https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/82292 2026-04-30T13:08:09Z 2026-04-30T13:08:09Z Hamze, Fatima Carolina https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/273202 2026-04-07T23:27:47Z 2026-01-01T00:00:00Z

Inteligência artificial para revisões sistemáticas em farmacologia: desenvolvimento de um protocolo para extração de dados pré-clínicos de estudos primários Hamze, Fatima Carolina O uso de modelos animais na pesquisa biomédica é essencial para o avanço da farmacologia, mas enfrenta desafios críticos de reprodutibilidade e translação clínica. Diante do fenômeno da ?publômica?, ou o crescimento exponencial de dados científicos que torna a síntese manual humana virtualmente impossível, as revisões sistemáticas (RS) consolidaram-se no topo da pirâmide de evidências e como aliadas dos princípios dos 3Rs (Substituição, Redução e Refinamento). No entanto, a eficiência das RS é limitada pelo gargalo metodológico da extração manual de dados, uma etapa lenta, exaustiva e sujeita a erros. Este estudo propôs e validou um protocolo computacional híbrido, utilizando as linguagens R e Python integradas a Grandes Modelos de Linguagem (LLMs), especificamente o ChatGPT e o Gemini 2.5 Pro, para automatizar a extração de variáveis farmacológicas em estudos pré-clínicos sobre a neurogênese hipocampal induzida por antidepressivos. A metodologia consistiu em um processo de engenharia de prompt iterativa para mitigar a natureza estocástica das IAs, aplicando restrições contra alucinações e padronizando a saída de dados sob a estratégia PICO. Para garantir a integridade estatística, foi aplicado um algoritmo de resolução de entidades para o alinhamento de estudos e funções de tratamento de dados para desagregar experimentos agrupados e padronizar termos e mitigar as variações terminológicas. Os resultados mostraram a superioridade temporal da automação: enquanto a extração manual de 26 artigos demandou aproximadamente 26 horas de trabalho ativo distribuídas em 12 semanas, os modelos de IA realizaram a tarefa em uma média de 10 segundos por ciclo. O Gemini 2.5 Pro destacou-se pela fluidez do processo e a capacidade processar a amostra integral em ciclo único devido à sua janela de contexto massiva, enquanto o ChatGPT foi limitado por restrições comerciais de upload diário. A validação técnica revelou que a acurácia é dependente da natureza do dado. O Gemini 2.5 Pro apresentou desempenho superior, com F1-scores acima de 80% na maioria das variáveis e concordância Kappa quase perfeita para espécie (100%), linhagem (98%) e tipo de fármaco (97%). Em contrapartida, ambos os modelos enfrentaram dificuldades em variáveis quantitativas e lógicas, como doses e regimes de injeção, com o ChatGPT atingindo apenas 36% de F1-score na identificação de frequências de tratamento. O erro predominante foi a omissão (falso negativo) em vez da invenção ou alucinação (falso positivo), muitas vezes resultando em classificação equivocada de dados existentes como não reportados (NR) pela IA. Além disso, observou-se a reprodução de vieses sistêmicos aonde, por vezes, as IAs retornaram informações que são mais frequentes na literatura ao invés da informação de interesse na amostra de artigos aplicados. Conclui-se que a IA deve ser adotada como um ?auxiliar? em um modelo híbrido, onde o trabalho pesado de mineração é automatizado, mas a auditoria final permanece humana. Sob a essa ótica, o protocolo valida a tecnologia como meio de acelerar revisões tradicionais e revisões vivas, ajudando a evitar o uso redundante de animais em pesquisas cujas respostas já se encontram dispersas no dilúvio de dados científicos que já estão publicados.; Abstract: The use of animal models in biomedical research is essential for the advancement of pharmacology but faces critical challenges regarding reproducibility and clinical translation. Faced with the phenomenon of ?publomics?, or the exponential growth of scientific data that makes manual human