Caracterização e avaliação da toxicidade da berberina encapsulada com Poloxamer 407 em Drosophila melanogaster

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Leao, Dayane Alves
• Orientador(a): Ineu, Rafael Porto
• Banca de defesa: Ineu, Rafael Porto , Cunha, Mário Antônio Alves da , Schneider, Sara Cristina Sagae , Beneti, Stéphani Caroline
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Campo Mourao; Medianeira
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Alimentos
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Compostos bioativos; Colina (Química); Modelos biológicos; Mosca-das-frutas; Bioactive compounds; Choline; Biological models; Fruit-flies
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29733

A berberina é um alcaloide isoquinolínico, de sabor amargo e cor amarela, apresentando múltiplas atividades farmacológicas e biológicas. Possui características conhecidas como antioxidantes, anti-inflamatórias e neuroprotetora. Sua baixa biodisponibilidade, insolubilidade em água e instabilidade limitam sua aplicação, dificultando sua ação e absorção. Sendo assim, a nanotecnologia tem atraído muita atenção porque pode alterar a absorção da berberina e modificar seus efeitos, tanto in vivo quanto ex vivo. Várias técnicas podem ser usadas para melhorar a dissolução e biodisponibilidade de bioativo pouco solúveis em água, dentre elas existe as dispersões sólidas. Entretanto, até o momento pouco é conhecido em relação a toxicidade das nanopartículas contendo berberina em modelos de animais. Para isso, a Drosophila Melanogaster (DM) conhecida como mosca da fruta, é usada como um excelente modelo para a investigação da toxicidade de nanopartículas entre outros. Assim, o objetivo desse trabalho é a produção de nanopartículas de berberina e avaliar a toxicidade em Drosophila Melanogaster como um modelo biológico alternativo. A nanoencapsulação da berberina com o encapsulante Poloxamer 407 (P407) foi obtida através da técnica de dispersão sólida por evaporação do solvente. As nanopartículas (NPs), assim como a berberina livre (BBR), Poloxamer 407 e a mistura física (BBR + P407) foram caracterizados pelas técnicas de calorimetria diferencial de varredura (DSC), espectrofotometria no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia eletrônica na região do UV-VIS. Também foi realizado a determinação do pH de soluções NPs e BBR livre no período de 60 dias, expostas a luz ou armazenadas em frascos âmbar, a fim de verificar a estabilidade química dos compostos. A caracterização das nanopartículas evidenciou uma mudança no estado físico da berberina livre do estado cristalino para o amorfo, demonstrando eficiência na encapsulação. Nas análises de DSC para berberina livre foram observados vários eventos térmicos, com um pico amplo exotérmico onde estão agregados à região de transição vítrea (Tg), região de cristalização fria e processo de fusão (Tm), com um grau de cristalinidade (Xc %) de 74,60%. O P407 obteve um pico exotérmico logo no início (61,7ºC) atingindo um grau de cristalinidade de 124,82% e uma Tg 55ºC, e tanto a nanopartículas quanto a mistura física também apresentaram eventos térmicos no início. Os resultados obtidos mostram que os espectros do FTIR em algumas regiões apresentaram grupos funcionais diferentes, com bandas a berberina livre em torno de 3095 cm-1 a 3600 cm-1, referentes ao estiramento =C-H sp2, ainda vibrações em 2900 cm-1 referentes ao grupo metila CH3 nas nanopartículas e bandas 2289 cm-1 e 2883 cm-1. A partir do monitoramento do pH das soluções de NPs BBR e BBR livre, pode-se notar que não ocorreu alterações em 60 dias de medida. Para as NPs BBR armazenadas em frascos âmbar o pH foi de 5,93, enquanto as NPs BBR expostas a luz o pH foi de 5,74, para a BBR livre em frasco âmbar o pH=6,04 e exposto a luz pH=6,07, respectivamente. Assim, tanto as NPS BBR e a BBR livre apresentaram estabilidade química, o que foi também evidenciado por UV-VIS nas soluções iniciais e finais. Após otimização das condições de síntese, foram obtidas NPs de berberina sem filtração com o diâmetro médio de aproximadamente 218,5 nm e NPs de berberina filtrada 307,4 nm e potencial Zeta de -3,15 e -5,34 mV.Resultados in vivo utilizando Drosophila Melanogaster demonstraram que as nanopartículas contendo berberina BBr Livre e BBr Livre_EtOH em todas as concentrações não apresentaram alterações significativas na taxa de sobrevivência quando comparadas ao controle. Mudança no desempenho locomotor das moscas suplementadas com BBr Livre, BBr Livre_EtOH, NPs BBr exibiram um déficit motor significativo dependente da dose. O teste de campo aberto mostra que o grupo exposto à BBr Livre e BBr Livre_EtOH a concentração de 30 µM apresentou menor atividade exploratória quando comparado ao grupo controle já NPs BBr a concentração que apresentou menor atividade exploratória foi a de 10 µM. Ensaios de viabilidade celular mostraram que o índice de sobrevivência com amostras de BBr Livre, BBr Livre_EtOH e NPs BBr a maioria foram acima de 90%, o que indica uma baixa citotoxicidade para todas as amostras. Na dieta suplementada utilizando corante alimentar azul brilhante as Drosophila Melanogaster diminuíram o consumo no tratamento com BBr Livre e nos tratamentos com BBr Livre_EtOH e NPs BBr teve um consumo maior que 90%. Nos testes ex vivo, não houve inibição na atividade da acetilcolinesterase (AChE) e da butirilcolinesterase (BChE). Os resultados indicam que foi possível encapsular a berberina na matriz polimérica, que mostrou baixa toxicidade, sugerindo o uso de modelos biológicos alternativos.