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Tecnologia desenvolvida na USP tem potencial para diminuir a degradação de antioxidante natural
Metodologia já foi patenteada. Testes em laboratório apontaram um aumento de cerca de 42% de antocianinas íntegras para absorção celular; próximo passo são testes em animais para saber se elas continuam estáveis em organismos vivos
Menos de 5% das antocianinas mantêm sua estrutura molecular intacta até o final do processo digestivo. A maior parte delas acaba se degradando antes de serem absorvidas pelas células. Tecnologia desenvolvida em pesquisa da USP trouxe mais estabilidade à estrutura da molécula e gerou uma patente - Fotomontagem com imagens de Pixabay por Adrielly Kilryann/Jornal da USP
Amora, morango, açaí, uva, acerola, repolho roxo e berinjela são alguns dos alimentos ricos em antocianinas – compostos naturais com poder antioxidante que, aliados a um estilo de vida e alimentação saudáveis, trazem muitos benefícios à saúde humana. O problema é que menos de 5% das antocianinas mantêm sua estrutura molecular intacta até o final do processo digestivo. A maior parte delas acaba se degradando antes de serem absorvidas pelas células. A boa notícia é que um estudo do Centro de Pesquisa em Alimentos (Food Research Center – FoRC) abriu caminho para mudar esse quadro, ao proporcionar maior estabilidade à estrutura da molécula.
“Para diminuir a degradação das antocianinas, que ocorre durante a digestão, principalmente no pH intestinal e pela ação das bactérias intestinais, desenvolvemos cápsulas em escala nanométrica. Essas nanocápsulas recobrem a estrutura das antocianinas, aumentando a estabilidade química tanto durante o armazenamento quanto durante a digestão humana”, explica a nutricionista Thiécla Katiane Osvaldt Rosales, autora da pesquisa. Ela é responsável pelo desenvolvimento da metodologia, que foi patenteada e publicada em três periódicos: Food Hydrocolloids, Antioxidants e Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. Outros artigos com os resultados da pesquisa estão em fase de revisão. O trabalho é fruto do seu doutorado, feito sob a orientação do farmacêutico-bioquímico João Paulo Fabi, professor da Faculdade de Ciências Farmacêuticas (FCF) da USP e membro do FoRC.
Thiécla Katiane Osvaldt Rosales - Foto: Reprodução/LinkedIn
As nanocápsulas são feitas de compostos naturais: pectina, um polissacarídeo extraído de citros, e de lisozima, uma proteína encontrada na clara do ovo. Foram realizados testes in vitro, com microscopia eletrônica e de varredura, para avaliar a tecnologia em quatro aspectos: estabilidade, capacidade de proteção física e química, capacidade de absorção pelas células e toxicidade.
Proteção sem toxicidade
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Um dos testes aplicados foi o InfoGest, um protocolo reconhecido internacionalmente que simula a digestão gastrointestinal humana, levando em consideração diversas variáveis, como temperatura corporal, movimentos peristálticos, ação das enzimas e pH fisiológicos. “Nesse teste constatamos que aproximadamente 42% das antocianinas iniciais tinham sido protegidas da degradação, ou seja, no final da digestão simulada, ou mantinham suas estruturas moleculares intactas dentro das nanocápsulas ou tinham sido liberadas gradativamente para absorção celular. No grupo controle, com as antocianinas livres, menos de 13% das moléculas iniciais se encontravam nessas mesmas condições, in vitro”, conta Thiécla.
Na pesquisa, também foi constatado que as células conseguiram absorver as nanocápsulas e continuaram vivas, ou seja, não houve toxicidade aparente. “O número de células vivas foi similar ao do grupo controle não tratado. Isso mostra que as nanocápsulas são potencialmente seguras”, afirma Thiécla.
Os ensaios foram feitos com o auxílio de marcadores fluorescentes, que evidenciaram não apenas a absorção das nanopartículas como também a não alteração das proporções entre células vivas e mortas: “Quando a célula absorvia a antocianina nanoencapsulada, a cor verde no interior da estrutura celular era visualizada através do microscópio”, exemplifica. Foram usados tanto o modelo bidimensional, com células aderidas à placa de cultura, quanto o tridimensional, com células em esferoides, mimetizando o microambiente intestinal.
O próximo passo da pesquisa, já em nível de pós-doutorado, será a realização de testes in vivo. Essa etapa da pesquisa será feita no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen), em parceria com o FoRC. “O Ipen possui equipamentos com os quais será possível confirmar os dados já estudados”, afirma. “Precisamos saber se as nanopartículas continuarão estáveis em um organismo vivo. Além disso, teremos condições de acompanhar in vivo, também com marcadores, como se dá a absorção das nanopartículas e sua biodisponibilidade [aproveitamento no metabolismo]”, acrescenta.
