Estudo do efeito e do mecanismo de ação anti-inflamatória da Esenbeckia leiocarpa Engl. utilizando modelos experimentais in vivo e in vitro

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde. Programa de Pós-Graduação em Farmácia.Introdução: O gênero Esenbeckia (Rutaceae) compreende cerca de 30 espécies, sendo característico de regiões tropicais. A espécie Esenbeckia leiocarpa Engl. é conhecida popularmente no Brasil como guarantã, pau-duro, goiabeira ou guarataia. Espécies pertencentes ao gênero Esenbeckia têm sido utilizadas no tratamento de febre e/ou da malária por indivíduos da região amazônica. Estudos in vitro e in vivo já demonstraram que espécies do gênero Esenbeckia possuem importantes ações farmacológicas, como atividade anticolinesterásica, antimalárica, anti-helmíntica e antimicrobiana. Objetivos: Estudar o efeito e o mecanismo de ação anti-inflamatória do extrato bruto hidroalcoólico (EBH), frações, subfrações e compostos isolados da Esenbeckia leiocarpa Engl. utilizando modelos experimentais in vivo e in vitro. Materiais e Métodos: O efeito do EBH, frações n-hexano (Hex), acetato de etila (AcOEt) ou alcaloide (Alc), subfrações polar (Pol) e apolar (Apol), ou dos compostos di-hidrocorinanteol (DHC) e beta-sitosterol ( -Sit) isolados do EBH foram investigados sobre migração de leucócitos, exsudação, mieloperoxidase (MPO), adenosina-desaminase (ADA), nitrato/nitrito (NOx), interleucina-1 beta (IL-1 ), fator de necrose tumoral-alfa (TNF- ) e proteína inibitória kappa B-alfa (I B- ) na inflamação induzida pela carragenina (Cg) no modelo da bolsa de ar, em camundongos. Ainda, o mecanismo de ação anti-inflamatória exercido pelo EBH, fração Alc e composto DHC foram avaliados sobre a apoptose de neutrófilos humanos, bem como sobre a adesão celular e diferentes funções neutrofílicas, como: fagocitose, degranulação, produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) e citocinas/quimiocinas. Ainda, foi avaliado o efeito do -Sit sobre a captação de cálcio (Ca2+). Resultados: EBH, Alc, Pol, Apol, DHC e -Sit, foram efetivos em inibir a migração de leucócitos, a exsudação e as concentrações de MPO, ADA, NOx, IL-1 e TNF- (P < 0,05). As frações Hex e AcOEt inibiram todos os parâmetros inflamatórios estudados, exceto a exsudação. O composto DHC inibiu a degradação da proteína inibitória I B- . Ainda, EBH, Alc e DHC induziram a apoptose de neutrófilos humanos, quando comparados à apoptose espontânea (AE) (P < 0,05). EBH e Alc, mas não o DHC promoveram aumento significativo, tanto da fagocitose como do processo de adesão celular dos neutrófilos a células A549 (P < 0,05). EBH e Alc promoveram a degranulação, tanto de vesículas secretórias como de grânulos específicos/de gelatinase dos neutrófilos (P < 0,05). EBH, Alc e DHC promoveram também a degranulação de grânulos azurófilos de neutrófilos (P < 0,01). EBH, Alc e DHC inibiram significativamente a produção de EROs, assim como a produção de citocinas/quimiocinas, como interleucina-6 (IL-6), proteína inflamatória de macrófagos-1 alfa (MIP-1 ), proteína inflamatória de macrófagos-1 beta (MIP-1 ) e oncogene-alfa relacionado ao crescimento (GRO- ) por neutrófilos ativados. -Sit promoveu aumento significativo na captação de Ca2+ de forma tempo- e concentração-dependente em neutrófilos ativados, que foi prontamente inibido pela nifedipina, BAPTA-AM, LY294002 e colchicina (P < 0,05). Conclusão: Este estudo demonstrou que a Esenbeckia leiocarpa Engl. possui potente efeito anti-inflamatório. Este efeito parece estar relacionado à inibição da migração de leucócitos, essencialmente de neutrófilos ativados, uma vez que a planta promoveu a degranulação destas células, inibiu as concentrações de enzimas relacionadas à atividade neutrofílica (MPO e ADA), assim como a produção de EROs, aumentou a adesão e a fagocitose, além de induzir a apoptose de neutrófilos. Ainda, o material vegetal inibiu a exsudação, efeito este relacionado também à inibição das concentrações de .NO e de citocinas/quimiocinas de caráter pró-inflamatório: IL-1 , TNF- , IL-6, MIP-1 e MIP-1 e GRO- . O DHC parece ser um dos responsáveis pelo efeito observado, uma vez que também demonstrou efeito anti-inflamatório por meio da inibição