Nanoemulsões contendo terpenos como potenciais larvicidas e repelentes contra Aedes aegypti (linnaeus, 1762)
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Coorientador
Pinto, Mara Cristina 
Pós-graduação
Curso de graduação
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Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
O Aedes aegypti L. é um inseto de extrema importância médica, sendo o vetor de diversas doenças que representam um grave problema para a saúde pública em todo o mundo, incluindo a dengue, a zika, a chikungunya e a febre amarela. A prevenção dessas arboviroses é fundamental, e repelentes e agentes larvicidas são ferramentas essenciais nesse esforço. Historicamente, compostos derivados de plantas medicinais, notadamente os óleos essenciais (OEs), têm sido utilizados como inseticidas e repelentes. Os OEs são ricos em terpenos, como os monoterpenos e sesquiterpenos, que são substâncias de baixo peso molecular e alta volatilidade. Entre os monoterpenos, o mirceno e o p-cimeno destacam-se pelas suas propriedades inseticidas e repelentes. No entanto, esses compostos apresentam baixa solubilidade em água e instabilidade, o que limita sua aplicação prática. Nesse contexto, a nanotecnologia surge como uma estratégia promissora para melhorar a solubilidade desses terpenos em água, além de proteger e entregar esses ativos de maneira eficaz. A presente tese concentrou-se no desenvolvimento de nanoemulsões contendo p-cimeno e mirceno, com o objetivo de avaliar sua atividade larvicida e repelente frente ao Aedes aegypti L. Um método analítico robusto foi desenvolvido por cromatografia líquida para a quantificação precisa desses terpenos. As nanoemulsões apresentaram tamanho de gotícula em torno de 120 nm e estabilidade mantida por até 60 dias após a obtenção. Além disso, demonstraram ser citocompatíveis com a linhagem celular HaCat, indicando baixa toxicidade para as células humanas. Os testes de toxicidade em larvas de Galleria mellonella e Zebrafish também revelaram baixa toxicidade aguda, consolidando a segurança dessas formulações. Os hidrogéis desenvolvidos a partir das nanoemulsões apresentaram pelo estudo reológico comportamento pseudoplástico e tixotropia, tornando-os adequados para aplicação tópica. Dentre os hidrogéis, o constituído de carboximetilcelulose (CMC) foi escolhido para testes repelentes devido às suas características sensoriais favoráveis e propriedades bioadesivas. Os hidrogéis exibiram liberação controlada e baixa permeação de p-cimeno e mirceno, demonstrando uma atividade repelente significativa contra mosquitos adultos. Nos experimentos de repelência espacial os ativos livres apresentaram respostas opostas, o p-cimeno apresentou atividade atrativa e o mirceno apresentou atividade repelente. Por outro lado, os hidrogéis contendo estes mesmos ativos apresentaram um potencial promissor como repelentes, com evidências de ancoragem molecular em um receptor odorante, um alvo tradicional de atividade repelente. Esses resultados indicam que as formulações desenvolvidas neste estudo têm um potencial notável para o controle eficaz do A. aegypti, contribuindo para a prevenção de doenças transmitidas por mosquitos. A aplicação bem-sucedida da nanotecnologia na formulação de nanoemulsões e hidrogéis não apenas melhorou a eficácia dessas formulações, mas também a sua segurança e aceitabilidade. Em conjunto, este estudo representa uma abordagem promissora para o desenvolvimento de estratégias mais eficazes e seguras no combate às doenças transmitidas por mosquitos, com aplicações significativas na saúde pública global.
Resumo (inglês)
Aedes aegypti L. is a medically significant insect, serving as the vector for various diseases that pose a serious global public health challenge, including dengue, Zika, chikungunya, and yellow fever. Preventing these arboviruses is paramount, with repellents and larvicidal agents being essential tools in this endeavor. Historically, compounds derived from medicinal plants, notably essential oils (EOs), have been used as insecticides and repellents. EOs are rich in terpenes, such as monoterpenes and sesquiterpenes, which are low-molecular-weight, highly volatile substances. Among monoterpenes, myrcene and cymene stand out for their insecticidal and repellent properties. However, these compounds have low water solubility and stability, limiting their practical application. In this context, nanotechnology emerges as a promising strategy to enhance the water solubility of these terpenes and effectively deliver and protect these active agents. This thesis focused on developing nanoemulsions containing cymene and myrcene, with the aim of evaluating their larvicidal and repellent activity against Ae. aegypti L. A robust analytical method was developed using liquid chromatography for precise quantification of these terpenes. The nanoemulsions exhibited particle sizes around 120 nm and stability maintained for up to 60 days post-preparation. Furthermore, they demonstrated cytocompatibility with the HaCat cell line, indicating low toxicity to human cells. Toxicity tests on Galleria mellonella and Zebrafish larvae also revealed low acute toxicity, reaffirming the safety of these formulations. Hydrogels developed from the nanoemulsions exhibited pseudoplastic behavior and thixotropy according to rheological studies, making them suitable for topical application. Among the hydrogels, the one composed of carboxymethylcellulose (CMC) was selected for repellent tests due to its favorable sensory characteristics and bioadhesive properties. The hydrogels demonstrated controlled release and low permeation of cymene and myrcene, showing significant repellent activity against adult mosquitoes. In spatial repellency experiments, the free active agents yielded contrasting responses; cymene exhibited attractive activity, whereas myrcene demonstrated repellent activity. Conversely, hydrogels containing these same active agents displayed promising potential as repellents, with evidence of molecular anchoring in an odorant receptor, a traditional target for repellent activity. These findings indicate that the formulations developed in this study have notable potential for the effective control of Ae. aegypti L., contributing to the prevention of mosquito-borne diseases. The successful application of nanotechnology in formulating nanoemulsions and hydrogels not only improved the efficacy of these formulations but also their safety and acceptability. In combination, this study represents a promising approach for the development of more effective and safer strategies in combating mosquito-borne diseases, with significant applications in global public health.
Descrição
Palavras-chave
monoterpenos, p-cimeno, mirceno, hidrogel, docking molecular
Idioma
Português
