Restrição calórica e extrato de Spirulina platensis contra íons ferrosos (Fe2 +) no envelhecimento de células de Saccharomyces cerevisiae deletadas do gene SIR2
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v9i8.6210Palavras-chave:
Antioxidantes; Restrição calórica; Ferro; SIR2; Sirtuinas; Spirulina platensis.Resumo
O processo de envelhecimento é agravado pela presença de uma alta carga de estresse oxidativo associado ao desequilíbrio do corpo em relação a certos metais, com ênfase no ferro. O extrato de Spirulina platensis (SP) e a restrição calórica (CR) são intervenções nutricionais capazes de mitigar os efeitos de doenças relacionadas ao envelhecimento. O objetivo deste estudo foi determinar os efeitos de SP e CR contra íons ferrosos no envelhecimento de Saccharomyces cerevisiae deletada do gene SIR2. O estudo foi realizado a partir de pesquisa laboratorial quantitativa, utilizando cepas padrão de Saccharomyces cerevisiae (WT) e sir2Δ, cultivadas em meio YPD de glicose a 2% ou 0,5% (CR), expostas a 0,8 mg / mL de SP e 1mM de Fe2 +. A viabilidade celular e a lipoperoxidação foram analisadas. Os resultados mostraram sobrevivência celular reduzida e aumento da peroxidação lipídica na deleção do gene SIR2. Resultados estatisticamente significativos foram encontrados após o envelhecimento nos tratamentos WT, SP, CR, SP + Fe2 +, CR + Fe2 +. As terapias CR e SP mostraram efeito protetor contra íons ferrosos.
Referências
Abdel-Daim, M. M., Abuzead, S. M. M. & Halawa, S. M. (2013). Protective Role of Spirulina platensis against Acute Deltamethrin-Induced Toxicity in Rats. PLoS ONE, 8(9). doi:10.1371/journal.pone.0072991
Bermejo, P., Piñero, E. & Villar, A. M. (2008). Iron-chelating ability and antioxidant properties of phycocyanin isolated from a protean extract of Spirulina platensis. Food Chemistry, 110(2), 436-45. doi:10.1016/j.foodchem.2008.02.021
Bertolin, T. E., Macedo, D., Oro, T., Backes, L. T. H., Brás, I. C., Santos, C. N., Tenreiro, S. & Outeiro, T. F. (2017). Phycocyanin protects against Alpha-Synuclein toxicity in yeast. J. Funcional Foods, 38, Part A, 553-560. doi:10.1016/j.jff.2017.09.044
Burnett, C., Valentini, S., Cabreiro, F., Goss, M., Somogyvári, M., Piper, M. D., Hoddinott, M., Sutphin, G. L., Leko, V., McElwee, J. J., Vazquez-Manrique, R. P., Orfila, A. M., Ackerman, D., Au, C., Vinti, G., Riesen, M., Howard, K., Neri, C., Bedalov, A., Kaeberlein, M., Soti, C., Partridge, L. & Gems, D. (2011). Absence of effects of Sir2 overexpression on lifespan in C. elegans and Drosophila. Nature, 477 (7365): 482-5. doi:10.1038/nature10296.
