2023 - Raquel Isolani Luvizotto
Ph.D. Dissertation
Autor/author: Raquel Isolani Luvizotto
Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas - Universidade Estadual de Maringá
Área do Conhecimento: Farmacognosia
Data de Defesa: 21 de junho de 2023
Orientador: Prof. Dr. João Carlos Palazzo de Mello
Banca examinadora: Prof. Dr. João Carlos Palazzo de Mello
Prof. Dr. Cid Aimbiré de Moraes Santos
Prof. Dr. Douglas Siqueira de Almeida Chaves
Prof. Dr. Flavio Augusto Vicente Seixas
Profa. Dra. Mychelle Vianna Pereira Companhoni
Título: Inibição da adesão bacteriana, atividade das gingipaínas e da formação de biofilme de Porphyromonas gingivalis por Limonium brasiliense
Resumo: Limonium brasiliense Kuntze (Plumbaginaceae), popularmente conhecido como baicuru, é uma planta nativa da região sul do Brasil. Seu uso popular se dá para o tratamento de tensão pré-menstrual, distúrbios menstruais e infecções do trato geniturinário. A periodontite é caracterizada clinicamente pela destruição do sistema de suporte do dente e pode levar à perda dental. A bactéria oportunista Gram-negativa anaeróbia Porphyromonas gingivalis desempenha um papel dominante na periodontite. Os produtos naturais, principalmente polifenóis, têm sido descritos para periodontite, destinados a reduzir a inflamação, bem como a adesão bacteriana nas células hospedeiras. As frações semipurificadas e substâncias isoladas de L. brasiliense foram testadas in vitro quanto a sua capacidade antiadesiva frente a P. gingivalis em células epiteliais humanas KB, bem como na inibição da formação de biofilme e inativação das gingipaínas, principal fator de virulência encontrado nesta bactéria. As amostras não influenciaram a fisiologia celular das células KB quando testadas pelo método de MTT. Em concentrações de 50 µg/mL a fração acetato de etila e subfração foram capazes de reduzir a adesão de P. gingivalis às células KB significativamente em torno de 63 e 70%, respectivamente, bem como as substâncias isoladas, com a samarangenina A inibindo 72% da adesão a 30 µM, samarangenina B 71% a 20 µM e epigalocatequina-3-O-galato 79% a 30 µM. As amostras de fração aquosa foram capazes de reduzir a atividade proteolítica da gingipaína Arg-específica de forma concentração-dependente em torno de 80% a 100 µg/mL. A fração acetato de etila e subfração 7 inibiram da mesma forma que a fração aquosa, porém a 5 µg/mL. As amostras também foram testadas quanto a capacidade de inibição da formação de biofilme, se mostrando capazes de inibir significativamente em torno de 96% a 1000 µg/mL. Análises in silico foram realizadas e determinou-se que as amostras atuam em alvos específicos de P. gingivalis, não afetando as células de mamíferos. Desta forma, as frações e substâncias isoladas de L. brasiliense se mostram efetivas para prevenção de doença periodontal.
Palavras-chave: Farmacognosia, fitoquímica, periodontite, plantas medicinais, produtos naturais.
Title: Inhibition of bacterial adhesion, gingipain activity and biofilm formation of Porphyromonas gingivalis by Limonium brasiliense
Abstract: Limonium brasiliense Kuntze (Plumbaginaceae), popularly known as baicuru, is a plant native to southern Brazil. Its popular use is for the treatment of premenstrual tension, menstrual disorders, and genitourinary tract infections. Periodontitis is clinically characterized by destruction of the tooth support system and can lead to tooth loss. The anaerobic Gram-negative opportunistic bacterium Porphyromonas gingivalis plays a dominant role in periodontitis. Natural products, mainly polyphenols, have been described for periodontitis, intended to reduce inflammation as well as bacterial adhesion in host cells. The semipurified fractions and substances isolated from L. brasiliense were tested in vitro for their anti-adhesive capacity against P. gingivalis in human KB epithelial cells, as well as for the inhibition of biofilm formation and inactivation of gingipains, the main virulence factor found in this bacterium. The samples did not influence the cellular physiology of KB cells when tested by the MTT method. At concentrations of 50 µg/mL, ethyl acetate fraction and subfraction 7 were able to reduce the adhesion of P. gingivalis to KB cells significantly around 63 and 70%, respectively, as well as the isolated substances, with samarangenin A inhibiting 72% of adhesion at 30 µM, 71% samarangenin B at 20 µM and 79% epigallocatechin-3-O-gallate at 30 µM. The aqueous fraction samples were able to reduce the proteolytic activity of Arg-specific gingipain in a concentration-dependent manner around 80% at 100 µg/mL. ethyl acetate fraction and subfraction 7 inhibited in the same way as the aqueous fraction, but at 5 µg/mL. The samples were also tested for the ability to inhibit biofilm formation, showing to be able to significantly inhibit around 96% at 1000 µg/mL. In silico analyzes were performed and it was determined that the samples act on specific targets of P. gingivalis, not affecting mammalian cells. Thus, the fractions and substances isolated from L. brasiliense are shown to be effective for the prevention of periodontal disease.
Keywords: Pharmacognosy, phytochemistry, periodontitis, medicinal plants, natural products.
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