Métodos alternativos aos mamíferos para avaliação da toxicidade do ácido gálico em solução e em formulação cosmética

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Data

2020-09-29

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Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

O envelhecimento cutâneo é um processo natural que possui causas internas e externas, dentre elas encontra-se o aumento do estresse oxidativo do organismo que gera danos celulares permanentes. Para minimizar os efeitos das espécies reativas de oxigênio (EROs), os antioxidantes são utilizados para neutralizar estas moléculas e retardar o envelhecimento cutâneo. Novas pesquisas vêm ocorrendo na busca de novas moléculas com atividade antioxidante, sobretudo busca-se substâncias de origem natural que possuam eficácia antioxidante comprovada. Nesse sentido, o ácido gálico (AG), metabólito secundário de vegetais, demonstrou alta capacidade antioxidante, sendo um ativo promissor para formulações cosméticas. Além de sua alta eficácia antioxidante, o AG possui atividade antifúngica, antimicrobiana, antiviral e anti-inflamatória que associadas aos cosméticos trariam grandes benefícios aos consumidores. Para que um novo produto cosmético seja incorporado ao mercado são necessários ensaios que demonstrem sua segurança ao consumidor. Em razão disso, ensaios de toxicidade, corrosão e irritação são realizados para garantir que o produto esteja salvo de tais reações ao ser humano. Estes ensaios possuem o histórico de terem sido realizados em animais mamíferos, contudo, devido a questões éticas, estas metodologias vêm sendo substituídas por métodos alternativos. Dentre os métodos alternativos disponíveis atualmente encontram-se culturas celulares, o nematoide Caenorhabditis elegans e o inseto Galleria mellonella. O presente estudo teve como objetivo avaliar a toxicidade do AG nestes métodos e modelos alternativos aos mamíferos. Para os ensaios de citotoxicidade utilizou-se das linhagens celulares de queratinócitos humanos (HaCaT), fibroblastos de derme humana (HDFa) e de hepatocarcinoma humano (HepG2). O ensaio de toxicidade com C. elegans foi realizado por contato com o AG em solução e G. mellonella foi submetido à avaliação da toxicidade do AG em solução administrada por via injetável e em emulsão óleo/água aplicada nas larvas através da via tópica. Concluiu-se que o modelo C. elegans demonstrou maior sensibilidade ao AG, seguido das linhagens celulares HaCat, HepG2 e HDFa, respectivamente. Galleria mellonella se mostrou uma metodologia promissora para ensaios de toxicidade de cosméticos por via tópica, sendo necessárias pesquisas futuras que validem sua utilização.
Skin aging is a natural process that has internal and external causes, among them encounter the increase of the oxidative stress of the organism that generates permanent cellular damage. To minimize the effects of reactive oxygen species (ROS), antioxidants are used to neutralize these molecules and delay the cutaneous aging. New researches have been going on in the search of new molecules with antioxidant activity, it mainly searches for substances of natural origin that possess proven antioxidant efficacy. In this sense, gallic acid (GA), secondary vegetable metabolite, demonstrated high antioxidant capacity, being a promising active for cosmetic formulations. Besides its high antioxidant efficacy, the GA has antifungal, antimicrobial, antiviral and anti-inflammatory activity and which associated with cosmetics would bring great benefits to consumers. In order for a new cosmetic product to be incorporated to the market, it is necessary tests that demonstrate its safety to the consumer. Because of that, toxicity, corrosion and irritation tests are carried out to ensure that the product is safe from such reactions to humans. These tests have a history of being performed on mammalian animals, however, due to ethical issues, these methodologies are being replaced by alternative methods. Among the alternative methods currently available are cellular cultures, the nematoid Caenorhabditis elegans and the insect Galleria mellonella. The present study aimed to evaluate the toxicity of the GA in these methods and alternative models to the mammals. For the cytotoxicity assays human keratinocyte cell lines (HaCaT), human dermis fibroblasts (HDFa) and human liver cancer cell line (HepG2) were used. The toxicity test with C. elegans was performed with the GA in solution and G. mellonella was submitted to the evaluation of the toxicity of the GA in solution administered through the injectable route and in oil/water emulsion applied to the larvae through the topical route. The results identified for IC50 of the GA for the HaCat, HDFa and HepG2 cell lines were 182.5, 303.4 and 265.1 μg/mL, respectively, in 24 h treatment and 138.8, 247.0 and 207.8 μg/mL in 48 h. For the in vivo method C. elegans the CL50 was 16.08 μg/mL in 96 h and for G. mellonella the DL50 was higher than 920 mg/Kg both by injection and topical route. Moreover, G. mellonella larvae showed no change in cellular immune response, represented by the number of hemocytes when treated with concentrations between 50 and 200 μg/larva by injection and topical route. On the other hand, the humoral response of the larvae was altered by the observation of melanization when treated with 100, 150 and 200 μg/larva of GA by injection and with 150 and 200 μg/larva of GA by topic application. It was concluded that the methodology C. elegans demonstrated higher sensitivity to GA, followed by the HaCat, HepG2 and HDFa cell lines, respectively. Galleria mellonella has shown to be a promising methodology for topical toxicity testing of cosmetics, requiring future research to validate its use.

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Palavras-chave

Galleria mellonella, Caenorhabditis elegans, HaCat, HDFa, HepG2, Ácido gálico, Aplicação tópica, gallic acid

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