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Title: Avaliação in silico e in vitro do efeito tripanocida de óleos essenciais e desenvolvimento de sistemas nanoestruturados como alternativa terapêutica da doença de Chagas.
Authors: Seibert, Janaína Brandão
metadata.dc.contributor.advisor: Santos, Orlando David Henrique dos
Vieira, Paula Melo de Abreu
Alexander, Cameron
Keywords: Essências e óleos essenciais
Trypanosoma cruzi
Nanotecnologia
Agentes antiinflamatórios
Issue Date: 2019
metadata.dc.contributor.referee: Santos, Orlando David Henrique dos
Silva, André Talvani Pedrosa da
Costa, Daniela Caldeira
Coelho, Eduardo Antônio Ferraz
Santos, Silvana Maria Elói
Vieira, Paula Melo de Abreu
Citation: SEIBERT, Janaína Brandão. Avaliação in silico e in vitro do efeito tripanocida de óleos essenciais e desenvolvimento de sistemas nanoestruturados como alternativa terapêutica da doença de Chagas. 245 f. 2019. Tese (Doutorado em Biotecnologia) - Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.
Abstract: A falta de uma terapêutica tripanocida eficiente, principalmente na fase crônica da doença de Chagas e sem a presença de efeitos adversos intensos impulsiona a pesquisa para o desenvolvimento de novos fármacos. As substâncias produzidas através do metabolismo secundário de plantas podem apresentar diferentes efeitos biológicos e serem utilizadas como princípios ativos no tratamento de doenças. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi caracterizar quimicamente os óleos essenciais extraídos das espécies Cymbopogon densiflorus, Cymbopogon nardus, Melaleuca leucadendron e Microlicia graveolens, bem como avaliar a atividade anti-Trypanosoma cruzi dos fármacos livres e após encapsulamento em sistemas nanoestruturados. A obtenção desses óleos ocorreu a partir da hidrodestilação das partes aéreas, com rendimentos em torno de 0,1 a 2,0% de acordo com a espécie. A caracterização realizada através da cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas permitiu a identificação de mais de 90% dos compostos, com presença majoritária de monoterpenos oxigenados. A partir da análise in silico foi possível prever inicialmente que todos os óleos em estudo apresentariam potencial contra o parasito T. cruzi. No entanto, na avaliação in vitro desta atividade utilizando a cepa Tulahuen, somente o óleo de folhas de C. densiflorus se revelou ativo, a partir de uma CI50 sobre o parasito equivalente a 60 µg/mL (IS= 3,8). No ensaio de permeabilidade de membrana do parasito, concentrações superiores a 30 µg/mL de óleo apresentaram diferenças em relação ao controle. Este resultado foi confirmado através da microscopia eletrônica de transmissão. Além disso, sistemas nanoemulsionados, lipossomais e micelares carregados de óleo essencial e/ou benznidazol foram desenvolvidos e apresentaram tamanho em escala nanométrica (<500 nm). A adição dos princípios ativos favoreceu a homogeneidade de distribuição de tamanho para todas as formulações. Além disso, potencial zeta negativo e um pH ácido também definiram as formulações. A estabilidade dos sistemas foi avaliada e apenas os lipossomas contendo ambos os fármacos foram instáveis. As formulações foram capazes de reproduzir a atividade tripanocida apresentada pelo óleo e benznidazol a partir de concentrações inferiores quando comparadas aos fármacos livres. No entanto, as micelas foram caracterizadas pelos maiores índices de seletividade e um efeito sinérgico foi comprovado quando ambos os fármacos foram encapsulados concomitantemente nessa forma farmacêutica. Sendo assim, os resultados desse trabalho demonstram o óleo essencial de folhas de C. densiflorus como candidato potencial ao tratamento da doença de Chagas, o qual é capaz de eliminar o T. cruzi in vitro a partir de baixas concentrações. Em adição, as formas micelares contendo benznidazol podem ser uma alternativa na quimioterapêutica chagásica tanto na sua forma simples, bem como, em combinação com o óleo essencial de C. densiflorus.
metadata.dc.description.abstracten: The absence of efficient trypanocidal therapy in the chronic phases of the Chagas disease and without intense adverse effects supports research for development of new drugs. Substances produced by plants secondary metabolism exhibit several biological effects and they are used as active principles in the treatment of diseases. This work aimed characterizing essential oils extracted from Cymbopogon densiflorus, Cymbopogon nardus, Melaleuca leucadendron and Microlicia graveolens species, as well as evaluating the anti-Trypanosona cruzi activity of the free drugs and after their encapsulation in nanostructured systems. These oils were produced by hydrodistillation from the aerial parts and the yields ranged from 0.1 to 2.0% according to the species. Oils characterization by gas chromatography mass spectrometry allowed identifying more than 90% of the compounds, that were mainly classified as oxygenated monoterpenes. In silico analysis initially predicted that all oils under study have potential against the T. cruzi parasite. However, this activity was evaluated in vitro using Tulahuen strain and only the essential oil from C. densiflorus leaves was active, from IC50 on the parasite equivalent to 60 µg/mL (SI = 3.8). In the parasite membrane permeability assay, oil concentrations higher than 30 µg/mL showed differences when compared to the control. This result was confirmed by transmission electron microscopy. In addition, nanoemulsion, liposome and micellar systems loaded with essential oil and/or benznidazole were developed and showed a nanometric size (<500 nm). The drug addition favored the homogeneous size distribution. Moreover, negative zeta potential and acid pH also defined these formulations. The systems stability was evaluated and only liposomes loaded with both drugs were unstable. The formulations were able to reproduce the oil and benznidazole trypanocidal activity at lower concentrations than free drugs. However, micelles showed the highest selectivity index and a synergistic effect was demonstrated when both drugs were encapsulated in that pharmaceutical form. Thus, the results of this work indicate the essential oil from C. densiflorus leaves as a potential candidate for the treatment of Chagas disease since it is able to eliminate T. cruzi in vitro at low concentrations. Moreover, benznidazole-loaded micellar forms may be an alternative in chagasic chemotherapeutics through of its simple form or in combination with the C. densiflorus essential oil.
Description: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa de Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/12816
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 30/09/2019 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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