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Publication
Searching for biocompounds in algae and seagrasses with potential use in thetreatment of Alzheimer’s disease
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 3.63 MB | Adobe PDF |
Advisor(s)
Abstract(s)
The number of older people at risk of developing dementia is growing rapidly
worldwide, and Alzheimer’s disease (AD) represents the most common cause of
dementia in the elderly. The principal characteristics of AD include the presence of
amyloid plaques, neurofibrillary tangles, brain atrophy in specific brain areas and loss
of the neurotransmitter acetylcholine (ACh), which is hydrolysed by the
cholinesterases (ChE) acetylcholinesterase (AChE) and secondly by
butyrilcholinesterase (BChE).
Pharmacological treatments currently used to alleviate AD symptoms include ChE
inhibitors, but they exhibit bioavailability problems and side effects like hepatotoxicity
and gastrointestinal disorders. Thus, there is a high interest in finding better ChE
inhibitors from natural sources.
Due to the high oxygen consumption and lipid content, the central nervous system
(CNS) is more sensitive to oxidative stress compared to other parts of our body. Thus,
special interest has been assigned in nutritional antioxidants and metal chelation
therapy as viable neuroprotective approaches for neurodegenerative disorders.
Marine organisms are recognized as rich sources of novel biologically active
compounds. However, its application in the treatment of neurological disorders is still
scarcely explored. In this context, the main goal of this study was to evaluate the AChE
and BChE inhibitory activity of methanol extracts made from different species of
macro- and microalgae, seagrasses and halophytes, as well as evaluate their chelating
activity on iron (Fe2+) and copper (Cu2+) ions.
The most active species against both enzymes were the brown macroalgae Cystoseira
compressa, C. nodicaulis and C. tamariscifolia and the halophytes Carpobrotus edulis
and Frankenia laevis. The chelating activity was higher for Cu2+ than for Fe2+ in the majority of the species
tested, being the most active the red macroalgae Plocamium cartilageneum. These
species are thus promising candidates for more detailed in vitro and in vivo studies
aiming their use as sources of innovative products with neuroprotective aplications.
O número de pessoas idosas em risco de desenvolver demência cresce rapidamente em todo o mundo e o Alzheimer representa a causa mais comum desta forma de distúrbio. Esta é uma doença que se caracteriza pela presença de microplacas senis, emaranhados neurofibrilares, atrofia do cérebro em áreas específicas e perda do neurotransmissor acetilcolina (ACh), que é hidrolisado principalmente pela acetilcolinesterase (AChE) e, numa segunda instância pela butirilcolinesterase (BChE). Os tratamentos farmacológicos mais usados actualmente, para o alívio dos sintomas do Alzheimer, incluem inibidores de AChE e BChE, mas devido a problemas de disponibilidade biológica e efeitos colaterais como hepatotoxicidade e desordens gastrointestinais dos medicamentos comummente utilizados existe um grande interesse em encontrar inibidores destas enzimas a partir de recursos naturais. Devido ao consumo de oxigénio e ao alto teor de lípidos, o sistema nervoso central (SNC) é mais propício a sofrer stress oxidativo em comparação com outras partes do corpo. Assim, enquanto potenciais métodos de neuroproteção, especial interesse tem sido atribuído a antioxidantes nutricionais e terapia de quelação de metais de transição, como o ferro e o cobre, formando complexos inactivos e evitando a formação dos prejudiciais radicais livres. Os organismos marinhos têm provado, devido à produção de metabolitos secundários, ser fontes riquíssimas de novos compostos biologicamente activos e sem efeitos colaterais. No entanto, a sua aplicação no tratamento de distúrbios neurológicos ainda é pouco explorada e, portanto, o principal propósito deste estudo foi testar a capacidade inibidora da AChE e BChE de extratos metanólicos feitos a partir de diferentes algas, ervas marinhas e plantas halófitas disponíveis na costa sul do Algarve (Portugal), bem como avaliar o seu poder quelante em iões ferro (Fe2+) e cobre (Cu2+). As espécies mais activas na inibição de ambas as enzimas foram as macroalgas castanhas Cystoseira compressa, C. nodicaulis e C. tamariscifolia e as halófitas Carpobrotus edulis e Frankenia laevis. A actividade quelante foi maior para o Cu2+ do que para o Fe2+ na maioria dos casos, sendo a espécie mais activa a macroalga vermelha, Plocamium cartilageneum. Estas espécies são, portanto, promissoras candidatas a novos e mais detalhados estudos in vitro e in vivo, visando o seu uso como fonte de inovadores produtos com aplicações neuroprotetoras.
O número de pessoas idosas em risco de desenvolver demência cresce rapidamente em todo o mundo e o Alzheimer representa a causa mais comum desta forma de distúrbio. Esta é uma doença que se caracteriza pela presença de microplacas senis, emaranhados neurofibrilares, atrofia do cérebro em áreas específicas e perda do neurotransmissor acetilcolina (ACh), que é hidrolisado principalmente pela acetilcolinesterase (AChE) e, numa segunda instância pela butirilcolinesterase (BChE). Os tratamentos farmacológicos mais usados actualmente, para o alívio dos sintomas do Alzheimer, incluem inibidores de AChE e BChE, mas devido a problemas de disponibilidade biológica e efeitos colaterais como hepatotoxicidade e desordens gastrointestinais dos medicamentos comummente utilizados existe um grande interesse em encontrar inibidores destas enzimas a partir de recursos naturais. Devido ao consumo de oxigénio e ao alto teor de lípidos, o sistema nervoso central (SNC) é mais propício a sofrer stress oxidativo em comparação com outras partes do corpo. Assim, enquanto potenciais métodos de neuroproteção, especial interesse tem sido atribuído a antioxidantes nutricionais e terapia de quelação de metais de transição, como o ferro e o cobre, formando complexos inactivos e evitando a formação dos prejudiciais radicais livres. Os organismos marinhos têm provado, devido à produção de metabolitos secundários, ser fontes riquíssimas de novos compostos biologicamente activos e sem efeitos colaterais. No entanto, a sua aplicação no tratamento de distúrbios neurológicos ainda é pouco explorada e, portanto, o principal propósito deste estudo foi testar a capacidade inibidora da AChE e BChE de extratos metanólicos feitos a partir de diferentes algas, ervas marinhas e plantas halófitas disponíveis na costa sul do Algarve (Portugal), bem como avaliar o seu poder quelante em iões ferro (Fe2+) e cobre (Cu2+). As espécies mais activas na inibição de ambas as enzimas foram as macroalgas castanhas Cystoseira compressa, C. nodicaulis e C. tamariscifolia e as halófitas Carpobrotus edulis e Frankenia laevis. A actividade quelante foi maior para o Cu2+ do que para o Fe2+ na maioria dos casos, sendo a espécie mais activa a macroalga vermelha, Plocamium cartilageneum. Estas espécies são, portanto, promissoras candidatas a novos e mais detalhados estudos in vitro e in vivo, visando o seu uso como fonte de inovadores produtos com aplicações neuroprotetoras.
Description
Keywords
Alzheimer Actividade quelante Acetilcolinesterase Butirilcolinesterase Recursos naturais marinhos Neuroproteção