Um dos testes aplicados foi o InfoGest, um protocolo reconhecido internacionalmente que simula a digestão gastrointestinal humana, levando em consideração diversas variáveis, como temperatura corporal, movimentos peristálticos, ação das enzimas e pH fisiológicos. “Nesse teste constatamos que aproximadamente 42% das antocianinas iniciais tinham sido protegidas da degradação, ou seja, no final da digestão simulada, ou mantinham suas estruturas moleculares intactas dentro das nanocápsulas ou tinham sido liberadas gradativamente para absorção celular. No grupo controle, com as antocianinas livres, menos de 13% das moléculas iniciais se encontravam nessas mesmas condições, in vitro”, conta Thiécla.
Na pesquisa, também foi constatado que as células conseguiram absorver as nanocápsulas e continuaram vivas, ou seja, não houve toxicidade aparente. “O número de células vivas foi similar ao do grupo controle não tratado. Isso mostra que as nanocápsulas são potencialmente seguras”, afirma Thiécla.
Os ensaios foram feitos com o auxílio de marcadores fluorescentes, que evidenciaram não apenas a absorção das nanopartículas como também a não alteração das proporções entre células vivas e mortas: “Quando a célula absorvia a antocianina nanoencapsulada, a cor verde no interior da estrutura celular era visualizada através do microscópio”, exemplifica. Foram usados tanto o modelo bidimensional, com células aderidas à placa de cultura, quanto tridimensional, com células em esferoides, mimetizando o microambiente intestinal.
O próximo passo da pesquisa, já em nível de pós-doutorado, será a realização de testes in vivo. Essa etapa da pesquisa será feita no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen), em parceria com o FoRC. “O Ipen possui equipamentos com os quais será possível confirmar os dados já estudados”, afirma. “Precisamos saber se as nanopartículas continuarão estáveis em um organismo vivo. Além disso, teremos condições de acompanhar in vivo, também com marcadores, como se dá a absorção das nanopartículas e sua biodisponibilidade [aproveitamento no metabolismo]”, acrescenta.
Aplicações promissoras
O objetivo final da pesquisa é fazer a transferência da tecnologia com vistas ao desenvolvimento de suplementos alimentares com ação antioxidante, para tratamentos adjuvantes de doenças. Outra possível aplicação seria a produção de corantes naturais. “As antocianinas são responsáveis por conferir uma ampla gama de cores para flores, frutos e folhas, caules e raízes de plantas – do vermelho carmim até violeta, rosa e azul. O que impede essa aplicação é justamente a instabilidade dos compostos, pois a manutenção das cores depende diretamente da integridade estrutural deles.”
Segundo Thiécla, a tecnologia é acessível – não requer equipamentos sofisticados ou caros. Além disso, os compostos naturais da matéria-prima ocorrem em abundância. A pectina, por exemplo, é fartamente encontrada em resíduos da indústria alimentícia, como casca de citros e de maçãs, por exemplo.
Por Assessoria de Imprensa do Food Research Center – FoRC
O objetivo final da pesquisa é fazer a transferência da tecnologia com vistas ao desenvolvimento de suplementos alimentares com ação antioxidante, para tratamentos adjuvantes de doenças. Outra possível aplicação seria a produção de corantes naturais. “As antocianinas são responsáveis por conferir uma ampla gama de cores para flores, frutos e folhas, caules e raízes de plantas – do vermelho carmim até violeta, rosa e azul. O que impede essa aplicação é justamente a instabilidade dos compostos, pois a manutenção das cores depende diretamente da integridade estrutural deles.”
Segundo Thiécla, a tecnologia é acessível – não requer equipamentos sofisticados ou caros. Além disso, os compostos naturais da matéria-prima ocorrem em abundância. A pectina, por exemplo, é fartamente encontrada em resíduos da indústria alimentícia, como casca de citros e de maçãs, por exemplo.
Por Assessoria de Imprensa da Food Research Center – FoRC
O objetivo final da pesquisa é fazer a transferência da tecnologia com vistas ao desenvolvimento de suplementos alimentares com ação antioxidante, para tratamentos adjuvantes de doenças. Outra possível aplicação seria a produção de corantes naturais. “As antocianinas são responsáveis por conferir uma ampla gama de cores para flores, frutos e folhas, caules e raízes de plantas – do vermelho carmim até violeta, rosa e azul. O que impede essa aplicação é justamente a instabilidade dos compostos, pois a manutenção das cores depende diretamente da integridade estrutural deles.”
Segundo Thiécla, a tecnologia é acessível – não requer equipamentos sofisticados ou caros. Além disso, os compostos naturais da matéria-prima ocorrem em abundância. A pectina, por exemplo, é fartamente encontrada em resíduos da indústria alimentícia, como casca de citros e de maçãs, por exemplo.
Por Assessoria de Imprensa da Food Research Center – FoRC
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A reprodução de matérias e fotografias é livre mediante a citação do Jornal da USP e do autor. No caso dos arquivos de áudio, deverão constar dos créditos a Rádio USP e, em sendo explicitados, os autores. Para uso de arquivos de vídeo, esses créditos deverão mencionar a TV USP e, caso estejam explicitados, os autores. Fotos devem ser creditadas como USP Imagens e o nome do fotógrafo.
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