Avaliação da teratogenicidade e toxicidade em peixe-zebra (danio- rerio) do extrato bruto rico em carotenoides de melão cantaloupe (cucumis melo l.) e nanonoencapsulado em gelatina
Cantaloupe melon has an orange pulp rich in carotenoids, which can promote several beneficial effects on human health. However, carotenoids are extremely unstable in the presence of oxygen, light, and heat, which may reduce their bioactive properties. In this context, nanoencapsulation is an exce...
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| Autor principal: | |
|---|---|
| Outros Autores: | |
| Formato: | Dissertação |
| Idioma: | pt_BR |
| Publicado em: |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
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| Assuntos: | |
| Endereço do item: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/55890 |
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Repositório Institucional |
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Cucurbitaceae β-caroteno Nanoencapsulação Embriotoxicidade CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS |
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Cucurbitaceae β-caroteno Nanoencapsulação Embriotoxicidade CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS Pais, Tatiana dos Santos Avaliação da teratogenicidade e toxicidade em peixe-zebra (danio- rerio) do extrato bruto rico em carotenoides de melão cantaloupe (cucumis melo l.) e nanonoencapsulado em gelatina |
| description |
Cantaloupe melon has an orange pulp rich in carotenoids, which can promote several
beneficial effects on human health. However, carotenoids are extremely unstable in the
presence of oxygen, light, and heat, which may reduce their bioactive properties. In this
context, nanoencapsulation is an excellent strategy to ensure the preservation and
enhancement of bioactive effects. On the other hand, one of the major current concerns
is related to the toxicity effects of these nanoparticles. Therefore, this study aimed to
evaluate the teratogenicity of the crude extract rich in carotenoids from Cantaloupe melon
(CE) and of the porcine gelatin-based nanoparticles containing CE (EPG) in an animal
model of zebrafish (Danio rerio). The CE was obtained from Cantaloupe melon (Cucumis
melo L.) in processes that involved drying the melon pulp (55 ̊C/24 h) to obtain flour,
maceration in ethanol (1:4 w/v) and partition in hexane (1:1 v/v). The nanoparticles were
obtained using the oil-in-water (O/W) emulsification technique. For the characterization
of nanoparticles in terms of morphology, chemical interactions, particle size and
encapsulation efficiency, Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform
Infrared Spectroscopy (FTIR), Laser Diffraction and Incorporation Efficiency (IE)
analyses were carried out, respectively. In the experiments in an animal model with
zebrafish, for the embryotoxicity test, the 308 embryos, divided into seven groups, were
exposed to concentrations of 12.5 mg/L and 50.0 mg/L of CE and EPG during 96 hours
post fertilization (hpf) and seven days post fertilization (dpf) the optomotor test was
performed. In the toxicity tests with adult zebrafish, the 60 fish were divided into six
groups exposed to 12.5 mg/L and 50.0 mg/L of CE and EPG for 96 hours, and then
submitted to light/dark neurotoxicity, new and social tank. Based on the characterization
results, EPG showed an IE of 94% (4.04), a smooth surface without depressions, a
diameter of 88.7 nm (7.02), and a polydispersion index of 0.41 (0.03). FTIR evidenced
the emergence of new vibrational bands in EPG compared to CE, demonstrating new
chemical interactions. In animal model experiments, no anomalies were observed after
exposure to 96 hpf, in the groups treated with CE and EPG, and heartbeats remained
between 132 and 138 rpm within the expected range for embryos, similar to the negative
control and DMSO groups. The groups that received CE and EPG did not show significant
morphological alterations. The mortality level was below 20%, revealing neither an
embryotoxic nor teratogenic character for CE and EPG in the concentrations used. There
was a significant improvement in the visual motor response of larvae exposed to CE and
EPG, which can be attributed to the antioxidant power and vitamin A precursor of
carotenoids. No adverse effects were identified on the behavior of adults, all were similar
to the behavior of the control group, without signs of anxiety, stress, or changes in
swimming, speed or sociability that would indicate any toxicity. Therefore, it was found
that CE and EPG maintained characteristics found in previous studies, proving the
method's reproducibility. There were no signs of teratogenicity, cardiotoxicity, or
