Selon la FAO, 2 milliards de personnes souffrent de la « faim cachée » qui correspond aux carences en micronutriments incluant la carence en vitamine A, principale cause de cécité dans le monde. Par ailleurs, une alimentation excédentaire est source de stress oxydant pour le corps, facteur de risque de nombreuses maladies non transmissibles comme le diabète et les maladies cardiovasculaires. Contenus dans les produits végétaux, certains caroténoïdes représentent une source indirecte de vitamine A et pourraient participer aux effets bénéfiques de la consommation de fruits et légumes via des propriétés antioxydantes. Dans cette thèse, le comportement in vitro des caroténoïdes et rétinoïdes pendant la digestion a été étudié, depuis leur libération de la matrice alimentaire jusqu'à leurs interactions avec les cellules intestinales. Mes recherches s'articulent autour de la micellisation : processus clé de l'absorption des caroténoïdes et rétinoïdes. Dans un premier temps, la stabilité et la bioaccessibilité en digestion in vitro de ces composés purs ont été comparées à celles de leurs homologues issus d'un jus de carotte, d'épinards crus et cuits et d'une farine fortifiée. Dans un deuxième temps, un nouveau modèle d'oxydation de nano-émulsions intestinales à base de sels biliaires (SB) a été développé. Les relations entre structure des micelles mixtes, réactivité à l'oxydation et protection par des antioxydants ont été étudiées grâce notamment au suivi de la dégradation des acides gras. Enfin, des expériences préliminaires ont été menées sur la réactivité enzymatique de cellules coliques (Caco-2) à divers oxydants et aux micelles mixtes. Pendant la digestion in vitro, le β-carotène et palmitate de rétinyl purs étaient particulièrement instables contrairement à la lutéine et à l'acétate de rétinyl. De plus, la matrice alimentaire protège ces composés et favorise leur bioaccessibilité surtout lorsqu'elle est broyée ou cuite. En effet, les prétraitements ont un impact conséquent sur la libération des caroténoïdes et doivent être considérés comme des moyens sérieux pour optimiser les apports. Les nano-émulsions intestinales mises au point se composaient de micelles mixtes sphériques ou cylindriques, ces dernières étant les moins résistantes à l'oxydation. En effet, la distribution des molécules de SB doit être différente selon la morphologie de la micelle, impactant ainsi leur réactivité. Dans nos conditions expérimentales, l'AAPH fut le seul oxydant efficace. L'α-tocophérol et la lutéine ont significativement ralenti la dégradation des acides gras contrairement au β-carotène. Leur place au sein de la micelle (cœur ou bordure) pourrait expliquer ces observations. Enfin, aucun des oxydants testés n'a significativement modifié l'activité catalase des cellules Caco-2. En revanche, la mise en contact avec les micelles à base de SB ont significativement diminué l'activité des 3 enzymes suivies. L'effet était positivement corrélé à la concentration en SB dont la conjugaison fut un élément déterminant. Finalement, le β-carotène, la lutéine, et l'acétate de rétinyl présents dans ces micelles ont en partie rétabli l'activité de la catalase contrairement au rétinol, palmitate de rétinyl et à l'α-tocophérol. / According to the FAO, two billions of people suffer from the « hidden hunger » which corresponds to micronutrient deficiencies and includes the vitamin A deficiency, principal cause of blindness throughout the world. Besides, an excessive food consumption entails an oxidative stress for the organism which increases the risk to develop non communicable diseases such as diabetes and cardiovascular diseases. Present in numerous fruits and vegetables, some carotenoids are an indirect source of vitamin A and could also contribute to the health benefits of the consumption of fruits and vegetables via antioxidant properties. In this thesis, in vitro behaviour of carotenoids and retinoids during in vitro digestion (IVD) has been studied, from their release from dietary matrices to their interactions with intestinal cells. My research is structured around micellisation: key process of carotenoid and retinoid absorption. First, stability and bioaccessibility during IVD of these pure compounds have been compared with those of their homologues from carrot juice, raw and cooked spinach and fortified flour. Second, a new model of oxidation of intestinal bile salt (BS)-based nanoemulsions has been developed. Relations between mixed micelles structure, reactivity to oxidation and protection by antioxidants have been studied using fatty acid degradation monitoring. Finally, preliminary experiment were carried out on enzymatic reactivity of colon cells (Caco-2) to various oxidants and mixed micelles. During IVD, pure β-carotene and retinyl palmitate were particularly unstable conversely with lutein and retinyl acetate. Moreover, the dietary matrix protected these compounds and favoured their bioaccessibility especially when it was grounded or cooked. Indeed, pre-treatment have a significant impact on carotenoid release and should be considered as serious means to optimize intake. Developed intestinal nanoemulsions constituted of spherical or cylindrical micelles, the latter being less resistant to oxidation. Distribution of BS molecules is likely to differ according to the micelle morphology, thereby influencing their reactivity. In our experimental conditions, AAPH only was efficient as oxidant. Lutein and α-tocopherol significantly slowed fatty acid degradation, conversely with β-carotene. Their location within the micelle (core or border) could explain these observations. Besides, none of the