Lectin red seaweed Solieria filiformis ( Kützing ) P. W. Gabrielson : partial characterization and antidepressant effect in experimental models of depression

ABREU, Ticiana Monteiro. Lectina da alga marinha vermelha Solieria filiformis (Kützing) P.W. Gabrielson: caracterização parcial e efeito antidepressivo em modelos experimentais de depressão. 2016. 132 f. Tese (Doutorado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2016.Lectins are proteins that bind to specific mono or oligosaccharides. This interaction with carbohydrates makes of the lectins valuable tools for biotechnological applicattions. The aim of this study was, therefore, to partially characterize the red alga marine Solieria filiformis lectin (SfL) and investigate its effect in depression experimental models. The SfL was isolated by extraction with Tris-HCl buffer 25 mM (pH 7,5), precipitation with ammonium sulfate (70%) and chromatographies in DEAE-cellulose and Sephadex G-100 matrices. Subsequently, was characterized by circular dichroism (CD) spectroscopy, followed by evaluation of its effect in the central nervous system, using behavioral tests for screening of anxiolytic and antidepressant agents, such as the open field, elevated plus maze, hole-board, tail suspension and forced swimming tests. For these tests, male Swiss mice (n = 6-10) were pretreated with SfL (1, 3 or 9 mg/kg; iv.). Since the SfL showed significant antidepressant effect, it was evaluated the monoaminergic system involvement in this effect, and, for this, forced swimming tests were performed, using specific antagonists. Posteriorly, it was analyzed the SfL effect (9 mg/kg; iv.) in depression model induced by administration of the Escherichia coli lipopolysaccharide (LPS – 0,5 mg/kg; i.p.), through prevention and reversion protocols. Finally, the SfL antioxidant capacity was evaluated, through lipid peroxidation, reduced glutathione (GSH) and nitrite dosages in the prefrontal cortex, hippocampus and striatum of the mice. As experiments positive controls, imipramine (10 or 30 mg/kg; ip.), bupropion (30 mg/kg) and fluoxetine (35 mg/kg) were used. As result, the CD analysis revealed that the SfL is composed, predominantly, by β-sheet, and the behavioral screening showed that the SfL has antidepressant-like effect, without psychostimulant and anxiolytic effects. Its action mechanism in the depression seems to involve the dopaminergic system and its ability to contain the oxidative stress in the analyzed brain areas. Additionally, the SfL was able to prevent and reverse the behavioral and neurochemical changes induced by LPS, confirming, thus, its potential antidepressant. Like this, this study suggests that, in depression experimental models, the SfL has antidepressant-like effect, and may, therefore, to represent a potential therapeutic agent for the depression treatment.Lectinas são proteínas que se ligam a mono ou oligossacarídeos específicos. Essa interação com carboidratos faz das lectinas valiosas ferramentas para aplicações biotecnológicas. O objetivo desse trabalho foi, portanto, caracterizar parcialmente a lectina da alga marinha vermelha Solieria filiformis (LSf) e investigar o seu efeito em modelos experimentais de depressão. A LSf foi isolada por extração com tampão Tris-HCl 25mM, pH 7,5, precipitação com sulfato de amônio (70%) e cromatografias sequenciais em matrizes de DEAE-celulose e Sephadex G-100. Posteriormente, foi caracterizada por espectroscopia de dicroísmo circular (DC), seguida da avaliação de seu efeito no sistema nervoso central, utilizando testes comportamentais para a triagem de agentes ansiolíticos e antidepressivos, tais como os testes do campo aberto, do labirinto em cruz elevado, da placa perfurada, de suspensão de cauda e do nado forçado. Para esses testes, camundongos Swiss machos (n = 6-10) foram pré-tratados com a LSf (1, 3 ou 9 mg/kg; iv.). Uma vez que a LSf apresentou efeito antidepressivo relevante, avaliou-se o envolvimento do sistema monoaminérgico nesse efeito, e, para isso, foram realizados testes do nado forçado, utilizando antagonistas específicos. Posteriormente, analisou-se o efeito da LSf (9 mg/kg; iv.) em modelo de depressão induzida pela administração do lipopolissacarídeo de Escherichia coli (LPS – 0,5 mg/kg; ip.), através de protocolos de prevenção e reversão. Por fim, a capacidade antioxidante da LSf foi avaliada através das dosagens de peroxidação lipídica, glutationa reduzida (GSH) e nitrito no córtex pré-frontal, hipocampo e corpo estriado dos camundongos. Como controles positivos dos experimentos, foram utilizados imipramina (10 ou 30 mg/kg; ip.), bupropiona (30 mg/kg; ip.) e fluoxetina (35 mg/kg; ip.). Como resultados, a análise por DC revelou que a LSf é composta, predominantemente, por folhas-β, e a triagem comportamental mostrou que LSf possui efeito antidepressivo-símile, sem efeitos psicoestimulante e ansiolítico. Seu mecanismo de ação na depressão parece envolver o sistema dopaminérgico e a sua capacidade de conter o estresse oxidativo nas áreas cerebrais analisadas. Adicionalmente, a LSf foi capaz de prevenir e reverter as alterações comportamentais e neuroquímicas induzidas pelo LPS, confirmando, assim, o seu potencial antidepressivo. Assim, o presente trabalho sugere que, em modelos experimentais de depressão, a LSf possui efeito antidepressivo-símile, podendo, portanto, representar um potencial agente terapêutico para o tratamento da depressão