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Title: Trypanosoma cruzi Investigação sobre óleos essenciais como potenciais agentes tripanocidas
Advisor: Soares, Maurilio José
Members of the board: Faria, Suzana Corte Real
Figueiredo, Regina Célia Bressan Q.
Souto-Padrón, Thais C.B.S.
Castro, Solange L. de
Spiegel, Carolina Nascimento
Authors: Santoro, Giani França
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil
Abstract: Nifurtimox e benznidazol, as drogas usadas no tratamento da doença de Chagas, apresentam vários efeitos colaterais e tem sua eficácia limitada, especialmente na fase crônica. Diversos produtos naturais têm demonstrado potencial antiparasitário em laboratório e, nesse sentido, compostos obtidos de plantas aparecem como agentes potenciais para o desenvolvimento de novas drogas antiparasitárias. Assim, no presente trabalho investigamos o efeito de óleos essenciais obtidos de Origanum vulgare L. (orégano), Thymus vulgaris L. (tomilho), Achillea millefolium L. (mil-folhas), Syzygium aromaticum L. (cravo) Ocimum basilicum L. (manjericão) e Cymbopogon citratus (DC) Stapf (capim-limão), e de seus principais constituintes, sobre a proliferação e ultra-estrutura de Trypanosoma cruzi. Destilação a vapor foi usada para isolar os óleos essenciais, com análise química realizada por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa (CG-EM) através de colaboração com o Departamento de Química da UFLA (Lavras, MG). Epimastigotas de cultura e tripomastigotas sangüíneos foram incubados por 24 h com diferentes concentrações dos óleos essenciais e de alguns de seus principais constituintes sendo quantificado o valor de IC50 Nossos dados indicam que óleos essenciais são eficazes contra T. cruzi apresentando a seguinte ordem decrescente de atividade sobre epimastigotas (IC50/24 h expresso µg/mL): tomilho (77,0) > cravo (99,5) > manjericão (102,0) > capim-limão (126,5) > mil folhas (145,5) > orégano (175,0 µg/mL). Nos ensaios com formas tripomastigotas sangüíneas os óleos mais efetivos foram: capim-limão (15,5) > tomilho (38,0) > cravo (57,5) > orégano (115,0) > mil-folhas (228,0) > manjericão (467,5). Assim, com exceção dos óleos de manjericão e de mil-folhas, os demais óleos testados foram mais ativos sobre tripomastigotas do que sobre epimastigotas. Tratamento com os principais constituintes dos óleos essenciais de capim-limão (citral), manjericão (linalol), cravo (eugenol) e tomilho (timol) também demonstrou efeito tripanocida. No caso de citral, timol e eugenol, as formas tripomastigotas foram as mais suscetíveis. Citral, principal componente do óleo de capim-limão, também foi eficiente no tratamento de macrófagos peritoneais infectados, inibindo a proliferação de amastigotas intracelulares e apresentando para o parâmetro percentagem de infecção um valor de IC50/48 h de 12,1 µg/mL. Experimentos de citometria de fluxo após incubação de epimastigotas e tripomastigotas com óleos essenciais de orégano e tomilho demonstraram que a permeabilidade da membrana celular foi afetada somente em concentrações 4 vezes maiores que a concentração correspondente ao IC50/24 h. Por outro lado, uso de concentrações de óleos correspondentes ao IC50/24h não resultou em permeabilização celular Microscopia eletrônica de varredura (MEV) de parasitas tratados com todos os óleos essenciais não demonstrou alterações na membrana plasmática. Entretanto, havia inchaço do corpo do parasito, quando comparado a parasitas do grupo controle. Observação por microscopia eletrônica de transmissão (MET) mostrou inchaço citoplasmático, porém com manutenção na integridade da membrana dos parasitos. Estes dados indicam que os óleos permeam as membranas e atuam sobre organelas ou vias metabólicas citoplasmáticas. Os óleos essenciais de tomilho e capim-limão foram muito mais ativos sobre os parasitas do que sobre macrófagos peritoneais apontando para a realização de ensaios in vivo. Nossos resultados indicam que óleos essenciais e seus constituintes são promissores agentes anti-T. cruzi, abrindo perspectivas para descoberta de drogas mais eficazes de origem vegetal para o tratamento de doenças parasitárias
