AVALIAÇÃO DA TOXICIDADE DO ALFA-TERPINEOL ENCAPSULADO EM NANOPARTÍCULAS DE SÍLICA AMINOFUNCIONALIZADAS

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Materiais

Autores

Rocha, S.M. (UFPI) ; Sousa, J.R.C. (UFPI) ; Nascimento, M.L.L.B. (UFPI) ; Sousa, J.M.C. (UFPI) ; Magalhães, J.L. (UFPI)

Resumo

O encapsulamento de fármacos visando à liberação controlada tem atraído atenção principalmente pela diminuição de efeitos colaterais e melhoria de sua eficiência. Nesse sentido, este trabalho consiste na investigação da toxicidade do α-terpineol encapsulado em nanopartículas de sílica aminofuncionalizadas (SiO2@NH2). Para isso, o α-terpineol foi encapsulado em SiO2@NH2 e o estudo da toxicidade foi realizado frente ao Bioensaio de Letalidade de Artemia salina. As SiO2@NH2 apresentaram morfologia quase esférica, com tamanho médio inferior à 100 nm e a aminofuncionalização foi confirmada pelo teste da ninidrina. Ainda, as SiO2@NH2 não apresentaram atividade tóxica, além de reduzir a toxicidade do α-terpineol, indicando sua potencialidade para futuros testes de liberação controlada.

Palavras chaves

Alfa-terpineol; SiO2@NH2; Nanotoxicologia

Introdução

O α-terpineol é um óleo essencial encontrado em espécies de plantas tais como, Melaleuca alternifolia, Salvia officinalis e Carthamus tinctorius que possui efeito analgésico, antioxidante, anti-inflamatório, anti-hipertensivo e, principalmente, anticancerígeno, atuando no bloqueio do fator de transcrição NF- kb e sendo aplicado a diferentes tipos de cânceres (HASSAN et al., 2010). Muitos fármacos aplicados como quimioterápicos apresentam como desvantagens os diversos efeitos colaterais apresentados durante o tratamento, já que o podem afetar, além das células cancerígenas, também células de órgãos sadios. Nesse sentido, plataformas de encapsulamento de fármacos têm atraído atenção da comunidade científica por permitir uma maior biodisponibilidade do fármaco ao sítio tumoral, aumentando a eficácia no tratamento e diminuindo os efeitos colaterais (ZHANG; HALL; BASTOLA, 2018). As nanopartículas de sílica (SiO2) constituem uma das plataformas mais utilizadas em sistemas de liberação de fármaco devido sua elevada área superficial, biocompatibilidade, hidrofilicidade, estabilidade térmica e química e área superficial funcionalizável (CHEN et al., 2018; TANG; CHENG, 2013). O 3-aminopropiltrietoxisilano (3-APTES), por exemplo, é composto bastante utilizado para funcionalização da superfície de nanopartículas de SiO2 que além de permitir a incorporação de grupos -NH2 à superfície das NPs, promove mudança de carga às nanopartículas (SHI et al., 2019). Dessa forma, esse trabalho consistiu no encapsulamento do α-terpineol em nanopartículas de sílica aminofuncionalizadas e avaliação da toxicidade do nanomaterial obtido frente ao bioensaio de Artemia salina.

Material e métodos

Para obtenção das NPs de sílica aminofuncionalizadas (SiO2@NH2), 380 μL de TEOS e 12 mL de etanol foram submetidos à agitação constante por 30 min. Feito isso, adicionaram-se 570 μL de NH4OH e o sistema permaneceu sob agitação por 24 h. Em seguida, adicionaram-se 400 μL de APTES e o sistema foi mantido sob agitação por 24 h. As SiO2@NH2 obtidas foram centrifugadas, lavadas e secas. Para o encapsulamento do α-Terpineol no suporte SiO2@NH2, uma mistura composta de 60 μL da solução de α-Terpineol 5% (m/m), 380 μL de TEOS e 12 mL de etanol foram submetidas à agitação constante, sob abrigo da luz, por 30 min e, então, adicionaram-se 570 μL de NH4OH. O sistema foi mantido nas condições reacionais por 24 h e, em seguida, adicionaram-se 400 μL de APTES, mantendo-se a mistura nas condições de síntese por 24 h. O nanomaterial α-Terpineol/SiO2@NH2 foi centrifugado, lavado e seco. Para o teste com Artemia salina, incubaram-se cistos do microcrustáceo em becker contendo uma mistura 50:50 de solução salina e água mineral sob arejamento constante durante 48 h à 27±3 °C. Após incubação, os náuplios ativos foram recolhidos e utilizados para o ensaio. O experimento foi realizado por diluições seriadas, onde a concentração inicial de α-terpineol foi de 800 µg/mL. Sob a luz, os náuplios sobreviventes foram contados. A mortalidade de Artemia salina foi avaliada após 24 h de exposição à substância testada. A definição da toxicidade foi baseado nas escalas de toxicidade de McLaughlin et al. (1993), em que os valores de concentração letal CL50 > 1000 µg/mL foram considerados como não tóxicos; entre 500 a 1000 µg/mL, considerou-se baixa toxicidade; moderada toxicidade para CL50 entre 100 a 500 µg/mL e, finalmente, muito tóxico ou elevada toxicidade quando a CL50 foi inferior 100 µg/mL.

