Óleo essencial das raízes de Chrisopogon zizanioides (L.) Roberty (Poaceae) e seu complexo de inclusão em #- ciclodextrina como fonte de moléculas bioativas
Vinícius Paes Azevedo
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP Az25o
[Essential oil from the roots of Chrisopogon zizanioides (L.) Roberty (Poaceae) and its inclusion complex in #- cyclodextrin as a source of bioactive molecules]
Campinas, SP : [s.n.], 2024.
1 recurso online (53 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientador: Marcos José Salvador
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Instituto de Biologia
Resumo: No metabolismo vegetal, os metabólitos primários estão envolvidos em processos vitais que são essenciais para a vida do organismo como a fotossíntese e a respiração. Por outro lado, os componentes do metabolismo secundário tais como terpenos, flavonoides, alcalóides atuam conferindo...
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Resumo: No metabolismo vegetal, os metabólitos primários estão envolvidos em processos vitais que são essenciais para a vida do organismo como a fotossíntese e a respiração. Por outro lado, os componentes do metabolismo secundário tais como terpenos, flavonoides, alcalóides atuam conferindo vantagens para a perpetuação e sobrevivência das espécies em seus ecossistemas, sendo fundamentais nas interações entre as plantas e o ambiente. Muitos desses metabólitos secundários apresentam propriedades biológicas que os tornam recursos terapêuticos valiosos. A planta Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty, anteriormente conhecida como Vetiveria zizanioides (L.) Nash e popularmente chamada de grama de vetiver, é utilizada na medicina etnofarmacológica para tratar diversas condições, incluindo reumatismo, entorses e infecções. O óleo essencial extraído das raízes de C. zizanioides é amplamente reconhecido na medicina tradicional por suas propriedades antibióticas, antifúngicas, antimaláricas, anti-inflamatórias, antiácidas, carminativas, estimulantes e antidiabéticas. Entretanto, a utilização de óleos essenciais pode apresentar limitações devido à sua volatilidade, instabilidade química e baixa solubilidade em água. Nesse contexto, sistemas de liberação modificada, como o encapsulamento de substâncias em ß-ciclodextrina (ß-CD), surgem como alternativas tecnológicas para superar esses desafios. Este estudo teve como objetivo principal preparar o complexo de inclusão do óleo essencial das raízes de C. zizanioides em ß-CD, caracterizar seus constituintes químicos e avaliar as atividades biológicas (antibacteriana e citotoxicidade) tanto do óleo essencial quanto do complexo. O complexo de inclusão foi preparado utilizando a técnica de secagem por atomização em spray-dryer, resultando em uma porcentagem de inclusão de 45,17% para o cedr-8-en-13-ol e um rendimento de 19,24% para o pó do complexo. As análises físico-químicas realizadas por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM) mostraram o carreamento seletivo de alguns constituintes do óleo essencial no complexo com ß-CD, incluindo delta-Selineno e gamma-Gurjuneno epóxido, com o Cedr-8-en-13-ol como componente majoritário, reconhecido na literatura por sua atividade antimicrobiana. A composição química do óleo permitiu, por meio de análises in silico, a predição de atividades biológicas (antineoplásica, antitumoral, antibacteriana, antifúngica e anti-inflamatória) e seus mecanismos de ação, como a inibição da síntese de colesterol, da biossíntese da parede celular e da expressão de MMP9. A atividade antibacteriana foi avaliada in vitro contra Staphylococcus aureus N315 (MRSA) resistente à meticilina, além de análises sobre a viabilidade celular em linhagens tumorais (SK-MEL-103, melanoma e PC-3, próstata) e não tumorais em culturas de células de fibroblasto (3T3) e queratinócitos (HaCat), comparando os efeitos do óleo essencial puro e do encapsulado em ß-CD. De modo geral, o óleo essencial de C. zizanioides e seu complexo de inclusão em ß-CD apresentaram baixa toxicidade para as linhagens não tumoral 3T3 com valores de IC50 maiores que 250 µg/mL e o complexo de inclusão do óleo essencial em ß-CD mostrou uma redução da viabilidade para SK-MEL-103 (IC50=73,74 µg/mL). Tanto o óleo essencial como seu complexo apresentaram ação antibacteriana a 200 µg/mL frente a Staphylococcus aureus (N315), resistente à meticilina. Os dados obtidos indicam que o óleo essencial das raízes de C. zizanioides e seu complexo de inclusão em ß-ciclodextrina apresentam potencial como fonte de substâncias bioativas. Com isso, foi conduzido um estudo que envolveu o óleo essencial de C. zizanioides em complexo de inclusão em ß-CD, utilizando abordagens que vão desde o desenvolvimento tecnológico até a avaliação de suas propriedades biológicas e citotoxicidade. O objetivo foi explorar novas moléculas e insumos biologicamente ativos
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Abstract: In plant metabolism, primary metabolites are involved in vital processes that are essential for the life of the organism, such as photosynthesis and respiration. On the other hand, components of secondary metabolism, such as terpenes, flavonoids, and alkaloids, act by conferring advantages...
