Nanoemulsão contendo hesperitina: desenvolvimento, caracterização e avaliação de seus efeitos anti-inflamatório e pró-osteogênico

Imagem de Miniatura

Data

2023-10-31

Título da Revista

ISSN da Revista

Título de Volume

Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

Terapias alternativas associando produtos naturais e nanobiotecnologias abrem novas perspectivas para liberação controlada das drogas. Dentro deste contexto, nanoemulsões (NE) apresentam resultados promissores devido ao seu desenho estrutural e destacadas propriedades biológicas. A hesperitina (HT) é um metabolito da hesperidina, encontrado principalmente em frutas cítricas, com diversas propriedades biológicas tais como antioxidante, anti-inflamatória, anticancerígena, neuroprotetora, analgésica e com capacidade osteogênica. Em função dos efeitos terapêuticos da hesperitina, associado às caraterísticas promissoras das NE, o objetivo do presente estudo foi desenvolver uma nanoemulsão contendo hesperitina (NE-HT) com a finalidade de melhorar suas propriedades farmacodinâmicas e assim obter um material biocompatível e bioativo. Por outro lado, o estímulo elétrico (EE) tem mostrado efeitos promissores no comportamento celular, melhorando funções no metabolismo ósseo. Desta forma, consideramos que uma associação entre a NE-HT e EE pode sugerir uma melhora dos efeitos um do outro. Inicialmente, no estudo 1, NE-HT foi sintetizada e caracterizada, sua eficiência de encapsulação e morfologia foram avaliadas e seus efeitos sobre a osteogêneses foram determinados em linhagem celular de osteoblastos humanos através da proliferação celular, formação de nódulos mineralizados, expressão de genes reguladores do metabolismo ósseo, organização e maturação de colágeno e atividade da fosfatase alcalina (FAL). No estudo 2, foi avaliada a ação da HT em sua forma livre e da NE-HT associadas ou não com estímulo elétrico (EE) no comportamento de osteoblastos humanos MG63, através da análise da adesão celular, proliferação celular, atividade da fosfatase alcalina e migração celular. Finalmente, no estudo 3, a ação da NE-HT na expressão de mediadores inflamatórios e matirz metaloproteinases (MMPs), foi avaliada em monócitos/macrófagos humanos estimulados por Fusobacterium nucleatum. Os dados numéricos, obtidos pela aplicação dos protocolos laboratoriais, foram submetidos à análise estatística específica utilizando-se o software GraphPad Prism, e todos os testes desse estudo serão aplicados com nível de significância de 5 % (p<0.05). Os resultados mostraram que a nossa NE-HT apresenta índices de caracterização ideais e estáveis, além de uma eficiência de encapsulação de 74.07 ± 5,33%. Além disso o seu efeito benéfico na osteogênese foi comprovado pelo aumento dos parâmetros avaliados, ou aceleração dos mesmos. Já a associação da NE-HT com o EE mostra um melhor efeito do EE, ao permitir que uma alta voltagem de EE possa ser usada em osteoblastos não interferindo na adesão celular, aumentando a proliferação e melhorando os índices de atividade da FAL, além de mostrar um maior efeito da NE-HT na migração celular quando comparada a HT na forma livre. E por fim, a ação da NE-HT contra a inflamação pode ser comprovada pela redução das taxas de expressão de mediadores inflamatórios e MMPs. Portanto, podemos concluir que a NE-HT desenvolvida no presente estudo foi adequadamente caraterizada e sua aplicação direta ou associada a EE apresentam-se como potencial tratamento para doenças inflamatórias que envolvem o osso, porém, mais estudos in vitro e in vivo são necessários.
Alternative therapies combining natural products and nanobiotechnologies open new perspectives to controlled drug release. In this context, nanoemulsions (NE) show promising results due to their structural design and outstanding biological properties. Hesperetin (HT) is a metabolite of hesperidin, found mainly in citrus fruits, with several biological properties such as antioxidant, anti-inflammatory, anticancer, neuroprotective, analgesic, and osteogenic capacity. Due to the therapeutic effects of hesperetin, associated with the promising characteristics of NE, the present study aimed to develop a hesperetin-loaded nanoemulsion (HT-NE) to improve its pharmacodynamic properties and thus obtain a biocompatible and bioactive drug. On the other hand, electrical stimulation (ES) has been shown promising effects on cell behavior, enhancing bone metabolism functions. In this way, we consider that an association between the HT-NE and ES provides the possibility that both can enhance the effects of each other. At first, in study 1 the HT-NE was synthesized and characterized, its encapsulation efficiency and morphology were evaluated, and its effects on osteogenesis were determined, in human osteoblasts cell line, through cell proliferation, formation of mineralized nodules, expression of regulator genes to bone metabolism, collagen quantification, and alkaline phosphatase activity. In study 2, the effects of HT in its free form and HT-NE associated or not with ES were evaluated in human osteoblasts MG63 behavior, through the analysis of cell adhesion, cell proliferation, alkaline phosphatase (ALP) activity, and cell migration. Finally, in study 3, the action of HT-NE on the expression of inflammatory mediators and matrix metalloproteinases (MMPs) was evaluated in human monocytes/macrophages stimulated by Fusobacterium nucleatum. The numerical data, obtained by applying the laboratory protocols, was subjected to specific statistical analysis using the GraphPad Prism software, and all tests in this study was applied with a significance level of 5% (p <0.05). Our results shows ideal and stable indexes of charachterization, besides of an encapsulation efficiency of 74.07 ± 5,33%. Besides that, its benefic effect on osteogenesis was proved by the increase of evaluated assays, or the acceleration of them. The association of HT-NE with ES showed a better effect of ES, allowing high voltage to be used in human osteoblasts, not interfering the cells adhesion, increasing cell proliferation and enhancing ALP activity, besides of showing a higher effect of HT -NE in cell migration when compared with free HT. Finally, the HT-NE effect against inflammation can be proved by de reduction of inflammatory mediators and MMPs. For this reason, we can conclude that the HT-NE developed in this study was properly characterized and its direct application or its association with ES can be consider as a potential treatment to inflammatory diseases affecting bone, although in vitro and in vivo studies are necessary.

Descrição

Palavras-chave

Doenças periodontais, Flavonoides, Nanopartículas, Regeneração Óssea, Inflamação, Periodontal diseases, Flavonoids, Nanoparticles, Bone regeneration, Inflammation

Como citar

Imbriani MJM. Nanoemulsão contendo hesperitina: Desenvolvimento, caracterização e avaliação de seus efeitos anti-inflamatório e pró-osteogênico [dissertação de mestrado]. Araraquara: Faculdade de Odontologia da UNESP; 2023.