Avaliação de compostos iridoides com atividade no sistema nervoso central : um enfoque em geniposídeo e asperulosídeo

Abstract

As doenças neurológicas são frequentes, e apesar dos grandes avanços conquistados nas últimas décadas, ainda não existem tratamentos eficazes e capazes de reverter totalmente danos causados aos neurônios, ou de promover a neuroproteção. Muitos iridoides já foram estudados devido a atividades biológicas como a diminuição da inflamação e do estresse oxidativo, além disso, em pesquisas recentes, já demonstraram promover a neuroproteção. Geniposídeo (GP) e asperulosídeo (ASP) são iridoides encontrados na flora nativa do Brasil. Neste trabalho, buscamos avaliar as propriedades ADMETox de GP e ASP por meio de ensaios in sílico e in vivo, além de avaliar o potencial anticonvulsivante em modelo de crise epiléptica induzida por pilocarpina em camundongos. GP foi extraído de frutos de Genipa americana e ASP a partir de partes aéreas (folhas e ramos) de Escallonia megapotamica e Escallonia bífida. O mecanismo de ação destes compostos foi avaliado por meio de análises de docking molecular, de ensaios de ligação a receptores e avaliação da atividade antioxidante em Caenorhabidtis elegans. GP e ASP demonstraram possuir boas características farmacológicas de lipofilicidade, tamanho molecular e doadores e aceptores de hidrogênios, porém, parecem ter pouca permeabilidade pela barreira hematoencefálica (BHE), e por meio de ensaios in sílico, sugerimos um mecanismo ativo de passagem pela BHE. GP demonstrou ter baixa toxicidade em doses terapêuticas, tanto em modelos in sílico, quanto in vivo. ASP demonstrou atividade genotóxica no ensaio cometa, além de alterar o comprimento corporal de C. elegans, afetando seu desenvolvimento. Observamos resultados favoráveis quanto ao seu efeito anticonvulsivante, onde GP e ASP aumentaram a latência e diminuíram a ocorrência de crises induzidas por pilocarpina em camundongos. Além disso, em C. elegans observamos um potencial efeito antioxidante, GP foi capaz de reverter o dano causado por peróxido de hidrogênio na enzima superóxido dismutase (SOD) nas concentrações de 1 e 2 mM, e ASP foi capaz de reverter o dano causado por peróxido de hidrogênio na glutationa S transferase (GST) nas concentrações de 0,5, 1 e 2 mM. Avaliamos a afinidade de ligação de ambos os compostos em receptores canabinoides e de adenosina, porém nenhum dos compostos ligou-se de maneira adequada aos receptores. Nas análises de docking molecular, observamos que GP e ASP ligam-se as enzimas acetilcolinesterase e butirilcolinesterase com uma afinidade de ligação maior que a da galantamina, um inibidor colinesterásico clássico. Desta forma, concluímos que GP e ASP demonstram potencial farmacológico, uma vez que conferiram proteção nos modelos experimentais empregados neste estudo.

Neurological diseases are common, and despite major advances in recent decades, there are still no effective treatments that can fully reverse damage to neurons or promote neuroprotection. The biological activities of many iridoids, such as reducing inflammation and oxidative stress, have already been studied. In addition, recent research has shown that they promote neuroprotection. Geniposide (GP) and asperuloside (ASP) are iridoids found in the native flora of Brazil. In this study, we evaluated the ADMETox properties of GP and ASP through in silico and in vivo assays, in addition to evaluating the anticonvulsant potential in a model of epileptic seizures induced by pilocarpine in mice. GP was extracted from Genipa americana fruits and ASP from aerial parts (leaves and branches) of Escallonia megapotamica and Escallonia bifida. The mechanism of action of these compounds was evaluated via molecular docking, receptor binding tests and an evaluation of antioxidant activity in Caenorhabditis elegans. GP and ASP showed good pharmacological characteristics of lipophilicity, molecular size and hydrogen donors and acceptors, however, they seem to have little permeability through the blood-brain barrier (BBB), through in silico assays, we suggest an active mechanism of passage through the BBB. GP has been shown to have low toxicity at therapeutic doses, both in silico and in vivo models. ASP demonstrated genotoxicological activity in the comet assay, in addition to altering the body length of the worms, affecting their development. We observed favorable results regarding its anticonvulsant effect, where GP and ASP increased latency and decreased the occurrence of seizures induced by pilocarpine in mice. Furthermore, in C. elegans we observed a potential antioxidant effect, GP was able to reverse the damage caused by hydrogen peroxide on the superoxide dismutase (SOD) enzyme at concentrations of 1 and 2 mM, and ASP was able to reverse the damage caused by hydrogen peroxide on the glutathione S transferase (GST) at concentrations of 0.5, 1 and 2 mM. We evaluated the binding affinity of both compounds at cannabinoid and adenosine receptors, but none of the compounds adequately bound to the receptors. In molecular docking analyses, we observed that GP and ASP bind to acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase enzymes with a higher binding affinity than galantamine, a classic cholinesterase inhibitor. Thus, we conclude that GP and ASP demonstrate pharmacological potential, since they provided protection in the experimental models used in this study.