tested oxidant significantly modified the catalase activity of Caco-2 cells. However, the contact with BS-based nanoemulsions significantly decreased the activity of the three tested enzymes. This effect was positively correlated with BS concentration whose conjugation revealed determining. Finally, β-carotene, lutein and retinyl acetate in micelles partly re-established catalase activity, conversely with retinol, retinyl palmitate and α-tocopherol. To conclude, IVD is an easy tool which allows independent comparisons of several parameters on micronutrient behaviour during digestion. Furthermore, the confrontation of different matrices may help to develop relevant strategies against vitamin A deficiency. Proposed nanoemulsions displayed various physical and chemical characteristics, thereby influencing their reactivity to oxidation. The antioxidant capacity of lutein and α-tocopherol could be observed in this new model. Lastly, the preliminary results on Caco-2 cells revealed some interesting interactions between micellised BS and antioxidant enzymes. Numerous questions arose that could not be addressed in this work but open perspectives for the future.

A curcumina possui uma grande variedade de propriedades benéficas para a saúde humana. Devido a este fato, a indústria alimentícia tem aumentado a aplicação deste bioativo como aromatizante, conservante e aditivo para substituição dos corantes amarelos artificiais. No entanto, incorporar a curcumina em formulações alimentícias pode ser problemático porque sua molécula hidrofóbica tem baixa solubilidade em água e é muito sensível à luz. Os métodos de encapsulação em nanoemulsões podem tornar viável a proteção do curcuminoide, bem como permitir sua dispersibilidade em água. O objetivo do presente trabalho de Mestrado foi produzir nanoemulsões encapsulando curcumina pelo método do ponto de inversão da emulsão (EIP, emulsion inversion point), determinando parâmetros de operação que viabilizem um futuro escalonamento do processo e incorporação das dispersões em sorvete de massa sabor abacaxi. Os parâmetros de produção foram ajustados como: tipo e concentração de tensoativo (razão SOR), concentração de óleo de soja, tipo e concentração de cosolvente, tipo de impelidor/ velocidade de agitação e vazão de entrada da fase aquosa. As porcentagens de curcumina encapsulada foram 0,03, 0,07 e 0,10%. Dentre estas, a concentração de 0,07% foi a mais viável para a aplicação no sorvete de massa sabor abacaxi, por apresentar melhor distribuição de tamanho de gotícula (diâmetro hidrodinâmico), não apresentar variação significativa de oxidação lipídica, boa manutenção da curcumina encapsulada (70%) e, consequentemente, a sua cor, apresentando maior estabilidade do parâmetro TCD por um período de 60 dias. Os testes reológicos não mostraram mudança na estrutura de nanoemulsões com a encapsulação de curcumina. Das formulações testadas para sorvete de abacaxi contendo curcumina, a formulação usando nanoemulsões substituindo 50% da mistura comercial (B) teve uma maior aceitação de cor, sabor e aroma, sendo compatível com a formulação comercial (A). Esta formulação (B) e aquela com substituição completa da mistura comercial (C) apresentaram uma maior estabilidade quanto à manutenção da cor durante o período do estudo. Os testes reológicos não mostraram diferença estrutural entre as formulações testadas para sorvete de abacaxi. Indicando que não houve influência nas características estruturais do sorvete contendo nanoemulsão com curcumina encapsulada. / Curcumin has several beneficial properties and the food industry has been trying to increase the use of curcumin as flavoring, conservant or as a replacer of artificial yellow dyes. However, incorporating curcumin can be difficult due to its hydrophobicity and low water solubility, as well as high sensitivity to light. Encapsulation in nanoemulsions can be an interesting technological alternative to encapsulate and protect the curcuminoid. The objective of this study was to produce nanoemulsions encapsulating curcumin by the low-energy method EIP (emulsion inversion point), determining operating parameters that enable a future escalation of the process and incorporation of dispersions in pineapple ice cream. The production parameters were adjusted as: type and concentration of surfactante, soybean oil concentration, type and concentration of cosolvent, impeller type/speed stirring and flow of the aqueous phase. The percentages of encapsulated curcumin were 0.03, 0.07 and 0.10%. The concentration of 0.07% was the most viable for application in pineapple ice cream, for presenting better distribution of droplet size (hydrodynamic diameter), do not presente of significant changes in lipid oxidation, good maintenance of encapsulated curcumin (70%) and therefore its color, with greater stability of the TCD parameter for a period of 60 days. The rheological tests showed no change in the nanoemulsions structure with encapsulating curcumin. Among the formulations tested for pineapple ice cream incorporating encapsulated curcumin, the formulation using nanoemulsions replacing 50% of the commercial mixture (B) had a better acceptance of color, flavor and aroma and it is compatible with the commercial formulation (A). This formulation (B) and that with complete replacement of the commercial mixture (C) had a higher stability and maintenance of color during the storage period. The rheological tests showed no structural difference between the formulations tested for pineapple ice cream, indicating no influence on the structural characteristics of the ice cream containing nanoemulsion with encapsulated curcumin.

