We discuss the possibility that JRL domains also function as a decoy in fusion proteins and help to alert plants of the presence of attacking pathogens. 

Full article

Keywords: fusion protein; JRL domain; plant resistance; dirigent protein; decoy; chimeric protein