synthesis virtually impossible, systematic reviews (SRs) have established themselves at the apex of the evidence pyramid and as allies of the 3Rs principles (Replacement, Reduction, and Refinement). However, the efficiency of SRs is limited by the methodological bottleneck of manual data extraction, a slow, exhaustive, and error-prone stage. This study proposed and validated a hybrid computational protocol using R and Python integrated with Large Language Models (LLMs), specifically ChatGPT and Gemini 2.5 Pro, to automate the extraction of pharmacological variables in preclinical studies regarding the hippocampal neurogenesis of antidepressants. The methodology consisted of an iterative prompt engineering process to mitigate the stochastic nature of AIs, applying constraints against hallucinations and standardizing data output under the PICO strategy. To ensure statistical integrity, a best-fit algorithm was developed for study alignment, along with data-handling functions to disaggregate grouped experiments and standardize terms to mitigate terminological variations. The results demonstrated the temporal superiority of automation: while the manual extraction of 26 articles required approximately 26 hours of active work distributed over 12 weeks, the AI models performed the task in an average of 10 seconds per cycle. Gemini 2.5 Pro stood out for its process fluidity and the ability to process the entire sample in a single cycle due to its massive context window, while ChatGPT was limited by commercial daily upload restrictions. Technical validation revealed that accuracy is dependent on the nature of the data. Gemini 2.5 Pro showed superior performance, with F1-scores above 80% for most variables and almost perfect Kappa agreement for species (100%), strain (98%), and drug type (97%). Conversely, both models struggled with quantitative and logical variables, such as doses and injection regimens, with ChatGPT achieving only a 36% F1-score in identifying treatment frequencies. The predominant error was omission (false negative) rather than invention or hallucination (false positive), often resulting in the AI misclassifying existing data as \"not reported\" (NR). Furthermore, the reproduction of systemic biases was observed, where AIs occasionally returned information that is more frequent in the literature instead of the specific information of interest within the sampled articles. It is concluded that AI should be adopted as an \"assistant\" in a hybrid model, where the heavy mining work is automated, but the final audit remains human. Under this perspective, the protocol validates the technology as a means to accelerate traditional and living reviews, helping to avoid the redundant use of animals in research whose answers are already dispersed within the deluge of published scientific data. Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Farmacologia, Florianópolis, 2025.

2026-01-01T00:00:00Z Cunha, Livia Melo Arruda https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/272334 2026-02-20T23:25:53Z 2026-01-01T00:00:00Z

A influência do tratamento com icatibanto, um antagonista do receptor B2 da bradicinina, sobre a hiporresponsividade a vasoconstritores na sepse Cunha, Livia Melo Arruda A bradicinina é o protótipo de um grupo de polipeptídeos vasoativos conhecido como cininas. A bradicinina e cininas relacionadas são formadas a partir de glicoproteínas hepáticas multidomínios, denominadas cininogênios por ação das enzimas calicreínas. A bradicinina e seus metabólitos ativos sinalizam através dos receptores B1 e B2 e provocam uma variedade de efeitos biológicos. Dentre os efeitos canônicos gerados por esse grupo de moléculas, a hipotensão, resultante da vasodilatação de células musculares lisas por ação do óxido nítrico e prostaglandina I2, sintetizados em decorrência da cascata intracelular desencadeada pela ativação dos receptores B1 e B2, chama atenção na sepse e choque séptico. A sepse e o choque séptico são