Nanoemulsões catiônicas têm sido consideradas como potenciais sistemas carreadores para oligonucleotídeos (ON) antisenso. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver nanoemulsões catiônicas como um sistema de liberação para ON anti-topoisomerase II de Plasmodium falciparum. Primeiramente, nanoemulsões constituídas de triglicerídeos de cadeia média, lecitina de gema de ovo, glicerol e água contendo os lipídeos catiônicos oleilamina ou DOTAP (2 mM) foram obtidas através do procedimento de emulsificação espontânea. Este procedimento resultou em formulações monodispersas com diâmetro de gotícula de 200-260 nm e potencial zeta de +50 e +55 mV. Após, um método espectrofotométrico no UV para quantificação dos ON em série fosfodiéster (PO) ou fosforotioato (PS) foi validado. O método mostrou-se linear, específico, preciso e exato para a determinação de PO e PS, sem diferenças significativas entre os ON. Nas condições validadas, as isotermas de adsorção dos ON às nanoemulsões foram obtidas através da determinação dos ON na fase aquosa externa das nanoemulsões, após ultrafiltração/centrifugação dos complexos. A taxa de recuperação através das membranas de ultrafiltração de celulose regenerada (30 kDa) foi superior a 92%. Os resultados indicam a adsorção progressiva dos ON com as nanoemulsões, até cerca de 60 mg/g de fase interna para o complexo DOTAP-PS. Finalmente, evidências adicionais da adsorção de PO e PS às nanoemulsões foram detectadas pelo aumento do diâmetro de gotícula, inversão do potencial zeta e morfologia das gotículas avaliada por microscopia eletrônica de transmissão. O conjunto dos resultados obtidos demonstra que ON de série PO e PS anti-topoisomerase II de P. falciparum podem ser adsorvidos eficientemente às nanoemulsões catiônicas. / Cationic nanoemulsions have been recently considered as a potential delivery system for antisense oligonucleotides (ON). The aim of the present work was to evaluate cationic nanoemulsions as a delivery system for ON against the Plasmodium falciparum topoisomerase II gene. Firstly, nanoemulsions composed of medium chain triglycerides, egg yolk lecithin, glycerol and water, containing the cationic lipids oleylamine or DOTAP (2 mM) were obtained through spontaneous emulsification process. This procedure resulted in monodisperse formulations with droplet size of 200-260 nm and zeta potential of +50 and +55mV. After that, an UV spectrophotometric method for the quantification of either phosphodiester (PO) or phosphorothioate (PS) ON was validated. The method was linear, specific, precise, and accurate for the determination of PO and PS, without significant differences between both ON. In the validated conditions, ON adsorption isotherms with nanoemulsions were obtained through the ON determination in the external phase of nanoemulsions, after ultrafiltration/centrifugation of complexes. The recovery through regenerated cellulose membranes (30kDa) was higher than 92%. The results showed a progressive ON adsorption to the nanoemulsions up to approximately 60mg/g of internal phase for DOTAP-PS complexes. Finally, additional evidences of PO and PS adsorption to nanoemulsions could also be detected by the increase of the mean droplet size, the inversion of the zeta potential and the morphology of the oil droplets obtained by transmission electron microscopy. The overall results showed that PO and PS ON against P. falciparum anti-topoisomerase II gene can be efficiently adsorbed to the cationic nanoemulsions.

Nanoemulsões catiônicas têm sido recentemente propostas como sistemas carreadores de DNA. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a influência de diferentes fosfolipídeos sobre propriedades dos complexos formados entre nanoemulsões e pDNA (pTracerTMCMV2). Em uma primeira etapa, nanoemulsões catiônicas constituídas de triglicerídeos de cadeia média, estearilamina, lecitina de gema de ovo ou fosfolipídeos isolados (DSPC, DOPC, DSPE ou DOPE), glicerol e água foram preparadas através do procedimento de emulsificação espontânea. Independente do tipo de fosfolipídeo empregado, esse procedimento conduziu à obtenção de nanoemulsões catiônicas monodispersas com diâmetro de gotícula e potencial zeta de cerca de 250 nm e +50 mV, respectivamente. A complexação do pDNA com as nanoemulsões catiônicas, avaliada através do retardamento de migração do pDNA em gel de agarose por eletroforese, foi total quando o complexo apresenta uma relação de cargas [+/-] ≥ 1,0. Nestas condições, os complexos formados foram protegidos da degradação pela enzima DNase I. Em uma segunda etapa, a citotoxicidade das nanoemulsões e dos complexos com o pDNA sobre células Hep G2 foi avaliada, através do ensaio de MTT. Os resultados obtidos demonstraram que a adição de quantidades crescentes das nanoemulsões, conduz a uma toxicidade progressiva sobre as células, independente do pH do meio. Dentre as formulações estudadas, aquelas estabilizadas pelos fosfolipídeos DSPC e DSPE, de elevada temperatura de transição de fases, foram marcadamente menos tóxicas, em comparação com as formulações obtidas com lecitina, DOPC e DOPE. Essa mesma tendência foi detectada para os complexos formados com o pDNA. Em uma última etapa, foi realizado um estudo preliminar de transferência gênica em células Hep G2, utilizando a técnica de PCR em tempo real. Dentre as diferentes formulações testadas, a maior quantidade de DNA de GFP detectada parece ser para a formulação obtida com o fosfolipídeo DSPC, ilustrando as potencialidades de uso das nanoemulsões desenvolvidas como reagentes de transfecção de pDNA em células Hep G2. Em conclusão, o conjunto dos resultados obtidos demonstra o efeito dos fosfolipídeos empregados sobre propriedades físico-químicas, complexação, estabilidade, citotoxicidade e transfecção de nanoemulsões catiônicas como sistemas carreadores de pDNA. / Cationic nanoemulsions have been recently considered as potential delivery systems for DNA. The aim of the present work was to evaluate the influence of different phospholipids on the properties of complexes formed between nanoemulsions and pDNA (pTracerTM-CMV2). First, cationic nanoemulsions composed of medium chain triglycerides, stearlyamine, egg lecithin or isolated phospholipids (DSPC, DOPC, DSPE or DOPE), glycerol and water were prepared through spontaneous emulsification process. Independently of the type of phospholipid used this procedure results in monodisperses cationic nanoemulsions with droplet size and zeta potential of about 250 nm and +50 mV, respectively. The complexation of pDNA with cationic nanoemulsions, analyzed by agarose gel retardation assay was total when the complex possesses a charge relation [+/-] ≥ 1.0. In these conditions the complexes were protected from enzymatic degradation by DNase I. After that, the cytotoxicity of the nanoemulsion and the complexes with pDNA in Hep G2 cells was evaluated through MTT assay. The results showed that the addition of increasing amount of nanoemulsion leads to a progressive toxicity on the cells independently of the media’s pH. Among the studied formulations the ones stabilized with the phospholipids DSPC and DSPE, that have elevated phase transition temperatures, were much less cytotoxic in comparison with the formulations obtained with lecithin, DOPC and DOPE. This same trend was detected for the complexes formed with pDNA. Finally a preliminary study of gene transfer to Hep G2 cells was performed using real-time PCR technique. Among the different formulations tested, the major quantity of reporter DNA detected seems to be for the formulation obtained with the DSPC phospholipid. This shows the potentialities of the use of nanoemulsions as transfection reagents of pDNA in Hep G2 cells. In conclusion, the overall results show the effect of the phospholipids on physicochemical properties, complexation, stability, cytotoxicity and transfection of cationic nanoemulsions as delivery systems for pDNA.

