00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IQB - Instituto de Química e Biotecnologia Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IQB
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Tipo: Tese
Título: Tribolium castaneum (Coleóptera: Tenebrionidae) como modelo alternativo para estudo da Síndrome Metabólica
Autor(es): Silva, Meirielly Kellya Holanda da
Primeiro Orientador: Grillo, Luciano Aparecido Meireles
metadata.dc.contributor.referee1: Leite, Ana Catarina Rezende
metadata.dc.contributor.referee2: Majerowicz, David
metadata.dc.contributor.referee3: Galdino, Fabiane Caxico de Abreu
metadata.dc.contributor.referee4: Pereira, Hugo Juarez Vieira
Resumo: O Tribolium castaneum (Coleoptera: Tenebrionidae), ou besouro vermelho de farinha, é considerado uma das principais pragas secundárias de grãos, com distribuição mundial, sendo responsável por grandes perdas econômicas. Algumas características deste inseto favorecem sua utilização como modelo em estudos transgeracionais, bioquímicos e genéticos, como rápida reprodução, alta fecundidade, intervalos curtos de geração, baixos custos de manutenção, facilidade na incorporação de fatores nutricionais na alimentação, aspectos éticos aceitáveis, tecidos observáveis e genoma disponível. Além disso, alguns insetos como T. castaneum, apresentam processo digestivo e metabolismo de lipídios análogos aos mamíferos, destacando-os como modelos para estudos metabólicos. Assim, esta tese apresenta o objetivo de estabelecer o inseto T. castaneum como modelo alternativo de baixo custo e alta eficácia para o estudo da Síndrome Metabólica e de fármacos utilizados nesta disfunção, conferindo-lhe uma aplicação biotecnológica por meio de diferentes abordagens utilizadas nos cinco capítulos apresentados. O primeiro capítulo trata-se de um apanhado teórico dos principais pontos abordados nesta tese. O segundo capítulo consta de uma prospecção tecnológica que objetivou analisar pedidos de depósitos de patentes e artigos referentes à utilização do T. castaneum como modelo experimental para estudos em metabolismo de carboidratos e lipídios, constatando que nenhum dos pedidos analisados se refere ao objeto deste estudo, conclui-se que esta é uma área tecnológica pouco explorada e potencialmente útil para novas pesquisas e produtos. Assim, o terceiro capítulo se refere ao desenvolvimento de um novo método de preparação destes insetos como modelo invertebrado de baixo custo e alta eficácia, para estudo da Síndrome Metabólica e do efeito de fármacos candidatos nesta disfunção, assim como o pedido de proteção patentária deste método inovador. Ao afirmar esta aplicabilidade, o quarto capítulo apresenta resultados experimentais que objetivaram analisar distúrbios bioenergéticos mitocondriais, através da produção de espécies reativas de oxigênio e das alterações bioquímicas e metabólicas causadas pela (in)flexibilidade metabólica. Para isso, larvas de T. castaneum foram mantidas em dieta rica em lipídios por 168 horas e, posteriormente, transferidas para dieta suplementada com fenofibrato a 1%. Identificou-se que óleo de oliva a 15% induziu hiperglicemia, hipertrigliceridemia, hipercolesterolemia e obesidade, alterações da Síndrome Metabólica, além de hiperinsulinemia e maior geração de espécies reativas de oxigênio, com consequente aumento da respiração mitocondrial (complexo II), como mecanismo compensatório. Por outro lado, a suplementação com fenofibrato restaurou as disfunções metabólicas para um nível próximo ao observado no grupo controle. De forma semelhante, o último capítulo apresenta uma análise da Bioinformática, destacando, entre os insetos, o modelo emergente T. castaneum como mais apropriado para estudar a função conservada dos miRs. Isto se deve ao fato de que este inseto possui uma sequência madura homóloga ao Homo sapiens (miR-33a) e, na análise filogenética, está evolutivamente mais próximo do homem quando comparada às drosofilas, além de apresentar genes alvos similares ao miR-33 em humanos. Desta forma, os cinco capítulos cercam a Síndrome Metabólica (pela bioenergética mitocondrial ou miR-33) e usam T. castanum como modelo de baixo custo e alta efetividade para pesquisas, vislumbrando esta aplicabilidade biotecnológica como uma alternativa bioética e econômica, que possibilite avançar em pesquisas e alcançar resultados que causem impactos positivos e contribuam para redução da incidência global desta disfunção.
