Avaliação da toxicidade dos corantes naturais com potencial utilização biotecnológica, 3,5,8-trihidroxi-6-metoxi 2-(5-oxohexa-1,3-dienil)-1,4-naftoquinona (3,5,8-TMON), Eritrostominona e Balmoralmicina, por modelos in silico e em modelos de cultivo celular em monocamada e tridimensional (2024)
- Authors:
- Autor USP: MIRANDA, RAUL GHIRALDELLI - FCFRP
- Unidade: FCFRP
- Sigla do Departamento: 601
- DOI: 10.11606/T.60.2024.tde-15042025-105957
- Subjects: CORANTES; COMPOSTOS DE SILÍCIO; FUNGOS ENDOFÍTICOS; STREPTOMYCES
- Keywords: 3,5,8-TMON; in silico models; Balmoralmicina; Balmoralmycin; Eritrostominona; Erythrostominone; Esferoides de células HepG2; HepG2 spheroids; Modelos in silico
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Corantes sintéticos são amplamente empregados em manufaturados industriais. No entanto, muitos desses corantes apresentam toxicidade intrínseca ou são precursores de intermediários tóxicos. Com a intensificação na busca por novos compostos que sejam seguros para a saúde humana e ambiental, os corantes obtidos de fontes naturais ganham espaço como uma alternativa aos corantes sintéticos. Os compostos de coloração avermelhada, Eritrostominona e 3,5,8-TMON, isolados de um fungo endofítico (Cordyceps sp.), assim como o composto Balmoralmicina, isolado da actinobactéria Streptomyces rishiriensis, surgem como ótimos candidatos para aplicações comerciais e biotecnológicas. Além de atuarem como corantes, essas moléculas já foram associadas a atividades antimaláricas, anti-inflamatórias, antitumorais e antibióticas. No entanto, os dados sobre a toxicidade desses corantes são escassos ou inexistentes. Nesse contexto, e considerando as novas tendências de substituição do uso de animais em ensaios toxicológicos, foram realizados ensaios in silico e in vitro (microssoma hepático humano e cultura de células de hepatocarcinoma humano, HepG2, cultivadas em monocamada - 2D, ou em esferoides cultivados em microesferas de alginato - 3D) para a avaliação do metabolismo hepático (vias, possíveis metabólitos e inibição das isoformas das enzimas do citocromo P450 (CYP450)) e avaliação da toxicidade hepatocelular dos corantes. Devido às características coloridas dos compostos, foi realizada uma caracterização espectral e de fluorescência dos corantes em solução e no interior das células e esferoides, a fim de verificar possíveis interferências nos ensaios biológicos de citotoxicidade. Assim, identificou-se a necessidade de controles bem definidos e testes prévios para cada ensaio, a fim de mitigar essas interferências. Na avaliação in silico/in vitro do metabolismoa formação da 3,5,8-TMON, sugerindo a possibilidade de a Eritrostominona ser biotransformada em 3,5,8-TMON. Além disso, os corantes Balmoralmicina e Eritrostominona inibiram 5 das 6 isoformas da CYP450 avaliadas, evidenciando o potencial inibitório desses dois corantes. A avaliação in silico mostrou potencial hepatotoxicidade e mutagenicidade dos três corantes. Já nos ensaios in vitro com cultura de células 2D e 3D, os corantes Balmoralmicina e Eritrostominona apresentaram efeito citostático, inibindo o ciclo celular na fase S. O estresse oxidativo, o estresse mitocondrial e a inibição do metabolismo glicolítico são os possíveis mecanismos da inibição do crescimento, principalmente dos esferoides. Enquanto o corante Balmoralmicina não induziu alterações significativas na morfologia dos esferoides HepG2, para a Eritrostominona foi possível observar células apoptóticas isoladas. Já o corante 3,5,8-TMON apresentou citotoxicidade relativamente baixa, diminuindo o ATP e o metabolismo dos esferoides HepG2 no ensaio do MTT em até 20%. Embora o corante tenha interferido na respiração mitocondrial, não foi observado aumento de espécies reativas de oxigênio. Sendo assim, o corante Balmoralmicina apresentou maior atividade citostática, seguido pela Eritrostominona, enquanto os efeitos encontrados para o 3,5,8-TMON mostram uma leve citotoxicidade para as células e esferoides HepG2. Dessa forma, os resultados obtidos para os três corantes fornecem uma base para a compreensão de suas toxicidades e instigam novos estudos a fim de entender detalhadamente seus mecanismos de ação para uma aplicação segura à saúde humana e ambiental
- Imprenta:
- Publisher place: Ribeirão Preto
- Date published: 2024
- Data da defesa: 11.09.2024
- Status:
- Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
- Versão do Documento:
- Versão publicada (Published version)
- Acessar versão aberta:
-
ABNT
MIRANDA, Raul Ghiraldelli. Avaliação da toxicidade dos corantes naturais com potencial utilização biotecnológica, 3,5,8-trihidroxi-6-metoxi 2-(5-oxohexa-1,3-dienil)-1,4-naftoquinona (3,5,8-TMON), Eritrostominona e Balmoralmicina, por modelos in silico e em modelos de cultivo celular em monocamada e tridimensional. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2024. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/60/60134/tde-15042025-105957/. Acesso em: 07 abr. 2026. -
APA
Miranda, R. G. (2024). Avaliação da toxicidade dos corantes naturais com potencial utilização biotecnológica, 3,5,8-trihidroxi-6-metoxi 2-(5-oxohexa-1,3-dienil)-1,4-naftoquinona (3,5,8-TMON), Eritrostominona e Balmoralmicina, por modelos in silico e em modelos de cultivo celular em monocamada e tridimensional (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/60/60134/tde-15042025-105957/ -
NLM
Miranda RG. Avaliação da toxicidade dos corantes naturais com potencial utilização biotecnológica, 3,5,8-trihidroxi-6-metoxi 2-(5-oxohexa-1,3-dienil)-1,4-naftoquinona (3,5,8-TMON), Eritrostominona e Balmoralmicina, por modelos in silico e em modelos de cultivo celular em monocamada e tridimensional [Internet]. 2024 ;[citado 2026 abr. 07 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/60/60134/tde-15042025-105957/ -
Vancouver
Miranda RG. Avaliação da toxicidade dos corantes naturais com potencial utilização biotecnológica, 3,5,8-trihidroxi-6-metoxi 2-(5-oxohexa-1,3-dienil)-1,4-naftoquinona (3,5,8-TMON), Eritrostominona e Balmoralmicina, por modelos in silico e em modelos de cultivo celular em monocamada e tridimensional [Internet]. 2024 ;[citado 2026 abr. 07 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/60/60134/tde-15042025-105957/ - Padronização e caracterização do cultivo tridimensional de células HepaRG para sua utilização como ferramenta alternativa na avaliação da autofagia modulada pelo retardante de chama 2,2',4,4' tetrabromodifenil éter, o BDE-47
- Avaliação da toxicidade dos corantes naturais com potencial utilização biotecnológica, 3,5,8-trihidroxi-6-metoxi 2-(5-oxohexa-1,3-dienil)-1,4-naftoquinona (3,5,8-TMON), Eritrostominona e Balmoralmicina, por modelos in silico e em modelos de cultivo celular em monocamada e tridimensional
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- Mitochondrial membrane potential (ΔΨ) fluctuations associated with the metabolic states of mitochondria
- HepG2 spheroids cultured in alginate microcapsules as a model for exploring mitochondrial and glycolytic metabolism using the Seahorse XFe24 Analyzer
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