O uso de princípios ativos a base de plantas em alimentos pode ser interessante devido à sua atividade (ex.: antioxidante, antimicrobiana, dentre outros), entretanto, alguns desses aditivos são hidrofóbicos, sendo, portanto, de difícil dispersão na formulação do alimento, que é geralmente rico em água. Do mesmo modo, a diminuição da concentração utilizada de antisépticos é um desafio atual. Uma alternativa é a utilização desses princípios ativos na forma de nanoemulsões com baixas concentrações de princípios ativos. O objetivo geral desta tese foi o desenvolvimento de nanoemulsões a base de eugenol e extrato de pimenta dedo-demoça para uso em alimentos, e a base de triclosan, para uso tópico, como alternativa para higienização de mãos de manipuladores de alimentos. O desenvolvimento das nanoemulsões foi realizado com o auxílio de um homogeneizador de alta velocidade seguido de um homogeneizador de alta pressão. Foram estudados os seguintes parâmetros, em vários experimentos: tipo e concentração de tensoativos, valor ideal de HLB, relação fase lipídica/fase aquosa, relação tensoativo/óleo, e composição e processo. As nanoemulsões foram otimizadas por desenho experimental, avaliadas quanto à estabilidade por estresse térmico e força centrífuga e estabilidade ao armazenamento por 90 dias, caracterizadas por diferentes análises, incluindo a determinação do potencial antioxidante e antibacteriano. Foram desenvolvidas nanoemulsões com tamanho médio de gota menor que 200 nm, sendo que, a estabilidade frente ao estresse térmico e força centrífuga variaram para cada sistema, mas, todas nanoemulsões foram estáveis pelo período de 90 dias em temperatura ambiente. A nanoemulsão de eugenol demonstrou bom potencial antioxidante e a nanoemulsão de triclosan demonstrou alta atividade bacteriostática na concentração de 3% e atividade bactericida em concentração menor que 40µg/mL pelo período de 90 dias. As nanoemulsões desenvolvidas têm potencial de aplicação nas indústrias de alimentos e sanitária. / The utilization of plant bioactives in food can be interesting because of its activity (eg.: antioxidant, antimicrobial, among others) and to minimize the use of their high concentration of antiseptics. However, some of these additives are hydrophobic, and, therefore, are more difficult to be dispersed in food, which are generally water-based. A good alternative is the use of low concentration of these actives as nanoemulsions. The aim of this thesis was the development of nanoemulsions with eugenol, \"dedo-de-moça\" pepper extract for food applications, and of triclosan for topical application as hand\'s cleaner. The studies for development of these nanoemulsions were carried out with a high speed homogenizer followed by a high pressure homogenizer. The following parameters were tested: type and concentration of surfactants, ideal HLB value, lipid phase/aqueous phase relation, surfactant/oil relation, and composition and processing conditions. Nanoemulsions were optimized by experimental design, evaluated by preliminary and storage stability, characterized by different analysis, including antioxidant and antimicrobial activities. Nanoemulsions with mean droplet size lower than 200 nm were developed; the thermal stress and centrifuge stabilities were different for each system, but, all nanoemulsions were stable over 90 days on ambient temperature. The eugenol nanoemulsion had good antioxidant activity and triclosan nanoemulsion had high antimicrobial activity in the concentration of 3% and a bactericidal activity at concentration lower than 40µg/mL over 90 days period. The nanoemulsions developed have potential for applications in food and sanitary industries.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Nanoemulsões catiônicas têm sido consideradas como potenciais sistemas carreadores para oligonucleotídeos (ON) antisenso. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver nanoemulsões catiônicas como um sistema de liberação para ON anti-topoisomerase II de Plasmodium falciparum. Primeiramente, nanoemulsões constituídas de triglicerídeos de cadeia média, lecitina de gema de ovo, glicerol e água contendo os lipídeos catiônicos oleilamina ou DOTAP (2 mM) foram obtidas através do procedimento de emulsificação espontânea. Este procedimento resultou em formulações monodispersas com diâmetro de gotícula de 200-260 nm e potencial zeta de +50 e +55 mV. Após, um método espectrofotométrico no UV para quantificação dos ON em série fosfodiéster (PO) ou fosforotioato (PS) foi validado. O método mostrou-se linear, específico, preciso e exato para a determinação de PO e PS, sem diferenças significativas entre os ON. Nas condições validadas, as isotermas de adsorção dos ON às nanoemulsões foram obtidas através da determinação dos ON na fase aquosa externa das nanoemulsões, após ultrafiltração/centrifugação dos complexos. A