Abstract: Tribolium castaneum (Coleopter: Tenebrionidae), or red flour beetle, is considered one of the main secondary pests of grains, with worldwide distribution, being responsible for great economic losses. Some characteristics of this insect favor its use as a model in transgenerational, biochemical and genetic studies, such as rapid reproduction, high fertility, short generation intervals, low maintenance costs, ease in incorporating nutritional factors into the diet, acceptable ethical aspects, observable tissues and genome available. In addition, some insects such as T. castaneum, have a digestive process and lipid metabolism analogous to mammals, highlighting them as models for metabolic studies. Thus, this thesis aims to establish the insect T. castaneum as an alternative model of low cost and high effectiveness for the study of Metabolic Syndrome and drugs used in this dysfunction, giving it a biotechnological application through different approaches used in the five presented chapters. The first chapter is a theoretical overview of the main points addressed in this thesis. The second chapter consists of a technological survey that aimed to analyze patent applications and articles referring to the use of T. castaneum as an experimental model for studies in carbohydrate and lipid metabolism, noting that none of the analyzed applications refers to the object of this study, it is concluded that this is a technological area little explored and potentially useful for new research and products. Thus, the third chapter refers to the development of a new method of preparing these insects as an invertebrate model of low cost and high efficiency, for the study of the Metabolic Syndrome and the effect of candidate drugs in this dysfunction, as well as the application for patent protection of this method innovative. In affirming this applicability, the fourth chapter presents experimental results that aimed to analyze mitochondrial bioenergetic disorders, through the production of reactive oxygen species and the biochemical and metabolic changes caused by metabolic (in)flexibility. For this, T. castaneum larvae were kept on a diet rich in lipids for 168 hours and, later, transferred to a diet supplemented with 1% fenofibrate. It was identified that 15% olive oil induced hyperglycemia, hypertriglyceridemia, hypercholesterolemia and obesity, changes in Metabolic Syndrome, in addition to insulin resistance and greater generation of reactive oxygen species, with a consequent increase in mitochondrial respiration (complex II), such as compensatory mechanism. On the other hand, supplementation with fenofibrate restored metabolic disorders to a level close to that observed in the control group. Similarly, the last chapter presents an analysis of Bioinformatics, highlighting, among the insects, the emerging model T. castaneum as more appropriate to study the conserved function of miRs, since this insect has a mature sequence homologous to Homo sapiens (miR -33a) and, in phylogenetic analysis, it is evolutionarily closer to man when compared to drosophila, in addition to presenting target genes similar to miR-33 in humans. In this way, the five chapters surround the Metabolic Syndrome (through mitochondrial bioenergetics or miR-33) and use T. castanum as a low cost and high effectiveness model for research, envisioning this biotechnological applicability as a bioethical and economic alternative, which makes it possible to advance in research and achieve results that cause positive impacts and contribute to reducing the overall incidence of this dysfunction.
Palavras-chave: Bioquímica
Bioenergia
Insetos
Tribolium Castaneum
Biochemistry
Bioenergy
Insects
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia da Rede Nordeste de Biotecnologia - RENORBIO
Citação: Silva, Meirielly Kellya Holanda da. Tribolium castaneum (Coleóptera: Tenebrionidae) como modelo alternativo para estudo da Síndrome Metabólica. 2022. 153 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia) - Instituto de Química e Biotecnologia, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia da Rede Nordeste de Biotecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2020.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/8746
Data do documento: 13-jul-2020
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