Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A atividade citotÃxica e bactericida do extrato de alho, em trÃs linhagens de cÃlulas tumorais (HCT-166, SF-295 e OVCAR-8) e em quatro culturas de bactÃrias: duas gram-positivas (Staphylococcus aureus ATCC 25923 e Staphylococcus epidermidis ATCC 12228) e duas gram-negativas (Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027 e Escherichia coli ATCC 11303), foi investigada neste trabalho. Visando melhorar a biodisponibilidade e o direcionamento destes nutracÃuticos para cÃlulas alvo (tumores ou bactÃrias), um sistema de liberaÃÃo de fÃrmacos baseado na adsorÃÃo do extrato de alho em micropartÃculas de carbonato de cÃlcio foi desenvolvido. Adicionalmente, simulaÃÃes computacionais no formalismo DFT (Density Functional Theory) foram realizadas para a determinaÃÃo das propriedades estruturais e vibracionais de duas molÃculas, alliina e metiina, presentes neste extrato aquoso. A molÃcula de alliina, espÃcie de maior concentraÃÃo no extrato aquoso utilizado, foi usada como modelo teÃrico para cÃlculos de potenciais de interaÃÃo do extrato de alho e das micropartÃculas de carbonato de cÃlcio. Os cÃdigos GAUSSIAN, Forcite e Dmol3, assim como o funcional meta-hÃbrido M06-2X e o funcional puro GGA na sua formulaÃÃo BPE foram usados nas simulaÃÃes. Os espectros vibracionais obtidos para a molÃcula de alliina revelaram intensas absorÃÃes em: 1637, 1592, 1519, 1430, 1397, 1390, 1357 1018, 544 cm-1 na regiÃo do infravermelho, principalmente associadas a vibraÃÃes dos grupos carboxila, amino e sulfÃxido, e em: 1643, 1429, 1404, 1316, 1297, 1207, 790, 744, 693, 588, 503 cm-1 no espectro Raman, associados a vibraÃÃes da cadeia carbÃnica. O espectro na regiÃo do infravermelho da molÃcula de metiina à semelhante ao da alliina, porÃm, seu espectro Raman revela bandas de absorÃÃo que podem diferenciar as duas espÃcies, principalmente a ausÃncia do pico observado em 1643 cm-1 reverente ao grupo alila. Os espectros vibracionais teÃricos calculados indicam uma Ãtima correlaÃÃo com os espectros experimentais obtidos, tanto paras molÃculas puras como para o extrato produzido em laboratÃrio. Os cÃlculos de potenciais de interaÃÃo sugerem a adsorÃÃo dos nutracÃuticos em pelo menos quatro camadas de solvataÃÃo em torno das micropartÃculas de carbonato de cÃlcio, o que promove sua lenta liberaÃÃo, elevando sua biodisponibilidade. Os testes de citotoxicidade revelaram inibiÃÃo do crescimento tumoral de cerca de 93%, nas as trÃs linhagens de cÃlulas tumorais, e atividade bactericida nas duas colÃnias de bactÃrias gram-positivas estudadas, o que comprovou o efeito sinergÃtico do extrato de alho com o carbonato de cÃlcio e sua eficÃcia como sistema de liberaÃÃo de nutracÃuticos. Estes resultados demonstram o potencial de aplicaÃÃo na prÃtica farmacÃutica do uso de micropartÃculas de carbonato de cÃlcio modificadas com extrato de alho para combate a cÃlulas tumorais e a aÃÃes bactericidas / The cytotoxic and bactericidal activities of garlic extract were tested in three tumor cell lines
(HCT-166, SF-295 e OVCAR-8) and four bacteria cultures: two gram-positives (Staphylococcus aureus ATCC 25923 and Staphylococcus epidermidis ATCC 12228) and two gram-negatives (Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027 e Escherichia coli ATCC 11303). Aiming to improve the bioavailability and cell targeting (tumor or bacteria) of these nutraceuticals, a drug delivery system based on the adsorption of garlic extract on calcium carbonate microparticles was developed. Additionally, computer simulations within the Density Functional Theory (DFT) formalism were accomplished to find the structural and vibrational properties of two molecules, alliin and methiin, present in garlic extract. alliin the highest concentration specie present in garlic extract was used as theoretical model to represent the garlic extract on the potential interaction calculations with calcium carbonate microparticles. The computer codes GAUSSIAN, Forcite and Dmol3, with the Meta hybrid M06-2X and the pure GGA-PBE Exchange-correlation functional were used to implement the computations. The vibrational spectra recorded for the alliin unveiled intense absorption peaks at: 1637, 1592, 1519, 1430, 1397, 1390, 1357 1018, 544 cm-1 on IR spectrum, mainly assigned to the carboxyl, amine and sulfoxide groups vibrations, and at 1643, 1429, 1404, 1316, 1297, 1207, 790, 744, 693, 588, 503 cm-1 on Raman spectrum, associated to the carbon chain vibrations. The methiin IR spectrum is similar to alliinâs, but, its Raman spectrum unveiled absorption bands which may differentiate both molecules, mainly for the absence of the absorption peak observed at 1643 cm-1
, ascribed to the allyl group vibration. The calculated theoretical vibrational spectra showed a good agreement with the experimental data. The interaction potential calculations suggests the adsorption of at least four solvation layers of the nutraceuticals around the calcium carbonate microparticles, this fact allow the slowly release of the species, preserving its bioavailability. The cytotoxicity tests showed tumor cells growth inhibition of 93% for the three tumor cell line studied, and bactericidal activity on gram-positives bacteria cell cultures, which proved the synergetic effect of garlic extract with calcium carbonate and its efficacy as drug delivery system. Those results shows the application potential of the calcium carbonate microparticles modified with garlic extract on the treatment of cancer and as antibacterial agent.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:9896 |
| Date | 31 July 2015 |
| Creators | Leonardo Farias Serafim |
| Contributors | Pedro de Lima Neto, Valder Nogueira Freire, Francisco Francinà Maia JÃnior |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em QuÃmica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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