taxa de recuperação através das membranas de ultrafiltração de celulose regenerada (30 kDa) foi superior a 92%. Os resultados indicam a adsorção progressiva dos ON com as nanoemulsões, até cerca de 60 mg/g de fase interna para o complexo DOTAP-PS. Finalmente, evidências adicionais da adsorção de PO e PS às nanoemulsões foram detectadas pelo aumento do diâmetro de gotícula, inversão do potencial zeta e morfologia das gotículas avaliada por microscopia eletrônica de transmissão. O conjunto dos resultados obtidos demonstra que ON de série PO e PS anti-topoisomerase II de P. falciparum podem ser adsorvidos eficientemente às nanoemulsões catiônicas. / Cationic nanoemulsions have been recently considered as a potential delivery system for antisense oligonucleotides (ON). The aim of the present work was to evaluate cationic nanoemulsions as a delivery system for ON against the Plasmodium falciparum topoisomerase II gene. Firstly, nanoemulsions composed of medium chain triglycerides, egg yolk lecithin, glycerol and water, containing the cationic lipids oleylamine or DOTAP (2 mM) were obtained through spontaneous emulsification process. This procedure resulted in monodisperse formulations with droplet size of 200-260 nm and zeta potential of +50 and +55mV. After that, an UV spectrophotometric method for the quantification of either phosphodiester (PO) or phosphorothioate (PS) ON was validated. The method was linear, specific, precise, and accurate for the determination of PO and PS, without significant differences between both ON. In the validated conditions, ON adsorption isotherms with nanoemulsions were obtained through the ON determination in the external phase of nanoemulsions, after ultrafiltration/centrifugation of complexes. The recovery through regenerated cellulose membranes (30kDa) was higher than 92%. The results showed a progressive ON adsorption to the nanoemulsions up to approximately 60mg/g of internal phase for DOTAP-PS complexes. Finally, additional evidences of PO and PS adsorption to nanoemulsions could also be detected by the increase of the mean droplet size, the inversion of the zeta potential and the morphology of the oil droplets obtained by transmission electron microscopy. The overall results showed that PO and PS ON against P. falciparum anti-topoisomerase II gene can be efficiently adsorbed to the cationic nanoemulsions.

A atividade antiviral de compostos polifenólicos, especialmente flavonóides, tem sido extensivamente investigada. Neste contexto, diversos estudos têm como foco o efeito da quercetina (Q) e 3-O-metilquercetina (MQ) sobre o Vírus do Herpes Simplex (HSV) uma vez que eles são importantes patógenos humanos. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de nanoemulsões de uso tópico contendo os flavonóides Q e MQ. Primeiro, nanoemulsões compostas de octildodecanol, lecitina de gema de ovo (NE), brometo de cetil trimetilamônio – CTAB – (NEC), água e Q ou MQ foram preparadas através do procedimento de emulsificação espontânea. O procedimento conduziu à obtenção de nanoemulsões monodispersas (IP<0,2) com um diâmetro médio de gotícula de aproximadamente 200-300 nm, confirmado por microscopia eletrônica de transmissão. A viscosidade e a tensão superficial permanecem similares para as formulações NE e NEC, de aproximadamente 2 cP e 29 mN/m, respectivamente. O potencial zeta foi influenciado principalmente pela presença do tensoativo CTAB, sendo negativo para NE (-29 to -27 mV) e positivo para NEC (76 to 79 mV). Em uma segunda etapa, foi validado um método isocrático para a quantificação da Q e MQ por CLAE com detecção por UV em 368 e 354 nm. O método foi linear, preciso, exato e específico para a determinação da Q e MQ nas formulações. A quantidade dos flavonóides associada com as nanoemulsões foi de 100% (para 1 mg/mL). A reduzida solubilidade de Q e MQ no núcleo oleoso sugere a participação da lecitina na sua associação com as nanoemulsões. Em uma última etapa, foi realizado o estudo de permeação cutânea da Q e MQ a partir das formulações utilizando pele de orelha suína em células de difusão de Franz. Independente da formulação, foi demonstrado que a permeação da Q ou MQ é reduzida. Entretanto, existe um aumento significativo do fluxo de permeação dos flavonóides a partir das nanoemulsões NEC (~0,2 μg/cm2/h) comparado com NE (~0,08 μg/cm2/h), demonstrando o efeito da carga de superfície positiva da formulação NEC sobre este parâmetro. Os resultados também indicam o acúmulo de Q ou MQ na pele (maior que 250 μg/g) para ambas as formulações. Em conclusão, o conjunto dos resultados obtidos demonstra o efeito da composição das nanoemulsões sobre propriedades físico-químicas e perfil de permeação cutânea de Q e MQ a partir das nanoemulsões. / The antiviral activity of polyphenolic compounds, especially flavonoids, has been extensively investigated. In this context, several