neurotoxicity in the larvae, and both CE and EPG improved cognitive function and
response in the evaluated model. Adult fish showed no signs of anxiety or any other
evidence of toxicity, showing that CE and EPG are potentially safe. |
| author2 |
Morais, Ana Heloneida de Araújo |
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Morais, Ana Heloneida de Araújo Pais, Tatiana dos Santos |
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| author |
Pais, Tatiana dos Santos |
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Pais, Tatiana dos Santos |
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Avaliação da teratogenicidade e toxicidade em peixe-zebra (danio- rerio) do extrato bruto rico em carotenoides de melão cantaloupe (cucumis melo l.) e nanonoencapsulado em gelatina |
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Universidade Federal do Rio Grande do Norte |
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2023 |
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ri-123456789-558902023-12-13T19:30:47Z Avaliação da teratogenicidade e toxicidade em peixe-zebra (danio- rerio) do extrato bruto rico em carotenoides de melão cantaloupe (cucumis melo l.) e nanonoencapsulado em gelatina Pais, Tatiana dos Santos Morais, Ana Heloneida de Araújo http://lattes.cnpq.br/8562758282690525 https://orcid.org/0000-0002-6460-911X http://lattes.cnpq.br/1233944493334651 Passos, Thais Souza https://orcid.org/0000-0003-2054-1544 http://lattes.cnpq.br/9685790797554876 Camillo, Christina da Silva Silva, Kelly Alencar Cucurbitaceae β-caroteno Nanoencapsulação Embriotoxicidade CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS Cantaloupe melon has an orange pulp rich in carotenoids, which can promote several beneficial effects on human health. However, carotenoids are extremely unstable in the presence of oxygen, light, and heat, which may reduce their bioactive properties. In this context, nanoencapsulation is an excellent strategy to ensure the preservation and enhancement of bioactive effects. On the other hand, one of the major current concerns is related to the toxicity effects of these nanoparticles. Therefore, this study aimed to evaluate the teratogenicity of the crude extract rich in carotenoids from Cantaloupe melon (CE) and of the porcine gelatin-based nanoparticles containing CE (EPG) in an animal model of zebrafish (Danio rerio). The CE was obtained from Cantaloupe melon (Cucumis melo L.) in processes that involved drying the melon pulp (55 ̊C/24 h) to obtain flour, maceration in ethanol (1:4 w/v) and partition in hexane (1:1 v/v). The nanoparticles were obtained using the oil-in-water (O/W) emulsification technique. For the characterization of nanoparticles in terms of morphology, chemical interactions, particle size and encapsulation efficiency, Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Laser Diffraction and Incorporation Efficiency (IE) analyses were carried out, respectively. In the experiments in an animal model with zebrafish, for the embryotoxicity test, the 308 embryos, divided into seven groups, were exposed to concentrations of 12.5 mg/L and 50.0 mg/L of CE and EPG during 96 hours post fertilization (hpf) and seven days post fertilization (dpf) the optomotor test was performed. In the toxicity tests with adult zebrafish, the 60 fish were divided into six groups exposed to 12.5 mg/L and 50.0 mg/L of CE and EPG for 96 hours, and then submitted to light/dark neurotoxicity, new and social tank. Based on the characterization results, EPG showed an IE of 94% (4.04), a smooth surface without depressions, a diameter of 88.7 nm (7.02), and a polydispersion index of 0.41 (0.03). FTIR evidenced the emergence of new vibrational bands in EPG compared to CE, demonstrating new chemical interactions. In animal model experiments, no anomalies were observed after exposure to 96 hpf, in the groups treated with CE and EPG, and heartbeats remained between 132 and 138 rpm within the expected range for embryos, similar to the negative control and DMSO groups. The groups that received CE and EPG did not show significant morphological alterations. The mortality level was below 20%, revealing neither an embryotoxic nor teratogenic character for CE and EPG in the concentrations used. There was a significant improvement in the visual motor response of larvae exposed to CE and EPG, which can be attributed to the antioxidant power and vitamin A precursor of carotenoids. No adverse effects were identified on the behavior of adults, all were similar to the behavior of the control group, without signs of anxiety, stress, or changes in swimming, speed or sociability that would indicate any toxicity. Therefore, it was found that CE and EPG maintained characteristics found in previous studies, proving the method's reproducibility. There were no signs of teratogenicity, cardiotoxicity, or neurotoxicity in the larvae, and both CE and EPG improved cognitive function and response in the evaluated model. Adult fish showed no signs of anxiety or any other evidence of toxicity, showing that CE and EPG are potentially safe. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES O melão Cantaloupe apresenta uma polpa alaranjada rica em carotenoides, os quais podem promover diversos efeitos benéficos à saúde humana. Contudo, os carotenoides são extremamente instáveis a presença de oxigênio, luz, e ao calor, podendo ocasionar a redução das propriedades bioativas. Nesse contexto, a nanoencapsulação se apresenta como uma excelente estratégia para garantir a preservação e potencialização dos efeitos bioativos. Por outro lado, uma das grandes preocupações atuais está relacionada aos efeitos de toxicidade dessas nanopartículas. Com isso, o objetivo desse estudo foi avaliar a toxicidade e teratogenicidade do extrato bruto rico em carotenoides do melão Cantaloupe (EB) e das nanopartículas a base de gelatina suína contendo EB (EGS) em modelo animal de peixe-zebra (Danio rerio). O EB foi obtido a partir do melão Cantaloupe (Cucumis melo L.) em processos que envolveram secagem da polpa de melão (55 ̊C/24 h) para a obtenção de farinha, maceração em etanol (1:4 p/v), e partição em hexano (1:1 v/v). As nanopartículas foram obtidas por meio da técnica de emulsificação óleo em água (O/A). Para a caracterização das nanopartículas quanto a morfologia, interações químicas, tamanho de partículas e eficiência de encapsulamento, foram realizadas análises de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Difração a Laser e Eficiência de Incorporação (EI), respectivamente. Nos experimentos em modelo animal com peixezebra, para o teste de embriotoxicidade, os 308 embriões, distribuídos em 7 grupos foram expostos a concentrações de 12,5 mg/L e 50,0 mg/L de EB e EGS durante 96 horas pós fertilização (hpf) e com 7 dias pós fertilização (dpf) foi realizado o teste optomotor. Nos testes de toxicidade com peixe-zebra adultos, os 60 peixes foram distribuídos em seis grupos e expostos a concentrações de 12,5 mg/L e 50,0 mg/L de EB e EGS durante 96 horas, e então submetidos as análises de neurotoxicidade claro/escuro, tanque novo e social. Com base nos resultados de caracterização, EGS apresentou EI de 94% (4,04), superfície lisa, sem depressões, diâmetro de 88,7 nm (7,02) e índice de polidispersão de 0,41 (0,03). O FTIR evidenciou o surgimento de novas bandas vibracionais em EGS em comparação com EB, demonstrando novas interações químicas. Nos experimentos em modelo animal, após exposição por 96 hpf, não foram observadas anomalias nos grupos tratados com EB e EGS, e os batimentos cardíacos se mantiveram entre 132 e 138 rpm dentro do esperado para embriões, semelhante aos grupos controle negativo e DMSO. Os grupos que receberam EB e EGS não apresentaram alterações morfológicas significativas. O nível de mortalidade se apresentou abaixo de 20% revelando não haver um caráter embriotóxico e nem teratogênico para EB e EGS nas concentrações utilizadas. Houve uma melhora significativa (p = 0,01) na resposta visual motora das larvas exposta ao EB e EGS que pode ser atribuída ao poder antioxidante e precursor de vitamina A dos carotenoides. Não foram identificados efeitos adversos no comportamento dos adultos, todos foram similares ao comportamento do grupo controle, sem sinais de ansiedade, estresse, nem alterações no nado, velocidade, sociabilidade que indicassem qualquer tipo de toxicidade. Portanto, foi constatado que EB e EGS mantiveram características encontradas em estudos anteriores comprovando a reprodutibilidade do método, não houve sinais de teratogenicidade, cardiotoxicidade ou neurotoxicidade nas larvas e tanto EB quanto EGS melhoraram a função cognitiva e de resposta no modelo avaliado. Os peixes adultos não apresentaram sinais de ansiedade ou qualquer outro indício de toxicidade evidenciando que EB e EGS são potencialmente seguros. 2023-12-13T19:30:11Z 2023-12-13T19:30:11Z 2023-09-14 masterThesis PAIS, Tatiana dos Santos. Avaliação da teratogenicidade e toxicidade em peixe-zebra (danio- rerio) do extrato bruto rico em carotenoides de melão cantaloupe (cucumis melo l.) e nanonoencapsulado em gelatina. Orientadora: Dra. Ana Heloneida de Araújo Morais. 2023. 70f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica e Biologia Molecular) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/55890 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULAR |