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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.9.2011.tde-01082011-161009
Document
Author
Full name
Julio Beltrame Daleprane
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2011
Supervisor
Committee
Abdalla, Dulcineia Saes Parra (President)
Martins, Joilson de Oliveira
Moreno, Fernando Salvador
Oliveira, Eliane Fialho de
Ribeiro, Maria Cristina Marcucci
Title in Portuguese
Atividade anti-angiogênica e modulação das proteínas envolvidas na neoformação vascular por compostos bioativos da própolis
Keywords in Portuguese
Angiogênese
Aterosclerose
HIF-1α
Polifenóis
Própolis
pVHL
Abstract in Portuguese
Rica em compostos bioativos, a própolis é amplamente utilizada na medicina alternativa como agente preventivo e/ou terapêutico. Neste trabalho, avaliamos o impacto de frações ricas em polifenóis de diferentes própolis no processo de angiogênese na aterosclerose. Foram utilizadas as seguintes amostras de própolis: Red (vermelho, Alagoas-Brasil), Green (verde, Minas Gerais-Brasil) e Brown (marrom, Temuco-Chile), com concentrações semelhantes de polifenóis totais (~32%), porém com diferentes perfis de compostos fenólicos. A suplementação (250 mg/Kg/dia) de camundongos knockout para o receptor de LDL (LDLr-/-) com os polifenóis demonstrou que no protocolo de lesão inicial (LI) os grupos suplementados apresentaram menor (p<0,05) área de lesão (Green, 726µm2; Red, 519µm2; Brown, 698µm2) em relação ao controle (GC, 1184µm2). Em contraste, no protocolo de lesão avançada (LA) apenas o grupo Red (1082µm2) apresentou menor (p<0,05) área de lesão em relação ao GC (1598µm2). Em ambos os protocolos (LI e LA) observou-se redução (p<0,05) na expressão de importantes genes envolvidos no processo de angiogênese (VEGF, MMP9, PDGF e PECAM). No entanto, apenas o grupo tratado com a própolis Red foi capaz de aumentar (p<0,05) a expressão de TIMP-1 no protocolo de LI. Todos os tratamentos inibiram (p<0,05), em cerca de 45%, a migração de células endoteliais (CE), bem como cerca de 55% do brotamento de tubos de anéis de aorta, em relação ao controle e ao redor de 50% da formação de novos vasos na membrana corioalantóica de embrião de galinha (CAM). Ao investigar o mecanismo de ação dos polifenóis, observamos que os polifenóis da própolis Red (PRP) mostraram-se mais eficazes em modular a expressão do Fator induzido por Hipóxia-1 alfa (HIF-1α), de modo dose/tempo dependente em células endoteliais. Adicionalmente, os polifenóis da própolis Red (PRP) reduziram a expressão de genes alvos regulados por HIF-1α como GLUT-1 e ADM, além de inibir a expressão gênica e a secreção de VEGF em meio de cultura. Em presença dos PRP, a degradação de HIF-1α foi exarcebada e, utilizando-se células RCC4/pVHL (células de carcinoma renal com VHL reintroduzido), observou-se que PRP induzem a desestabilização de HIF-1α acelerando sua degradação dependente de pVHL. Em células endoteliais, pVHL foi superexpresso devido à inibição de Cdc42, um repressor de pVHL. Conclui-se que os polifenóis oriundos das própolis Green, Red e Brown possuem potencial anti-aterogênico através da inibição da expressão de moléculas inflamatórias e angiogênicas, principalmente quando suplementados ao início do desenvolvimento da lesão aterosclerótica. Além disso, os polifenóis da própolis Red inibem o processo de angiogênese, aumentando a desestabilização de HIF-1α pelo aumento da degradação via pVHL e induzindo sua expressão em função da repressão de Cdc42.
Title in English
Anti-angiogenic activity and modulation of protein-involved in new vases formation by propolis bioactive compounds
Keywords in English
Angiogenesis
Atherosclerosis
HIF-1α
Polyphenols
Propolis
pVHL
Abstract in English
Propolis is rich in bioactive compounds and widely used in alternative medicine as a preventive agent and/or in therapy. We evaluate the impact of polyphenol-rich fractions of propolis from different origins and types in the angiogenesis process in atherosclerotic lesions. The following samples of propolis were used: Red (red, Alagoas, Brazil), Green (green, Minas Gerais, Brazil) and Brown (brown, Temuco, Chile), with similar concentrations of total polyphenols (~ 32%) but with different profiles of phenolic compounds. Supplementation (250 mg / kg / day) of knockout mice for the LDL receptor (LDLr-/ -) with polyphenols showed that in the initial lesion (LI) protocol supplemented groups had lower (p<0.05) lesion area (Green, 726µm2; Red, 519µm2; Brown 698µm2) compared to control (GC, 1184µm2). In contrast, in the advanced lesions (LA) protocol only the Red group (1082µm2) had smaller lesion area (p<0.05) compared to GC (1598µm2). In both protocols (LI and LA) a reduction (p<0.05 of important genes expression involved in angiogenesis (VEGF, MMP9, PDGF and PECAM) was observed. However, only the group treated with Red propolis was able to increase (p <0.05) the expression of TIMP-1 in the LI protocol. The treatments with all types of propolis inhibited (p<0.05), about 45% the migration of endothelial cells (EC), approximately 55% of tubes formation in aortic rings and almost 50% of formation of new vessels in the chorioallantoic membrane of chick embryo (CAM) compared to the control. While investigating the mechanism of polyphenols action, it was found that polyphenols from Red propolis (PRP) were more effective in modulating the expression of hypoxia-induced factor-1 alpha (HIF-1α) in a dose/time dependent way in EC. Additionally, the polyphenols from red propolis (PRP) reduced the expression of target genes regulated by HIF-11α as GLUT-1, ADM, VEGF besides the VEGF protein secretion in the EC culture medium. In the presence of PRP, the degradation of HIF-11α was exacerbated in RCC4/pVHL cells (renal cell carcinoma with VHL reintroduced); moreover, PRP induced destabilization of HIF-11α accelerating the degradation of this transcription factor by a pVHL-dependent patway. In EC, pVHL was over expressed by inhibition of Cdc42, a repressor of pVHL. We conclude that the polyphenols from Green, Red and Brown propolis have anti-atherogenic potential by inhibiting the expression of angiogenic and inflammatory genes, especially when supplemented at an early stage of the atherosclerotic lesion development. In addition, the polyphenols from Red propolis inhibit the angiogenesis process by increasing the destabilization of HIF-11α via over expression of pVHL-degradation induced by repressed Cdc42 function.
 
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Publishing Date
2011-08-18
 
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  • DALEPRANE, J. B., et al. Suppression of Hypoxia-Inducible Factor-1  Contributes to the Antiangiogenic Activity of Red Propolis Polyphenols in Human Endothelial Cells [doi:10.3945/jn.111.150706]. Journal of Nutrition [online], 2012, vol. 142, n. 3, p. 441-447.
  • DALEPRANE, Julio Beltrame, et al. Anti-atherogenic and anti-angiogenic activities of polyphenols from propolis [doi:10.1016/j.jnutbio.2011.02.012]. The Journal of Nutritional Biochemistry [online], 2012, vol. 23, n. 6, p. 557-566.
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