studies have been focused on the effect of quercetin (Q) and 3-O-methylquercetin (MQ) over Herpes Simplex Virus (HSV) since they are important human pathogens. The objective of the present work was the development of topical nanoemulsions containing the flavonoids Q and MQ. First, nanoemulsions composed by octyldodecanol, egg lecithin (NE), cetyl trimetylamonium bromide – CTAB – (NEC), water and either Q or MQ were prepared by spontaneous emulsification procedure. The procedure yielded monodisperse nanoemulsions (IP<0.2) with a typical mean droplet size of approximately 200-300 nm, confirmed for transmission electron microscopy. The viscosity and surface tension remained quite similar for both NE and NEC, approximately 2cP and 29mN/m, respectively. The ζ-potential was mainly influenced by the presence of the cationic surfactant CTAB, being negative for NE (-29 to -27mV) and positive for NEC (76 to 79mV). In the second step, it has been validated an isocratic method to quantify Q or MQ by HPLC with UV detection at 368 and 354nm. The method was linear, precise, accurate and specific for the determination of Q and MQ in formulations. The amount of flavonoids associated with nanoemulsions was close to 100 % (to 1mg/mL). The low solubility of Q and MQ in the oil core suggests the role of lecithin on their association with nanoemulsions. In a last step, the permeation of Q or MQ from formulations using ear pigskin mounted in Franz diffusion cells was performed. Whatever the formulation, it was shown that Q or MQ permeation rate was low. However, there was a significant increase of the flavonoids flow rate from NEC (~0.2μg/cm2/h) compared to NE (~0.08μg/cm2/h), showing the effect of the positively charged surface of NEC on this parameter. The results also indicate the accumulation of Q or MQ in the skin (higher than 230μg/g) for both formulations. In conclusion, the overall results show the effect of the nanoemulsion components on both physico-chemical properties of the nanoemulsions and Q or MQ skin permeation profile.

Atualmente, existem diversos produtos cosméticos de base nanotecnológica disponíveis no mercado nacional, incluindo protetores solares, produtos para a prevenção do envelhecimento cutâneo, ou ainda, produtos que veiculam uma ampla gama de componentes. Em contrapartida ao grande interesse industrial, várias organizações não governamentais têm expressado a sua preocupação acerca das incertezas do impacto dos novos nanomateriais sobre a saúde humana e sobre as possíveis aplicações e implicações sociais dessa nova tecnologia. Além disso, tem sido amplamente questionada a adequação dos atuais sistemas regulatórios governamentais no que diz respeito aos produtos oriundos da nanotecnologia. De fato, mundialmente, não existem requisitos específicos para o registro de produtos cosméticos de base nanotecnológica, sendo a análise realizada, de maneira geral, caso a caso. Dentro desse contexto, esse estudo traçou uma descrição do perfil da produção industrial de produtos cosméticos de base nanotecnológica no Brasil, buscando avaliar a disponibilidade dos mesmos no mercado nacional e a sua segurança de uso com base na análise das matérias primas constituintes dos produtos, determinação do seu diâmetro de partícula e dados disponíveis na literatura. Em uma última etapa, foram propostos alguns parâmetros para a regulação de produtos cosméticos de base nanotecnológica no Brasil, em especial, no que diz respeito à classificação dos produtos e a rotulagem dos mesmos. / There are a number of nanocosmetic products in the domestic market today, including sunblock, products for prevention against skin aging, or even products which circulate in a wide range components. Running counter to major industrial interests, many non-governmental organizations have expressed their concern regarding the uncertainties of the impact new nanomaterials may have on human health as well as the possible applications and social implications that this new technology may bring. Moreover, the adaptation of current governmental regulations has widely come under scrutiny regarding products stemming from nanotechnology. In fact, worldwide, there are no specific requirements to register nanotechological cosmetic products, as each is generally analyzed on a case by case basis. Within this context, this study traced the profile of the industrial production of nanotechnological cosmetic products in Brazil, with the aim of assessing the availability of these products in the domestic market and their safe usage based on the analysis of the raw materials which make up the products, the determining of particle diameter, and the data available in the literature. In the final stage, some parameters for the regulation of nanotechnological cosmetic products in Brazil are proposed, especially as regards the classification and labeling of products.

