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dc.creatorLeao, Dayane Alves-
dc.date.accessioned2022-09-26T13:43:33Z-
dc.date.available2022-09-26T13:43:33Z-
dc.date.issued2021-12-21-
dc.identifier.citationLEAO, Dayane Alves. Caracterização e avaliação da toxicidade da berberina encapsulada com Poloxamer 407 em Drosophila melanogaster. 2021. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Alimentos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29733-
dc.description.abstractBerberine is an isoquinoline alkaloid, of bitter taste and yellow color, presenting multiple pharmacological and biological activities, has characteristics already known as antioxidants, anti-inflammatory and neuroprotective. Its low bioavailability, water insolubility and instability limit its application, hindering its action and absorption. Therefore, nanotechnology has attracted a lot of attention because it can alter berberine absorption and modify its effects,both in vivo and ex vivo. Several techniques can be used to improve the dissolution and bioavailability of bioactive with low solubility in water, among them there are solid dispersions. However, up to now, little is known in relation to the toxicity of berberinecontaining nanoparticles in animal models. For this, Drosophila Melanogaster (DM) known as fruit fly has been used as an excellent model for the investigation of nanoparticle toxicity. Thus, the objective of this work is the production of berberine nanoparticles and to evaluate the toxicity in Drosophila Melanogaster as an alternative biological model. Berberine nanoencapsulation with the encapsulant Poloxamer 407 (P407) was obtained through the solid dispersion technique by solvent evaporation. Nanoparticles (NPs), as well as free berberine (BBR), Poloxamer 407 and physical mixture (BBR + P407) were characterized by differential scanning calorimetry (DSC), Fourier transform infrared spectrophotometry (FTIR), electronic spectroscopy in the UV-VISregion. The pH of NPs and BBR solutions was also performed within 60 days, exposed to light or stored in amber vials, in order to verify the chemical stability of the compounds. The characterization of the nanoparticles evidenced a change in the physical state of berberine free from the crystalline state to amorphus, demonstrating efficiency in encapsulation. In the analysis of DSC for free berberine we observed several thermal events, with a broad exothermic peak where they are added to the vitreous transition region (Tg), cold crystallization region and melting process (Tm), with a degree of crystalline (Xc %) 74.60%. The P407 obtained an exothermic peak early on (61.7ºC) reaching a degree of crystallinity of 124.82% and a Tg 55ºC, and both nanoparticles and physical mixture presented thermal events at the beginning. The results obtained show that the FTIR spectra in some regions showed different functional groups, with free berberine bands around 3095 cm-1 to 3600 cm-1, referring to the stretch =CH sp2, still vibrations at 2900 cm-1 referring to the CH3 methyl group in the nanoparticles and bands 2289 cm-1 and 2883 cm-1. From the monitoring of the pH of BBr NPs and free BBR solutions, it can be noted that there were no changes in 60 days of measurement. For BBR NPs stored in amber vials the pH was 5.93, while BBR NPs exposed to light the pH was 5.74, for the free BBR in amber bottle the pH=6.04 and exposed to pH=6.07 light, respectively. Thus, both BBR NPs and BBR free showed chemical stability, which was also evidenced by UVVIS in the initial and final solutions. After optimization of the synthesis conditions, unfiltered berberine NPs with a mean diameter of approximately 218.5 nm and filtered berberine NPs of 307.4 nm and Zeta potential of -3.15 and -5.34 mV were obtained. In vivo results using Drosophila Melanogaster showed that nanoparticles containing berberine promoted a significant mortality rate, whereas the treatment containing Free BBr and Free BBr_EtOH at all concentrations did not show significant changes in the survival rate when compared to the control. Change in locomotor performance of flies supplemented with Free BBr, Free BBr_EtOH, NPs BBr exhibited a dose-dependent significant motor deficit. The open field test shows that the group exposed to Free BBr and Free BBr_EtOH at a concentration of 30 µM showed lower exploratory activity when compared to the control group with NPs BBr, the concentration that showed lower exploratory activity was 10 µM. Cell viability assays showed that the survival rate with samples of Free BBr, Free BBr_EtOH and most BBr NPs were above 90%, which indicates a low cytotoxicity for all samples. In the diet supplemented using bright blue food coloring, Drosophilas Melanogaster decreased consumption in the treatment with Free BBr and in the treatments with Free BBr_EtOH and NPs BBr had a consumption greater than 90%. In ex vivo tests, there was no inhibition of acetylcholinesterase (AChE) and butyrylcholinesterase (BChE) activity. The results indicate that it was possible to encapsulate berberine in the polymeric matrix, as well as showing low toxicity, suggesting the use of alternative biological models.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/pt_BR
dc.subjectCompostos bioativospt_BR
dc.subjectColina (Química)pt_BR
dc.subjectModelos biológicospt_BR
dc.subjectMosca-das-frutaspt_BR
dc.subjectBioactive compoundspt_BR
dc.subjectCholinept_BR
dc.subjectBiological modelspt_BR
dc.subjectFruit-fliespt_BR
dc.titleCaracterização e avaliação da toxicidade da berberina encapsulada com Poloxamer 407 em Drosophila melanogasterpt_BR
dc.title.alternativeCharacterization and evaluation of the toxicity of berberine encapsulated with Poloxamer 407 in Drosophila melanogasterpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoA 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.pt_BR
dc.degree.localCampo Mourãopt_BR
dc.publisher.localCampo Mouraopt_BR
dc.publisher.localMedianeirapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0002-5057-7807pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6258569978320321pt_BR
dc.contributor.advisor1Ineu, Rafael Porto-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0001-9087-5051pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3668846018750020pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Appelt, Patrícia-
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0003-4302-534Xpt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4129085508718659pt_BR
dc.contributor.referee1Ineu, Rafael Porto-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0001-9087-5051pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3668846018750020pt_BR
dc.contributor.referee2Cunha, Mário Antônio Alves da-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-1589-7311pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3151576713472624pt_BR
dc.contributor.referee3Schneider, Sara Cristina Sagae-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4952215583363653pt_BR
dc.contributor.referee4Beneti, Stéphani Caroline-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0001-7888-5820pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/9251293083274153pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Tecnologia de Alimentospt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOSpt_BR
dc.subject.capesTecnologia de Alimentospt_BR
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