Alcaloides tropânicos de Erythroxylum pungens O. E. Shulz (Erythroxylaceae): do contexto edafoclimático da caatinga à investigação comportamental em Zebrafish (Danio rerio Hamilton)

A biodiversidade brasileira oferece enorme riqueza de flora, oportunidade singular para a atividade de bioprospecção. Dentre as moléculas bioativas, encontradas na maioria dos organismos vegetais, os alcaloides representam uma ampla variedade de estruturas químicas. Dentre os biomas brasileiros, a Caatinga, vegetação predominante da região Nordeste, oferece patrimônio biológico que não pode ser encontrado em nenhum outro local do planeta. É neste ambiente xérico que se encontra a Erythroxylum pungens O.E Shulz, espécie arbórea-arbustiva com grande potencialidade em alcaloides bioativos pouco explorados. O objetivo deste trabalho foi a bioprospecção de alcaloides tropânicos de Erythroxylum pungens O. E. Shulz, coletadas em ambiente natural, a avaliação do efeito do estresse hídrico em plantas jovens e avaliação do potencial bioativo in vivo em organismo modelo Danio rerio (zebrafish), bem como, análise in silico do alcaloide tropânico majoritário. No Capítulo 1, realizou-se o experimento de estresse hídrico por meio da suspensão de rega em espécimes de E. pungens até 20 dias. Concluímos que E. Pungens consegue armazenar altos índices de prolina, aminoácido osmoregulador e protetor, o qual foi mensurado por espectofotômetro a 520 nm. Também, por análises por Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas (CG-EM), foi possível observar que a produção diferenciada de alcaloides tropânicos está relacionada mais com a fase de desenvolvimento do que com a condição de estresse hídrico o qual a planta foi submetida. No capítulo 2, por meio de análises espectroscópicas realizadas por Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas (CG-EM), foram identificados 12 alcaloides tropânicos neste estudo, sendo três destes inéditos para a espécie. O alcaloide majoritário do caule foi isolado e realizada a atividade biológica com ele. Realizou-se o ensaio de toxicidade, para as larvas, a dose letal foi de LC50 = 18,4 ± 1,7 µM/L. Entretanto, não houve toxicidade em experimento com até 116,7 µM/L.com peixes adultos. No ensaio comportamental de campo aberto com zebrafish adultos para avaliar a atividade bioativa do alcaloide tropânico majoritário dos caules, o 3-(2-metilbutiriloxi)tropan-6,7-diol mostrou ação psicoestimulatória a 116,7 µM/L. No teste in silico, os alvos envolvidos nas vias antidepressivas foram identificados atracando com o alcaloide. 3-(2-metilbutiriloxi)tropan-6,7-diol parece estar envolvido em alterações comportamentais do zebrafish e merece investigação futura como uma possível nova molécula no tratamento de sintomas depressivos, ou possível efeito alucinógeno. Brazilian biodiversity offers an enormous wealth of flora, a unique opportunity for bioprospecting activity. Among the bioactive molecules found in most plant organisms, alkaloids represent a wide variety of chemical structures. Among the Brazilian biomes, the Caatinga, predominant vegetation in the Northeast region, offers biological heritage that cannot be found anywhere else on the planet. It is in this xeric environment that Erythroxylum pungens O.E Shulz is found, a tree-shrub species with great potential in little explored bioactive alkaloids. The objective of this work is the bioprospecting of tropane alkaloids of Erythroxylum pungens O.E Shulz, collected in a natural environment, the evaluation of the effect of water stress on metabolism under young plants and the evaluation of the bioactive potential in vivo in a Danio rerio (zebrafish) model organism, as well as, in silico analysis of the major alkaloid. In Chapter 1, the water stress experiment was carried out by suspending irrigation in specimens of E. Pungens in up to 20 days. We conclude that E. Pungens is able to store high levels of proline, osmoregulatory and protective amino acid, in response to drought tolerance. Also, from analysis by CG-MS, it was possible to observe that the production of tropane alkaloids is more related to the development phase than to the water stress condition in which the plant was subjected. In chapter 2 was identified by means of GC-MS spectroscopy analysis were 12 tropane alkaloids identified in this study, with three of these species and to unpublished alkaloid class. Regarding toxicity, several teratogenic effects were observed at 5mg/L and the lethal dose for zebrafish embryo was established at LC50 = 18,4 ± 1,7 µM/L. No mortality was observed in adults, but a behavioral screen showed psychostimulatory action at 116,7 µM/L.. In silico, targets involved in the antidepressant pathways were identified by docking with the alkaloid. Overall, E. pungens is a source of unique tropane alkaloids, as the 3-(2- methylbutyryloxy)tropan-6,7-diol, which seems to be involved in zebrafish behavioral changes and deserve future investigation as a possible new molecule in the treatment of depressive-like symptom or hallucinogens effects.