Hypericum perforatum phenolic compounds : protective role in the toxicity induced by heterologous expression of α-synuclein and huntingtin in yeast cells
Dissertação de mestrado em Biotecnologia e Bioempreendedorismo de Plantas Aromáticas e MedicinaisParkinson’s (PD) and Huntington’s (HD) diseases are neurodegenerative disorders with high
prevalence. Several studies implicate abnormal protein accumulation, protein phosphorylation,
mitochondrial dysfunction and oxidative stress as common pathways implicated in PD and HD
pathogenesis. Polyphenolic compounds are commonly found in both edible and medicinal plants,
and they have been reported to have multiple biological effects, including antioxidant activity. The
budding yeast Saccharomyces cerevisiae has been used as a model to study the toxicity and the
biological functions of α-synuclein in PD and huntingtin in HD. The heterologous expression of wildtype
and A53T mutant form of α-synuclein and huntingtin 103Q mutant form in yeast model to PD
and HD, respectively, causes toxicity and death of yeast cells. Therefore, the aim of this study was to
evaluate the possible protective effect of Hypericum perforatum phenolic compounds (quercetin,
kaempferol and biapigenin) in the toxicity induced by the heterologous expression of α-synuclein and
huntingtin, in S. cerevisiae. Preliminary results indicate that the presence of these phenolic
compounds decreased the α-synuclein toxicity. Our results showed a possible synergistic effect
between the phenolic compounds, and biapigenin was the compound with higher protective effects in
the α-synuclein-induced toxicity. Mixtures of these compounds inhibited the foci formation, and
kaempferol increased the aggresome formation. Relatively to the expression of huntingtin 103Q
mutant form, our results showed that the presence of phenolic compounds did not interfere in the
huntingtin-induced toxicity. We concluded that these phenolic compounds apparently show beneficial
biological properties that consequently could have a potential use in preventing Parkinson’s disease.A doença de Parkinson (DP) e a doença de Huntington (DH) são desordens neurodegenerativas com
bastante prevalência. Diversos estudos associam a acumulação de proteínas disfuncionais,
fosforilação de proteínas, disfunção mitocondrial e stress oxidativo à patogénese da DP e da DH. Os
compostos fenólicos são normalmente encontrados em plantas comestíveis e em plantas medicinais
e têm sido estudados devido aos seus múltiplos efeitos biológicos, incluindo a actividade
antioxidante. A levedura Saccharomyces cerevisiae tem sido usada como modelo de estudo de
toxicidade e das funções biológicas das proteínas α-sinucleína e huntingtina inplicadas na DP e na
DH, respectivamente. A expressão heteróloga das formas tóxicas da proteína α-sinucleína (normal e
da forma mutante A53T) e da forma patogénica (103Q) da huntingtina, em leveduras, causa
toxicidade e morte celular. Assim, o objectivo deste trabalho foi a avaliação de possíveis efeitos
protetores de compostos fenólicos (quercetina, kaempferol e biapigenina), presentes na planta
Hypericum perforatum, na toxicidade induzida pela expressão heteróloga das proteínas, α-sinucleína
e huntingtina, usando para tal a levedura S. cerevisiae como modelo. Resultados preliminares
demonstraram que a presença dos compostos fenólicos diminuiu a toxicidade da α-sinucleína. Os
resultados mostraram ainda a possibilidade de efeitos sinergéticos entre os compostos fenólicos e
que a biapigenina foi o composto com maior efeito protetor na toxicidade induzida pela α-sinucleína.
Misturas desses compostos inibiram a formação de “foci” e o kaempferol aumentou a formação de
agressomas. Os resultados mostraram ainda que a presença dos compostos fenólicos não interferiu
na toxicidade induzida pela expressão da forma patogénica da huntingtina. Conclui-se assim que os
compostos fenólicos utilizados aparentam ter propriedades biológicas benéficas e
consequentemente poderão ter um potencial uso na prevenção da DP
