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Os carotenoides são compostos bioativos lipossolúveis presentes em plantas, animais e em alguns micro-organismos, cuja ingestão vem sendo associada com a diminuição do risco de desenvolvimento de diversas doenças crónico-degenerativas, tais como cancro, inflamações, doenças cardiovasculares, cataratas, degeneração macular e outras [1]. Um dos mecanismos responsável pela redução do risco de desenvolvimento dessas doenças envolve a redução ou inibição de reações de oxidação, por meio da captação de espécies reativas de oxigénio (ROS) e de nitrogénio (RNS) [2-5].
No entanto, estudos controversos indicam que a suplementação com β-caroteno e retinol (apocarotenoide derivado da clivagem oxidativa do β-caroteno após absorção) pode exibir efeito pró-oxidante e estar associada ao aumento da incidência de doenças, como o cancro, e também por efeitos deletérios em biomoléculas importantes para o sistema fisiológico [6-10]. Sendo assim, algumas teorias vêm sendo levantadas com o objetivo de explicar o comportamento pró-oxidante dos carotenoides: a interferência dos carotenoides nos processos metabólicos iniciados pelo catabolismo do ácido retinóico, a elevada concentração do carotenoide na suplementação e a alta tensão de oxigénio presente nos estudos de intervenção (ex: pulmão de fumadores em estudos com o cancro de pulmão) [8,11]; e uma hipótese ainda pouco explorada é o comportamento antioxidante/pró-oxidante e efeitos biológicos dos produtos de oxidação dos carotenoides formados após a reação com ROS/RNS.
O β-caroteno é o composto mais conhecido e estudado no que diz respeito à formação de produtos de oxidação de carotenoides após reação com ROS, sendo o oxigénio singuleto e o radical peroxilo as ROS mais estudadas devido à reconhecida capacidade antioxidante dos carotenoides na desativação dessas espécies [3, 12, 13]. Adicionalmente, alguns estudos de oxidação química in vitro de β-caroteno e licopeno com permanganato de potássio (clivagem oxid  |
Resumo
Os carotenoides são compostos bioativos lipossolúveis presentes em plantas, animais e em alguns micro-organismos, cuja ingestão vem sendo associada com a diminuição do risco de desenvolvimento de diversas doenças crónico-degenerativas, tais como cancro, inflamações, doenças cardiovasculares, cataratas, degeneração macular e outras [1]. Um dos mecanismos responsável pela redução do risco de desenvolvimento dessas doenças envolve a redução ou inibição de reações de oxidação, por meio da captação de espécies reativas de oxigénio (ROS) e de nitrogénio (RNS) [2-5].
No entanto, estudos controversos indicam que a suplementação com β-caroteno e retinol (apocarotenoide derivado da clivagem oxidativa do β-caroteno após absorção) pode exibir efeito pró-oxidante e estar associada ao aumento da incidência de doenças, como o cancro, e também por efeitos deletérios em biomoléculas importantes para o sistema fisiológico [6-10]. Sendo assim, algumas teorias vêm sendo levantadas com o objetivo de explicar o comportamento pró-oxidante dos carotenoides: a interferência dos carotenoides nos processos metabólicos iniciados pelo catabolismo do ácido retinóico, a elevada concentração do carotenoide na suplementação e a alta tensão de oxigénio presente nos estudos de intervenção (ex: pulmão de fumadores em estudos com o cancro de pulmão) [8,11]; e uma hipótese ainda pouco explorada é o comportamento antioxidante/pró-oxidante e efeitos biológicos dos produtos de oxidação dos carotenoides formados após a reação com ROS/RNS.
O β-caroteno é o composto mais conhecido e estudado no que diz respeito à formação de produtos de oxidação de carotenoides após reação com ROS, sendo o oxigénio singuleto e o radical peroxilo as ROS mais estudadas devido à reconhecida capacidade antioxidante dos carotenoides na desativação dessas espécies [3, 12, 13]. Adicionalmente, alguns estudos de oxidação química in vitro de β-caroteno e licopeno com permanganato de potássio (clivagem oxidativa) e ácido meta-cloroperbenzóico (epoxidação) estão disponíveis na literatura com o objetivo de identificar os produtos de oxidação derivados desses compostos [14, 15]. No entanto, exceto pela hipótese da suplementação diária de elevadas concentrações de β-caroteno (em níveis de mg) [8-10], ainda não há dados conclusivos que suportem o possível efeito pró-oxidante dos carotenoides ou dos seus produtos de oxidação. Além disso, o β-caroteno e o licopeno não são os únicos carotenoides ingeridos durante a alimentação, mas outros compostos também são frequentemente consumidos, como por exemplo luteina, zeaxantina, β-criptoxantina e astaxantina; porém, o estudo do potencial redox desses compostos e de seus produtos de oxidação são negligenciados. Adicionalmente, existem outras ROS/RNS de elevada importância biológica, cuja interação com os carotenoides também não foi abordada no sentido de avaliar a reatividade dos produtos finais, como é o exemplo do ácido hipocloroso (HOCl), radical anião superóxido (O2●-), óxido nítrico (●NO) e anião peroxinitrito (ONOO-).
Considerando que existem muitas lacunas e dados inconsistentes no que diz respeito ao potencial efeito pró-oxidante dos produtos de oxidação dos carotenoides; neste projeto propomos um estudo multidisciplinar que abrange o estudo da identificação de tais produtos de oxidação, seguido do isolamento (alto grau de pureza) para avaliar os efeitos redox e biológicos em dois sistemas celulares diferentes: eritrócitos humanos (modelo para o estudo de danos oxidativos em membranas celulares) e neutrófilos humanos (modelo para avaliar o potencial inflamatório ou anti-inflamatório).
Sendo assim, o resultado esperado com a conclusão deste projeto será o de fornecer suporte científico para a elucidação de um tópico científico controverso no que diz respeito ao comportamento antioxidante/pró-oxidante dos carotenoides em sistemas fisiológicos. Além disso, a identificação dos compostos de oxidação dos carotenoides representa um grande avanço no entendimento do mecanismo químico pelo qual os carotenoides captam o HOCl, o O2●-, o ●NO e o ONOO- no momento em que atuam como compostos antioxidantes. O grupo de pesquisa da Faculdade de Farmácia da Universidade do Porto vem desenvolvendo um interesse especial pelas características antioxidantes dos carotenoides devido ao estímulo criado pela parceria produtiva [2-5, 16] com a Prof. Dra Adriana Mercadante da UNICAMP (Universidade Estadual de Campinas, Brasil), Professora Catedrática em Química dos Compostos Orgânicos, atual membro do Conselho da Sociedade Internacional dos Carotenoides, e que possui reconhecimento internacional no estudo da identificação estrutural de carotenoides e produtos de degradação, assim como na química do comportamento antioxidante desses compostos [15-18]. Pelo exposto, as equipas envolvidas dominam áreas e conhecimentos complementares, ferramentas e as metodologias necessárias para atribuírem visibilidade, produtividade e resultados promissores para este projeto. |