da Costa, J., Vitorino, R., Silva, G., Vogel, C., Duarte, A. & Rocha-Santos, T. (2016). A synopsis on aging-Theories, mechanisms and future prospects. Ageing Res. Rev., 29, 90–112. doi:10.1016/j.arr.2016.06.005
Galal, M. K., Elleithy, E. M. M., Abdrabou, M. I., Yasin, N. A. E. & Shaleen, Y. M. (2019). Modulation of caspase-3 gene expression and protective effects of garlic and Spirulina against CNS neurotoxicity induced by lead exposure in male rats. Neurotoxicology, 72, 15–28. doi:10.1016/j.neuro.2019.01.006
Galaris, D., Barbouti, A. & Pantopoulos, K. (2019). Iron homeostasis and oxidative stress: An intimate relationship. Biochimica et Biophysica Acta (BBA). Mol. Cell Res., 1866, 12. doi:10.1016/j.bbamcr.2019.118535
Kaeberlein, M., McVey, M. & Guarente, L. (1999). The SIR2/3/4 complex and SIR2 alone promote longevity in Saccharomyces cerevisiae by two different mechanisms. Genes Dev. 13(19): 2570–2580. doi:10.1101/gad.13.19.2570
Kaeberlein, M., Hu, D., Kerr, E. O., Tsuchiya, M., Westman, E. A., Dang, N., Fields, S. & Kennedy, B. K. (2005). Increased life span due to calorie restriction in respiratory-deficient yeast. PLoS Genet, 1(5):e69. doi:10.1371/journal.pgen.0010069
Kang, W. K., Kim, Y. H., Kim, B. S. & Kim, J. Y. (2014). Growth phase-dependent roles of Sir2 in oxidative stress resistance and chronological lifespan in yeast. Journal of Microbiology, 52, 8, 652–8. doi:10.1007/s12275-014-4173-2
Libert, S. & Guarente, L. (2013). Metabolic and Neuropsychiatric Effects of Calorie Restriction and Sirtuins. Annu. Rev. Physiol., 75:669–84. doi:10.1146/annurev-physiol-030212-183800
Lu, Y., Tao, F., Zhou, M. & Tang, K. (2019). The signaling pathways that mediate the anti-cancer effects of caloric restriction. Pharmacol. Res., 141, 512–20. doi:10.1016/j.phrs.2019.01.021
McCay, C. M., Crowell, M. F., Maynard, L. A. (1935). The Effect of Retarded Growth Upon the Length of Life Span and Upon the Ultimate Body Size: One Figure. J. Nutr, 63. doi:10.1093/jn/10.1.63
Mannarino, S. C., Amorim, M. A., Pereira, M. D., Moradas-Ferreira, P., Panek, A. D., Costa, V. & Eleutherio, E. C. A. (2008). Glutathione is necessary to ensure benefits of calorie restriction during ageing in Saccharomyces cerevisiae. Mech. Ageing Dev., 129, 700–5. doi:10.1016/j.mad.2008.09.001
Marques, V. B., Leal, M. A. S., Mageski, J. G. A., Fidelis, H. G., Nogueira, B. V., Vasquez, E. C., Meyrelles, S. S., Simões, M. R. & Santos, L. (2019). Chronic iron overload intensifies atherosclerosis in apolipoprotein E deficient mice: Role of oxidative stress and endothelial dysfunction. Life Sci., 233, 116702. doi:10.1016/j.lfs.2019.116702
Matsuo, R., Mizobuchi, S., Nakashima, M., Miki, M., Ayusawa, D. & Fujii, M. (2017). Central roles of iron in the regulation of oxidative stress in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Curr. Genet., 63, 5, 895-907. doi:10.1007/s00294-017-0689-4
Miranda, M. S., Cintra, R. G., Barros, S. B. M. & Mancini-Filho, J. (1998). Antioxidant activity of the microalga Spirulina maxima. Braz. J. Med. Biol. Res., 31, 1075, doi:10.1590/S0100-879X1998000800007
Nakamura, T., Naguro, I. & Ichijo, H. (2019). Iron homeostasis and iron-regulated ROS in cell death, senescence and human diseases. Biochimica et Biophysica Acta (BBA). Gen. Subj., 1863, 9, 1398-1409. doi:10.1016/j.bbagen.2019.06.010