Resultado e discussão

De acordo com a Microscopia Eletrônica de Varredura (Figura 1a), pode-se observar a obtenção de um material nanométrico para as SiO2@NH2 com morfologia quase esférica e tamanho médio inferior à 100 nm. A confirmação da aminofuncionalização das NPs se deu através do teste da ninidrina (Figura 1b) que é um método seguro para confirmação da presença de aminas primárias. Neste caso, a ninidrina reage com grupos -NH2 no sentido de formação de um complexo púrpura (Roxo de Ruhemann) que possui banda de absorção em 568 nm, característica desse complexo. A viabilidade realizada utilizando a Artemia salina comparou a eficiência da substância α-terpineol livre, SiO2@NH2 e α-terpineol/SiO2@NH2 (Tabela 1). O α- terpineol livre apresentou o valor de CL50 correspondente à 76,36 µg/mL. Utilizando a classificação de toxicidade de McLaughlin et al. (1993), o α- terpineol apresentou elevada toxicidade (abaixo de 100 µg/mL). Não foi observada mortalidade significante para o veículo utilizado quando comparado ao controle negativo (CN). De acordo com as faixas de toxicidade de McLaughlin et al. (1993), valores de toxicidade acima de 1000 µg/mL para estes testes são considerados como não tóxicos. Assim, os resultados apresentados mostram a não toxicidade das SiO2@NH2. Para o nanomaterial α-terpineol/SiO2@NH2, a concentração letal (CL50) foi 481,70 µg/mL, apresentando, moderada toxicidade. O aumento da CL50 quando o α-terpineol é encapsulado demonstrou uma diminuição da toxicidade do composto. Assim, com a utilização de um veículo nanoparticulado, há uma melhoria substancial da farmacocinética de medicamentos em geral, gerando uma possível diminuição de doses terapêuticas, com menores efeitos toxicológicos e tornando-o mais seguro para futuras aplicações (JONG; BORM, 2008).

a) Microscopia Eletrônica de Varredura das SiO2@NH2 e b) Espectro Eletrônico na região do UV-Vis para o teste da ninidrina.


Toxicidade das SiO2@NH2 bem como do α-Terpineol livre e encapsulado em diferentes concentrações por meio do Bioensaio de Letalidade em Artemia salina.

Conclusões

De acordo com as análises de MEV, pode-se observar a obtenção de nanopartículas de SiO2@NH2 quase esféricas com tamanho médio inferior à 100 nm. A aminofuncionalização das NPs foi confirmada pelo teste da ninidrina. Os testes de atividade tóxica mostraram que o alfa-terpineol livre apresentou elevada toxicidade, enquanto as nanopartículas de SiO2@NH2 não apresentaram atividade tóxica, além de promover a diminuição da toxicidade do alfa-terpineol encapsulado, tornando-o promissor para futuros usos terapêuticos com menores efeitos tóxicos possíveis.

Agradecimentos

Agradecemos à CAPES, CNPq e ao LAPGENIC.

Referências

CHEN, F. et al. Multifunctional nanomedicine with silica: Role of silica in nanoparticles for theranostic, imaging, and drug monitoring, Journal of Colloid and Interface Science, v. 521, p. 261-279, 2018.

HASSAN, H. B. et al. Alpha terpineol: a potential anticancer agent which acts through suppressing NF-kappaB signalling, Anticancer Res., v. 30, n. 6, p. 1911-1919, 2010.

JONG, W. H.; BORM, P. J. A. Drug delivery and nanoparticles: applications and hazards, International journal of nanomedicine, v. 3, n. 2, p. 133, 2008.

MCLAUGHLIN, J. L.; CHANG, C. Simple (bench-top) bioassays and the isolation of new chemically diverse antitumor and pesticidal agents from higher plants. In: Phytochemicals in Human Health Protection, Nutrition, and Plant Defense, Springer US, p. 89-132, 1999.

SHI, D. et al. Decorating of ultra small and recyclable nanoscale zero-valent iron on NH2-SiO2 for enhanced high-performance removal of water pollutants, Journal of Alloys and Compounds, v. 782, p. 183-192, 2019.

TANG, L.; CHENG, J. Nonporous sílica nanoparticles for nanomedicine application, Nanotoday, v. 8, p. 290-312, 2013.

ZHANG, L.; HALL, M.; BASTOLA, D. Utilizing twitter data for analysis of chemotherapy, International Journal of Medical Informatics, v. 120, 2018.