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Type: Dissertação
Title: Microcápsula polissacarídica à base de pectina da citrus sinensis contendo extrato oleoso da polpa do euterpe oleracea para o carreamento de paclitaxel
Title in English: Polysaccharide microcapsule based on citrus sinensis pectin containing oily extract from euterpe oleracea pulp for the transport of paclitaxel
Authors: Silva, Antonio Lucas Freitas
Advisor: Ricardo, Nágila Maria Pontes Silva
Co-advisor: Rebouças, Louhana Moreira
Keywords in Brazilian Portuguese : Paclitaxel;Microcápsula;Anticâncer;Pectina
Keywords in English : Paclitaxel;Microcapsule;Anticancer;Pectin
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Issue Date: 2025
Citation: SILVA, Antonio Lucas Freitas. Microcápsula polissacarídica à base de pectina da citrus sinensis contendo extrato oleoso da polpa do euterpe oleracea para o carreamento de paclitaxel. 2025. 118 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026.
Abstract in Brazilian Portuguese: O paclitaxel (Taxol®), usado contra diversos cânceres, causa efeitos adversos devido ao excipiente e à baixa solubilidade aquosa, limitando sua administração por via intravenosa devido à baixa biodisponibilidade oral. Os materiais nanoestruturados são uma alternativa promissora para o transportar, melhorando a sua dispersão, estabilidade e eficácia, enquanto minimiza os efeitos adversos associados à formulação convencional. O objetivo desta pesquisa foi sintetizar microcápsulas polissacarídicas em pó para o transporte de paclitaxel (PTX) utilizando uma nanoemulsão, preparada com o extrato oleoso da polpa do açaí (EOA), e pectina da laranja (PLJ) como material de parede da microcápsula. Para isso, foi realizado a extração e caracterização das matérias-primas. Em seguida, foi realizado um estudo experimental que selecionou as nanoemulsões N11A (com PTX) e N11C (controle) que, posteriormente, deram origem às respectivas microcápsulas M11-A e M11-C secas em spray dryer. As formulações foram caracterizadas por Espectroscopia de Absorção no Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC), Difração de Raios-x (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). A eficiência de encapsulação (EE%) das formulações foi determinada pela técnica de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC). Foi também realizado o estudo cinético de liberação in vitro da M11-A e do PTX puro. Determinou-se à citotoxicidade in vitro (método do MTT) em culturas de células tumorais e avaliou a segurança não clínica em zebrafish das M11-A e M11-C. A análise de DLS das nanoemulsões e microcápsulas redispersas em água mostrou que os tamanhos das partículas variaram entre 157 e 220 nm. As técnicas de FT-IR, DSC e DRX evidenciaram o encapsulamento do PTX, ao passo que a técnica de HPLC determinou uma EE% de 99,87% (N11A) e 83,72% (M11-A). A análise por MEV demonstrou que as microcápsulas apresentaram um tamanho de 3,1 ± 1,2 µm (M11-C) e 3,0 ± 1,3 µm (M11-A). A análise de MET da M11-A redispersa em água mostrou um tamanho médio de 0,55 ± 0,34 µm. A M11-A apresentou um perfil de liberação controlada in vitro, com quantidade acumulada de PTX igual a 9,92 ± 0,95% em 72 h, diferentemente do PTX livre (31,99 ± 4,79%). A M11 A apresentou maior citotoxicidade em relação ao PTX não encapsulado, com valores de IC50 iguais a 0,33 (HL-60), 0,98 (HCT-116), e 2,30 (PC-3) ng mL-1, e não foi tóxico em L-929. In vivo, as formulações não alteraram a locomoção nem foram tóxicas ao zebrafish. A M11-A mostrou-se promissora para o tratamento do câncer, com potencial terapêutico para minimizar os efeitos adversos do PTX.
Abstract: Paclitaxel (Taxol®), used against various cancers, causes adverse effects due to its excipient and low aqueous solubility, limiting its administration to the intravenous route (low oral bioavailability). Nanostructured materials are a promising alternative for transporting drugs, improving their dispersion, stability, and efficacy while minimizing the adverse effects associated with conventional formulations. The aim of this research was to synthesize polysaccharide powder microcapsules for the transport of paclitaxel (PTX) using a nanoemulsion prepared with the oily extract of açaí pulp (EOA) and orange pectin (PLJ) as a wall material. To this end, the raw materials were extracted and characterized. Next, an experimental study was conducted that selected nanoemulsions N11A (with PTX) and N11C (control), which subsequently gave rise to the respective microcapsules M11-A and M11-C dried in a spray dryer. The formulations were characterized by Fourier Transform Infrared Absorption Spectroscopy (FT-IR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Transmission Electron Microscopy (TEM). The encapsulation efficiency (EE%) of the formulations was determined using the High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) technique. An in vitro release kinetics study was also carried out on M11-A and pure PTX. In vitro cytotoxicity (MTT method) was determined in tumor cell cultures. Non-clinical safety assessment of M11-A and M11-C in zebrafish was performed. DLS analysis of the nanoemulsions and microcapsules redispersed in water showed that the particle sizes ranged from 157 to 220 nm. The FT-IR, DSC and XRD techniques showed the encapsulation of PTX, while the HPLC technique determined an EE% of 99.87 and 83.72% for the N11A and M11-A formulations, respectively. SEM analysis showed that the microcapsules were between 1.12 and 3.06 µm in size. MET analysis of M11-A redispersed in water showed an average particle size of 0.55 ± 0.34 µm. M11-A showed a controlled release profile in vitro, with an accumulated amount of PTX equal to 9.92 ± 0.95% during the 72 h of the experiment, unlike free PTX (31.99 ± 4.79%). M11-A showed greater cytotoxicity than non-encapsulated PTX, with IC50 values of 0.33 (HL-60), 0.98 (HCT-116), and 2.30 (PC-3) ng mL-1, and was not toxic in L-929. In vivo, the formulations did not alter locomotion nor were they toxic to zebrafish. M11-A has shown promise for cancer treatment, with therapeutic potential to minimize the adverse effects of PTX.
Description in Brazilian Portuguese: O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/84216
Author's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5331-6960
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/4156595141881466
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1849-5403
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/6703037457253125
Co-advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7364-9474
Co-advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/6471543020332363
Access Rights: Acesso Aberto
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