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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/34868
AVALIAÇÃO DO POTENCIAL LARVICIDA DO ÓLEO ESSENCIAL DE MELALEUCA ALTERNIFÓLIA E SUA FORMULAÇÃO EM NANOCÁPSULAS POLIMÉRICAS
Aeds aegypti
Melaleuca alternofolia
Larvicida
Produtos naturais
Nanotecno
Pires, Vícinius Couto | Date Issued:
2019
Author
Advisor
Comittee Member
Affilliation
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Gonçalo Moniz. Salvador, BA, Brasil.
Abstract in Portuguese
Dengue, febre chikungunya e febre por Zika vírus representam as arboviroses de maior carga no Brasil, onde o Aedes aegypti é o principal vetor de transmissão viral. A principal abordagem de prevenção dessas arboviroses é o controle da população de mosquitos adultos. Estudos fitoquímicos têm demonstrado o potencial de óleos essenciais como larvicidas, sendo uma alternativa promissora de combate ao A. aegypti. Contudo, estes óleos apresentam limitações de solubilidade em meio aquoso e tendem a perder atividade após períodos de exposição à radiação solar. Visando superar tais limitações, a encapsulação de frações oleosas em nanocápsulas poliméricas deve permitir o aumento do tempo de vida útil dos compostos bioativos, garantindo, assim, sua bioatividade e ação larvicida. OBJETIVO: Este trabalho busca desenvolver nanocápsulas de poli(ε-caprolactona) contendo o óleo essencial de Melaleuca alternifolia como nanolarvicida contra o Aedes aegypti. MATERIAIS E MÉTODOS: Inicialmente, o óleo de M. alternifolia foi caracterizado por cromatografia gasosa. Nanocápsulas foram produzidas pelo método de nanoprecipitação e caracterizadas quanto ao tamanho, polidispersão, potencial de superfície, morfologia e eficiência de encapsulação. A estabilidade físico-química das nanosuspensões armazenadas a 25 ± 2°C foi avaliada pelo monitoramento do tamanho de partícula, pH, condutividade elétrica e turbidez durante 90 dias. Ensaios colorimétricos de viabilidade celular (Alamar Blue) foram realizados para caracterizar o efeito citotóxico do óleo essencial em macrófagos J774 e queratinócitos da linhagem HaCat. A atividade larvicida do óleo livre (emulsionado em Tween 80) e nanoencapsulado foi determinada através de bioensaios de acordo com a metodologia preconizada pela OMS. RESULTADOS: Na caracterização do óleo, foram identificados 20 compostos voláteis - sendo terpinen-4-ol o composto majoritário. Com relação ao efeito larvicida do óleo, observou-se que partir de 100 ppm todas as larvas expostas morreram, sendo possível determinar a doses letais em 24 horas (LC50=69,374 ppm; LC90=101,56 ppm) e em 48 horas (LC50=68,325 ppm; LC90=98,908 ppm). Nos ensaios de citotoxicidade, não houve redução significativa da viabilidade de macrofagos e queratinócitos em concentrações próximas ao LC90 do óleo contra larvas de A. aegypti. As nanocápsulas contendo o óleo de M. alternifolia apresentaram-se esféricas, com tamanho médio de 172,4 nm, PDI 0,1 e potencial zeta ‒26,35 mV. No processo de nanoprecipitação houve uma perda de 29% na massa de óleo ea eficiência de encapsulação em relação ao óleo presente na formulação foi de 90%. Durante 60 dias de armazenamento, as nanosuspensões mantiveram seu aspecto visual, sem evidências macroscópicas de fenômenos de instabilidade física. Neste período, não foram observadas variações nos valores de turbidez e tamanho de partícula. As nanocápsulas prolongaram o tempo de vida útil do óleo após formulação e apresentaram efeito inseticida de ação moderadamente lenta, com LC50 564,9 ppm em 48 horas. CONCLUSÃO: Este trabalho demonstrou o potencial larvicida do óleo de M. alternifolia, o qual pôde ser formulado em nanocápsulas poliméricas, cujo incremento da atividade larvicida poderá ser alvo de futura investigação.
Abstract
Dengue fever, chikungunya fever and Zika virus represent the most heavily loaded arboviruses in Brazil, where Aedes aegypti is the main vector of viral transmission. The main approach to prevention of these arboviruses is adult mosquito population controlling. Phytochemical studies have demonstrated the essential oils potential as larvicides, being a promising alternative against A. aegypti. However, these oils exhibit solubility limitations in aqueous media and tend to lose activity after solar radiation exposure. In order to overcome these limitations, the encapsulation of oily fractions in polymeric nanocapsules should allow the bioactive compounds to increase their shelf life, thus guaranteeing their bioactivity and larvicidal action. AIM: This work aims to develop poly(ε-caprolactone) nanocapsules containing Melaleuca alternifolia essential oil as nanolarvicide against Aedes aegypti. MATERIAL AND METHODS: Initially, M. alternifolia oil was characterized by gas chromatography and high resolution mass spectrometry. Nanocapsules were produced by the nanoprecipitation method and characterized by size, polydispersity, surface potential, morphology and encapsulation efficiency. The physico-chemical stability of nanosuspensions stored at 25 ± 2 ° C was evaluated by monitoring particle size, pH, electrical conductivity and turbidity for 90 days. Colorimetric cell viability assays (Alamar Blue) were performed to characterize the cytotoxic effect of essential oil on J774 macrophages and HaCat keratinocytes. The larvicidal activity of the free oil (emulsified in Tween 80) and nanoencapsulated oil was determined by bioassays according to the methodology recommended by the WHO. RESULTS: In the characterization of the oil, 20 volatile compounds were identified - terpinen-4-ol as major compound - and 22 non-volatile compounds. With regard to the larvicidal effect of the oil, it was observed as of 100 ppm all exposed larvae died, and it was possible to determine lethal doses in 24 hours (LC50 = 69.374 ppm and LC90 = 101.56 ppm) and in 48 hours (LC50 = 68.325 ppm and LC90 = 98.908 ppm). In the cytotoxicity assays, there was no significant reduction in the viability of macrophages and keratinocytes at concentrations close to the LC90 of the oil against A. aegypti larvae. The nanocapsules containing the M. alternifolia oil were spherical, with an average size of 172.4 nm, PDI 0,1 and zeta potential -26.35 mV. Although the nanoprecipitation process resulted in a 29% oil contente loss, the encapsulation efficiency was 90%. During 60 days of storage, the nanosuspensions maintained their visual appearance without macroscopic evidence of physical instability phenomena. At this time, no changes in turbidity and particle size were observed. The nanocapsules extended the shelf life of the oil after formulation and showed a moderately slow action insecticidal effect with LC50 564.9 ppm in 48 hours. CONCLUSION: This work demonstrated the larvicidal potential of the oil of M. alternifolia, which could be formulated in polymer nanocapsules, whose increase in larvicidal activity may be the subject of future research.
Keywords in Portuguese
ArbovirosesAeds aegypti
Melaleuca alternofolia
Larvicida
Produtos naturais
Nanotecno
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