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Abstract: In plant metabolism, primary metabolites are involved in vital processes that are essential for the life of the organism, such as photosynthesis and respiration. On the other hand, components of secondary metabolism, such as terpenes, flavonoids, and alkaloids, act by conferring advantages for the perpetuation and survival of species in their ecosystems, and are fundamental in the interactions between plants and the environment. Many of these secondary metabolites have biological properties that make them valuable therapeutic resources. The plant Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty, formerly known as Vetiveria zizanioides (L.) Nash and popularly called vetiver grass, is used in ethnopharmacological medicine to treat various conditions, including rheumatism, sprains and infections. The essential oil extracted from the roots of C. zizanioides is widely recognized in traditional medicine for its antibiotic, antifungal, antimalarial, anti-inflammatory, antacid, carminative, stimulant and antidiabetic properties. However, the use of essential oils may present limitations due to their volatility, chemical instability and low solubility in water. In this context, modified release systems, such as encapsulation of substances in ß-cyclodextrin (ß-CD), emerge as technological alternatives to overcome these challenges. The main objective of this study was to prepare the inclusion complex of the essential oil from the roots of C. zizanioides in ß-CD, characterize its chemical constituents and evaluate the biological activities (antibacterial and cytotoxicity) of both the essential oil and the complex. The inclusion complex was prepared using the spray-dryer atomization drying technique, resulting in an inclusion percentage of 45.17% for cedr-8-en-13-ol and a yield of 19.24% for the powder of the complex. Physicochemical analyses performed by gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC-MS) showed the selective transport of some constituents of the essential oil in the complex with ß-CD, including delta-Selinene and gamma-Gurjunene epoxide, with Cedr-8-en-13-ol as the major component, recognized in the literature for its antimicrobial activity. The chemical composition of the oil allowed, through in silico analyses, the prediction of biological activities (antineoplastic, antitumor, antibacterial, antifungal and anti-inflammatory) and their mechanisms of action, such as the inhibition of cholesterol synthesis, cell wall biosynthesis and MMP9 expression. The antibacterial activity was evaluated in vitro against methicillin-resistant Staphylococcus aureus N315 (MRSA), in addition to analyses on cell viability in tumor cell lines (SK-MEL-103, melanoma and PC-3, prostate) and non-tumor cell lines in fibroblast (3T3) and keratinocyte (HaCat) cell cultures, comparing the effects of the pure essential oil and that encapsulated in ß-CD. In general, the essential oil of C. zizanioides and its inclusion complex in ß-CD showed low toxicity for the non-tumor cell lines 3T3 with IC50 values greater than 250 µg/mL and the inclusion complex of the essential oil in ß-CD showed a reduction in viability for SK-MEL-103 (IC50=73.74 µg/mL). Both the essential oil and its complex showed antibacterial action at 200 µg/mL against methicillin-resistant Staphylococcus aureus (N315). The data obtained indicate that the essential oil from the roots of C. zizanioides and its inclusion complex in ß-cyclodextrin have potential as a source of bioactive substances. Therefore, a study was conducted involving the essential oil of C. zizanioides in an inclusion complex in ß-CD, using approaches ranging from technological development to the evaluation of its biological properties and cytotoxicity. The objective was to explore new molecules and biologically active inputs
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Vinícius Paes Azevedo
Óleo essencial das raízes de Chrisopogon zizanioides (L.) Roberty (Poaceae) e seu complexo de inclusão em #- ciclodextrina como fonte de moléculas bioativas
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