considerados, ainda hoje, um desafio para os serviços de saúde já que são causas comuns de morte em unidades de terapia intensiva. Apesar da enorme quantidade de resultados associados a estes quadros clínicos na literatura científica, é notória a falta de novos tratamentos realmente eficazes. O que se sabe até agora é que a noradrenalina é o agente vasopressor de primeira escolha no manejo desses pacientes, mas outros agentes também podem ser empregados em pacientes não responsivos como a angiotensina II, a vasopressina e a dopamina. Em indivíduos com fatores de risco cardiovascular, a sinalização estimulada pela angiotensina II em seus receptores AT1 é sensibilizada pela heterodimerização com o receptor B2 da bradicinina. Essa heterodimerização depende da maturação eficiente dos receptores B2 e da formação de ligações covalentes entre os receptores B2 e AT1 constituindo uma plataforma celular cineticamente favorecida para interagir e ativar proteinas G heterotriméricas. Tendo em vista que a exposição a pequenas doses de lipopolissacarídeos (LPS) resulta na heterodimerização dos receptores B2 e AT1 e que esse processo faz com que a bradicinina passe a gerar respostas vasoconstritoras, além das respostas vasodilatadoras, e que a resposta à angiotensina II seja potencializada, o objetivo do presente estudo foi explorar o efeito do bloqueio dos receptores B2 da bradicinina pelo icatibanto, um antagonista seletivo desses receptores, sobre parâmetros cardiovasculares e respostas a vasoconstritores em ratos sépticos. As abordagens experimentais foram divididas em dois blocos (Parte 1 e Parte 2). Na primeira parte, onde se determinou o regime de tratamento com o icatibanto, os animais do grupo controle e os animais submetidos à cirurgia de ligadura e perfuração do ceco (CLP) foram tratados com uma dose do icatibanto (20 nmol/Kg) ou do veículo (PBS, 400 µL/Kg), por via subcutânea (SC). Na segunda parte, onde se avaliou o efeito do tratamento com icatibanto sobre a hiporresponsividade a vasoconstritores na sepse, os animais dos grupos controle e CLP foram tratados com duas doses do icatibanto (60 nmol/Kg, SC) ou do veículo (PBS, 400 µL/Kg, SC). Tanto na primeira parte quanto na segunda parte, o tempo de tratamento com icatibanto ou veículo variou de acordo com o desenho experimental utilizado. Completados os tempos de tratamento, os animais foram anestesiados para mensuração direta da pressão arterial e avaliação da influência do tratamento com icatibanto sobre os parâmetros cardiovasculares e ações pressora da angiotensina II e hipotensora da bradicinina, bem como sobre a hiporresponsividade à noradrenalina e angiotensina II. O tratamento com o icatibanto no regime de dose única potencializou a ação pressora da angiotensina II em ratos fêmeas do grupo controle. O tratamento com o icatibanto no regime de duas doses foi capaz de induzir o aparecimento do efeito bifásico da bradicinina em ratos fêmeas do grupo CLP 14 horas, o aumento da responsividade à noradrenalina em ratos fêmeas do grupo CLP 6 horas e o aumento da resposta à angiotensina II em ratos fêmeas CLP 6 horas, em ratos fêmeas CLP 14 horas e em ratos machos CLP 14 horas. Ao final dos experimentos foi possível concluir que o emprego do icatibanto poderia ser pensado como uma alternativa coadjuvante no manejo de pacientes com sepse, mas para isso estudos mais aprofundados devem ser realizados.; Abstract: Bradykinin is the prototype of a group of vasoactive polypeptides known as kinins. Bradykinin and related kinins are formed from multidomain hepatic glycoproteins, called kininogens, through the action of kallikrein enzymes. Bradykinin and its active metabolites signal through the B1 and B2 receptors and induce a variety of biological effects. Among the canonical effects produced by this group of molecules, hypotension, resulting from the vasodilation of smooth muscle cells through the action of nitric oxide and prostaglandin I2 synthesized because of the intracellular