Nanoemulsões catiônicas têm sido recentemente propostas como sistemas carreadores de DNA. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a influência de diferentes fosfolipídeos sobre propriedades dos complexos formados entre nanoemulsões e pDNA (pTracerTMCMV2). Em uma primeira etapa, nanoemulsões catiônicas constituídas de triglicerídeos de cadeia média, estearilamina, lecitina de gema de ovo ou fosfolipídeos isolados (DSPC, DOPC, DSPE ou DOPE), glicerol e água foram preparadas através do procedimento de emulsificação espontânea. Independente do tipo de fosfolipídeo empregado, esse procedimento conduziu à obtenção de nanoemulsões catiônicas monodispersas com diâmetro de gotícula e potencial zeta de cerca de 250 nm e +50 mV, respectivamente. A complexação do pDNA com as nanoemulsões catiônicas, avaliada através do retardamento de migração do pDNA em gel de agarose por eletroforese, foi total quando o complexo apresenta uma relação de cargas [+/-] ≥ 1,0. Nestas condições, os complexos formados foram protegidos da degradação pela enzima DNase I. Em uma segunda etapa, a citotoxicidade das nanoemulsões e dos complexos com o pDNA sobre células Hep G2 foi avaliada, através do ensaio de MTT. Os resultados obtidos demonstraram que a adição de quantidades crescentes das nanoemulsões, conduz a uma toxicidade progressiva sobre as células, independente do pH do meio. Dentre as formulações estudadas, aquelas estabilizadas pelos fosfolipídeos DSPC e DSPE, de elevada temperatura de transição de fases, foram marcadamente menos tóxicas, em comparação com as formulações obtidas com lecitina, DOPC e DOPE. Essa mesma tendência foi detectada para os complexos formados com o pDNA. Em uma última etapa, foi realizado um estudo preliminar de transferência gênica em células Hep G2, utilizando a técnica de PCR em tempo real. Dentre as diferentes formulações testadas, a maior quantidade de DNA de GFP detectada parece ser para a formulação obtida com o fosfolipídeo DSPC, ilustrando as potencialidades de uso das nanoemulsões desenvolvidas como reagentes de transfecção de pDNA em células Hep G2. Em conclusão, o conjunto dos resultados obtidos demonstra o efeito dos fosfolipídeos empregados sobre propriedades físico-químicas, complexação, estabilidade, citotoxicidade e transfecção de nanoemulsões catiônicas como sistemas carreadores de pDNA. / Cationic nanoemulsions have been recently considered as potential delivery systems for DNA. The aim of the present work was to evaluate the influence of different phospholipids on the properties of complexes formed between nanoemulsions and pDNA (pTracerTM-CMV2). First, cationic nanoemulsions composed of medium chain triglycerides, stearlyamine, egg lecithin or isolated phospholipids (DSPC, DOPC, DSPE or DOPE), glycerol and water were prepared through spontaneous emulsification process. Independently of the type of phospholipid used this procedure results in monodisperses cationic nanoemulsions with droplet size and zeta potential of about 250 nm and +50 mV, respectively. The complexation of pDNA with cationic nanoemulsions, analyzed by agarose gel retardation assay was total when the complex possesses a charge relation [+/-] ≥ 1.0. In these conditions the complexes were protected from enzymatic degradation by DNase I. After that, the cytotoxicity of the nanoemulsion and the complexes with pDNA in Hep G2 cells was evaluated through MTT assay. The results showed that the addition of increasing amount of nanoemulsion leads to a progressive toxicity on the cells independently of the media’s pH. Among the studied formulations the ones stabilized with the phospholipids DSPC and DSPE, that have elevated phase transition temperatures, were much less cytotoxic in comparison with the formulations obtained with lecithin, DOPC and DOPE. This same trend was detected for the complexes formed with pDNA. Finally a preliminary study of gene transfer to Hep G2 cells was performed using real-time PCR technique. Among the different formulations tested, the major quantity of reporter DNA detected seems to be for the formulation obtained with the DSPC phospholipid. This shows the potentialities of the use of nanoemulsions as transfection reagents of pDNA in Hep G2 cells. In conclusion, the overall results show the effect of the phospholipids on physicochemical properties, complexation, stability, cytotoxicity and transfection of cationic nanoemulsions as delivery systems for pDNA.