Abstract: Nifurtimox and benznidazole, currently used for the treatment of Chagas disease, present several side effects and have limited efficacy, especially in the chronic phase of the disease. Several natural products have revealed anti-parasitic potential in the laboratory and, in this sense, plant-derived compounds appear as potential targets for the development of new anti-parasitic drugs. Thus, in the present work we have investigated the effect of essential oils obtained from Origanum vulgare L. (oregano), Thymus vulgaris L. (thyme), Achillea millefolium L. (yarrow), Syzygium aromaticum L. (clove), Ocimum basilicum L. (basil) and Cymbopogon citratus (DC) Stapf (lemongrass), and of their main constituents, on proliferation and ultrastructure of Trypanosoma cruzi. Steam distillation was used to isolate the essential oils, with chemical analyses performed by gas chromatography C coupled to mass spectrometry (GC-MS) in collaboration with the Departamento de Química of UFLA (Lavras, MG). Epimastigotes and bloodstream trypomastigotes were incubated for 24 hours with different concentrations of the essential oils and with some of the main constituents of the oils, being quantified the IC50/24h. Our data indicate that essential oils are effective against T. cruzi, presenting the following order of decreased activity on epimastigotes (IC50/24 h expressed as μg/mL): thyme (77.0) > clove (99.5) > basil (102.0) > lemongrass (126.5) > yarrow (145.5) > oregano (175.0). In the assays with bloodstream trypomastigotes, the more active oils were: lemongrass (15.5) > thyme (38.0) > clove (57.5) > oregano (115.0) > yarrow (228.0) > basil (467.5). Thus, except for basil and yarrow, the essential oils were more active on trypomastigotes than on epimastigotes. Treatment with the main constituents of lemongrass (citral), basil (linalool), clove (eugenol) and thyme (thymol) essential oils also demonstrated trypanocidal effect. The lemongrass oil was effective in the treatment of infected macrophages, inhibiting intracellular amastigote proliferation, and presenting for the parameter % of infection an IC50/2 days of 12.1 μg/mL. Flow cytometry experiments after incubation with oregano and thyme essential oils demonstrated that the cell membrane permeability of treated epimastigotes and trypomastigotes was affected only at concentrations at least 4 times higher than that of the corresponding IC50/24h. On the other hand, use of corresponding IC50/24h value for each essential oil did not result in cell permeabilization. Scanning electron microscopy (SEM) of treated cells demonstrated apparently no plasma membrane alteration with all used oils. However, there was swelling of the parasite body, as compared to control cells. Observation by transmission electron microscopy (TEM) showed cytoplasmic swelling, however with maintenance of the parasite membrane integrity, as compared to control cells. These data indicate that the oils permeate the membranes and act on cytoplasmic organelles or metabolic pathways. Thyme and lemongrass oils were much more active against the parasites when compared to the effect on peritoneal macrophages, pointing out to further assays of treatment of experimentally infected mice. Our results indicate that essential oils and their constituents are promising anti-T. cruzi agents, opening perspectives to the discovery of more effective drugs of vegetal origin for the treatment of parasitic diseases.
DeCS: Trypanosoma cruzi
Antiprotozoários
Óleos Voláteis
Cromatografia Gasosa-Espectrometria de Massas
Issue Date: 2007
Citation: SANTORO, Giani França. Trypanosoma cruzi: Investigação sobre óleos essenciais como potenciais agentes tripanocidas. 2007. 107f. Tese (Doutorado em Biologia Celular e Molecular) – Fundação Oswaldo Cruz, Instituto Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, 2007
Date of defense: 2007
Place of defense: Rio de Janeiro/ RJ
Department: Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz
Program: Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular
Copyright: open access
Appears in Collections:IOC - PGBCM - Teses de Doutorado

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