cascade triggered by the activation of B1 and B2 receptors, is noteworthy in sepsis and septic shock. Sepsis and septic shock are still considered a challenge for healthcare services, as they are common causes of death in intensive care units. Despite the enormous number of results related to these clinical conditions in scientific literature, there is a noticeable lack of truly effective new treatments. What is known so far is that norepinephrine is the first-choice vasopressor agent in the management of these patients, but other agents can also be used in non-responsive patients, such as angiotensin II, vasopressin, and dopamine. In individuals with cardiovascular risk factors, angiotensin II-stimulated signaling at its AT1 receptors is sensitized by heterodimerization with the bradykinin B2 receptor. This heterodimerization depends on the efficient maturation of B2 receptors and the formation of covalent bonds between B2 and AT1 receptors, constituting a kinetically favored cellular platform for interacting with and activating heterotrimeric G proteins. Considering that exposure to small doses of lipopolysaccharides (LPS) results in the heterodimerization of B2 and AT1 receptors, and that this process causes bradykinin to generate vasoconstrictive responses in addition to vasodilatory responses, and that the response to angiotensin II is potentiated, the objective of the present study was to explore the effect of blocking bradykinin B2 receptors with icatibant, a selective antagonist of these receptors, on cardiovascular parameters and responses to vasoconstrictors in septic rats. The experimental approaches were divided into two sections (Part 1 and Part 2). In the first part, in which the icatibant treatment regimen was determined, animals in the control group and animals subjected to cecal ligation and puncture (CLP) surgery were treated with a dose of icatibant (20 nmol/Kg) or vehicle (PBS, 400 µL/Kg), administered subcutaneously (SC). In the second part, where the effect of icatibant treatment on hyporesponsiveness to vasoconstrictors in sepsis was evaluated, the animals in the control and CLP groups were treated with two doses of icatibant (60 nmol/kg, SC) or vehicle (PBS, 400 µL/kg, SC). Both in the first and second parts, the duration of treatment with icatibant or vehicle varied according to the experimental design used. Upon completion of the treatment periods, the animals were anesthetized for direct measurement of blood pressure and assessment of the influence of icatibant treatment on cardiovascular parameters and the pressor actions of angiotensin II and hypotensive effects of bradykinin, as well as on hyporesponsiveness to norepinephrine and angiotensin II. Treatment with icatibant in a single-dose regimen enhanced the pressor effect of angiotensin II in female rats from the control group. Treatment with icatibant in the two-dose regimen was able to induce the appearance of the biphasic effect of bradykinin in female rats from the CLP 14-hour group, an increase in responsiveness to norepinephrine in female rats from the CLP 6-hour group, and an increase in response to angiotensin II in female CLP 6-hour rats, female CLP 14-hour rats, and male CLP 14-hour rats. At the end of the experiments, it was possible to conclude that the use of icatibant could be considered as an adjuvant alternative in the management of patients with sepsis, but further in-depth studies should be conducted for this. Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Farmacologia, Florianópolis, 2025.

2026-01-01T00:00:00Z Pereira, Leonardo Gomes https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/272261 2026-02-13T23:26:27Z 2026-01-01T00:00:00Z

Caracterização funcional do efeito vasoconstritor mediado pelo tecido adiposo perivascular: papel da noradrenalina em contexto fisiológico, séptico e pós-séptico Pereira, Leonardo Gomes Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Farmacologia, Florianópolis, 2025.