Ondracek, C. R., Frappier, V., Ringel, A. E., Wolberger, C. & Guarente, L. (2017). Mutations that Allow SIR2 Orthologs to Function in a NAD+-Depleted Environment. Report, 18, 10, 2310-19. doi:10.1016/j.celrep.2017.02.031
Orlandi, I., Coppola, D. P., Strippoli, M., Ronzulli, R., Vai, M. (2017). Nicotinamide supplementation phenocopies SIR2 inactivation by modulating carbon metabolism and respiration during yeast chronological aging. Mech. Ageing Dev., 161, Part B, 277-87. doi:10.1016/j.mad.2016.06.006
Orlandi, I., Stamerra, G., Strippoli, M. & Vai, M. (2017). During yeast chronological aging resveratrol supplementation results in a short-lived phenotype Sir2-dependent. Redox Biol., 12, 745–54. doi:10.1016/j.redox.2017.04.015
Pallavi, R., Giorgio, M. & Pelicci, P.G. (2012). Insights into the beneficial effect of caloric/ dietary restriction for a healthy and prolonged life. Front. Physiol., 23, 3, 318-21. doi:10.3389/fphys.2012.00318
Pascual-Geler, M., Robles-Fernandez, I., Monteagudo, C., Lopez-Guarnido, O., Rodrigo, L., Gálvez-Ontiveros, Y., Cozar, J. M., Rivas, A. & Alvarez-Cubero, M. J. (2019). Impact of oxidative stress SNPs and dietary antioxidant quality score on prostate cancer. Int J Food Sci Nutr. 71(4):500-508. doi:10.1080/09637486.2019.1680958
Pereira, A.S., Shitsuka, D.M., Parreira, F.J., Shitsuka, R. Methodology of cientific research. [e-Book]. Santa Maria City. UAB / NTE / UFSM Editors. Available at: https://repositorio.ufsm.br/bitstream/handle/1/15824/Lic_Computacao_Metodologia-Pesquisa-Cientifica.pdf?sequence=1.
Pifferi, F. & Aujard, F. (2019). Caloric restriction, longevity and aging: Recent contributions from human and non-human primate studies. Prog. Neuropsychopharmacol. & Biol. Psychiatr., 95, 109702. doi:10.1016/j.pnpbp.2019.109702
Rusu, M. E., Simedrea, R., Gheldiuc, A. M., Mocan, A., Vlase, L., Popa, D. S. & Ferreira, I. C. F. R. F. (2019). Benefits of tree nut consumption on aging and age-related diseases: Mechanisms of actions. Trends Food Sci. & Technol., 88, 104-20. doi:10.1016/j.tifs.2019.03.006
Sharma, P. K., Agrawal, V. & Roy, N. (2011). Mitochondria-mediated hormetic response in life span extension of calorie-restricted Saccharomyces cerevisiae. Age (Dordr.), 33, 2, 143-154. doi:10.1007/s11357-010-9169-1
Silva, L. B. A. R., Pinheiro-Castro, N., Novaes, G. M., Pascoal, G. F. L. & Ong, T. P. (2019). Bioactive food compounds, epigenetics and chronic disease prevention: Focus on early-life interventions with polyphenols. Food Res. International, 125, 108646. doi:10.1016/j.foodres.2019.108646
Steels, E. L., Learmonth, R. P. & Watson, K. (1994). Stress tolerance and membrane lipid unsaturation in Saccharomyces cerevisiae grown aerobically or anaerobically. Microbiology, 140 (Pt 3), 569–76. doi:10.1099/00221287-140-3-569
Wojtunik-Kulesza, K., Oniszczuk, A. & Waksmundzka-Hajnos, M. (2019). An attempt to elucidate the role of iron and zinc ions in development of Alzheimer’s and Parkinson’s diseases. Biomed. & Pharmacother., 111, 1277-89. doi:10.1016/j.biopha.2018.12.140
Wu, Q., Liu, L., Miron, A., Klímová, B., Wan, D. & Kuča, K. (2016). The antioxidant, immunomodulatory, and anti-inflammatory activities of Spirulina: an overview. Arch. Toxicol. doi:10.1007/s00204-016-1744-5
Yu, P., Li, J. & Cen, P. (2002). Cloning and sequencing of the phycocyanin gene from Spirulina maxima and its evolutionary analysis. J. Applied Phycol., 14, 4, 307–10. doi:10.1023/A:1021177414835
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