da migração de leucócitos, enzimas e citocinas/quimiocinas pró-inflamatórias, além de inibir a ativação do NF- B. Ainda, o -Sit foi efetivo em inibir a resposta inflamatória de forma dependente da captação de Ca2+.Introduction: The genus Esenbeckia (Rutaceae) includes about 30 species, and is characteristic from tropical regions. Esenbeckia leiocarpa Engl. is popularly known in Brazil as "guarantã", "pau-duro", "goiabeira" or "guarataia". Esenbeckia species have been used for treatment of fever and/or malaria by inhabitants of Brazilian amazon region. In vitro and in vivo studies have already demonstrated that Esenbeckia species have important pharmacological actions, such as anticholinesterasic, antimalaric, anthelmintic and antimicrobial activities. Objectives: The aim of this work was to evaluate the effect, as well as the mechanism of anti-inflammatory action of the crude hydroalcoholic extract (CHE), fractions, subfractions, and isolated compounds from Esenbeckia leiocarpa Engl. using in vivo and in vitro models. Materials and Methods: The effect of CHE, fractions n-hexane (Hex), ethyl acetate (AcOEt), and alkaloid (Alk), subfractions polar (Pol) and nonpolar (Nonpol), or isolated compounds dihydrocorynantheol (DHC) and beta-sitosterol (?-Sit) isolated from CHE upon leukocyte migration, exudation, myeloperoxidase (MPO) adenosine-deaminase (ADA), nitrate/nitrite (NOx), interleukin-1 beta (IL-1?), tumour necrosis factor-alpha (TNF-?), and inhibitory kappa-B-alpha protein (I B- ) degradation in the inflammation induced by carrageenan (Cg) in the mouse air pouch model were investigated. Also, the mechanism of anti-inflammatory action of CHE, Alk and DHC on apoptosis of human neutrophil, as well as cell adhesion, and different neutrophil functions, such as: phagocytosis, degranulation, reactive oxygen species (ROS) and cytokines/chemokines production were evaluated. Also, the effect of -Sit on the calcium (Ca2+) uptake was evaluated. Results: The CHE, Alk, Pol, Nonpol, DHC and ?-Sit, inhibited leukocytes, exudation, MPO, ADA, NOx, IL-1?, and TNF-? (P < 0.05). The Hex and AcOEt fractions inhibited all of the proinflammatory parameters, except for the exudation. The compound DHC prevented the I B- degradation. Also, CHE, Alk, and DHC accelerated the spontaneous apoptosis of human neutrophils (P < 0.05). CHE and Alk, but not DHC also increased both the phagocytosis and the adhesion exerted by neutrophils onto A549 cells (P < 0.05). CHE and Alk also promoted the degranulation of secretory vesicles and specific/gelatinase granules (P < 0.05). Also, CHE, Alk and DHC induced the degranulation of azurophilic granules (P < 0.01). Moreover, CHE, Alk and DHC significantly inhibited the ROS production, as well as the production of cytokines/chemokines, such as interleukin-6 (IL-6), macrophage inflammatory protein-1 alpha (MIP-1 ), macrophage inflammatory protein-1 beta (MIP-1 ), and growth-related oncogene-alpha (GRO- ) by activated neutrophils. -Sit promoted a time- and dose-dependent increase of the calcium uptake in activated neutrophils that was promptly reversed by nifedipine, BAPTA-AM, LY294002, and colchicine (P < 0.05). Conclusion: This study showed that Esenbeckia leiocarpa Engl. has a potential anti-inflammatory effect. Such effect seems to be related to the inhibition of leukocyte migration, essentially activated neutrophils, since this herb promoted the degranulation on these cells, and inhibited the concentration of enzymes related to neutrophil activity (MPO and ADA), as well as the ROS production. It also increased both the phagocytosis and adhesion, besides inducing neutrophil apoptosis. Esenbeckia leiocarpa Engl. also inhibited the exudation, in a process related to the inhibition of .NO concentrations, as well as concentrations of proinflammatory cytokines/chemokines: IL-1 , TNF- , IL-6, MIP-1 e MIP-1 e GRO- . DHC seems to be one of the most responsible for this effect, since it also showed an anti-inflammatory effect by inhibiting leukocyte migration, enzymes and pro-inflammatory cytokines/chemokines, besides inhibiting NF- B activation. Also, -Sit was effective in inhibiting the inflammatory response in a Ca2+ uptake-dependent manner