2026-01-01T00:00:00Z Silva, Ariádne Elisa Belo da https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/272168 2026-02-12T23:25:42Z 2026-01-01T00:00:00Z

Avaliação do efeito neuroprotetor do antagonismo do receptor P2X7 em camundongos submetidos ao modelo animal da doença de Alzheimer induzido por estreptozotocina Silva, Ariádne Elisa Belo da A Doença de Alzheimer (DA) constitui um dos principais desafios da medicina e da neurociência, caracterizando-se por declínio cognitivo progressivo associado à neuroinflamação crônica, disfunção sináptica e alterações metabólicas cerebrais. Evidências crescentes indicam que disfunções gliais desempenham papel relevante nas fases iniciais da neurodegeneração. Nesse contexto, o presente estudo investigou os efeitos do antagonismo do receptor purinérgico P2X7 (P2X7R) por meio da administração do corante Brilliant Blue G (BBG) em camundongos submetidos ao modelo experimental de DA induzido pela injeção intracerebroventricular (ICV) de estreptozotocina (STZ) (3mg/kg), que reproduz características centrais da DA esporádica, como resistência insulínica cerebral, disfunção mitocondrial, neuroinflamação exacerbada e prejuízos cognitivos. Os animais tratados com STZ e/ou BBG (50mg/kg) foram submetidos a uma bateria de testes comportamentais e emocionais, bem como a análises bioquímicas, imunohistoquímicas e eletrofisiológicas. Os resultados demonstraram que a administração de STZ induziu déficits cognitivos e emocionais, acompanhados por aumento de marcadores de estresse oxidativo e ativação glial no hipocampo. Em contraste, o tratamento com BBG esteve associado à atenuação desses prejuízos, evidenciada por desempenho semelhante ao grupo controle em múltiplas tarefas comportamentais, redução dos níveis de TBARS e nitrito, preservação da potenciação de longa duração (LTP) e diminuição da expressão hipocampal de GFAP e Iba-1. Tais efeitos ocorreram sem alterações significativas nos níveis glicêmicos, sugerindo uma ação central independente de modificações metabólicas periféricas. Em conjunto, os resultados indicam que o antagonismo do P2X7R modula de forma integrada processos neuroinflamatórios, oxidativos e sinápticos associados ao modelo ICV-STZ, reforçando o papel desse receptor como um alvo funcional relevante na interface entre metabolismo cerebral, inflamação glial e plasticidade sináptica. Dessa forma, o presente estudo contribui para a validação do modelo ICV-STZ como uma ferramenta experimental útil na triagem farmacológica de estratégias terapêuticas voltadas à modulação do P2X7R em estágios iniciais da neurodegeneração associada à DA.; Abstract: Alzheimer?s disease (AD) represents one of the major challenges in contemporary medicine and neuroscience, being characterized by progressive cognitive decline associated with chronic neuroinflammation, synaptic dysfunction, and cerebral metabolic alterations. Increasing evidence indicates that glial dysfunction plays a critical role in the early stages of neurodegeneration. In this context, the present study investigated the effects of antagonizing the purinergic P2X7 receptor (P2X7R) through the administration of Brilliant Blue G (BBG) in mice subjected to an experimental model of AD induced by intracerebroventricular (ICV) injection of streptozotocin (STZ; 3 mg/kg). This model reproduces key features of sporadic AD, including cerebral insulin resistance, mitochondrial dysfunction, exacerbated neuroinflammation, and cognitive impairments. Animals treated with STZ and/or BBG (50 mg/kg) were subjected to a comprehensive battery of behavioral and emotional assessments, as well as biochemical, immunohistochemical, and electrophysiological analyses. STZ administration induced robust cognitive and emotional deficits, accompanied by increased markers of oxidative stress and glial activation in the hippocampus. In contrast, BBG treatment was associated with a consistent attenuation of these impairments, as evidenced by performance comparable to control animals across multiple behavioral tasks, reduced levels of TBARS and nitrite, preservation of long-term potentiation (LTP), and decreased hippocampal expression of GFAP and Iba-1. Importantly, these effects occurred in the absence of significant changes in glycemic levels, suggesting a predominantly central mechanism independent of peripheral metabolic alterations. Taken together, these findings indicate that P2X7R antagonism modulates neuroinflammatory, oxidative, and synaptic processes associated with the ICV-STZ model, reinforcing the role of this receptor as a relevant functional target at the interface between cerebral metabolism, glial inflammation, and synaptic plasticity. Thus, the present study supports the use of the ICV-STZ model as a valuable experimental tool for pharmacological screening of therapeutic strategies aimed at P2X7R modulation during the early stages of AD-associated neurodegeneration. Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Farmacologia, Florianópolis, 2025.

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