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Tipo do documento: Dissertação
Título: Desenvolvimento de Nanogéis à Base de Bioativos Naturais como Abordagem Inovadora para o Controle e Tratamento de Doenças Tropicais Negligenciadas e Avaliação Toxicológica em Modelo Zebrafish (Danio rerio)
Título(s) alternativo(s): Development of Nanogels Based on Natural Bioactives as an Innovative Approach for the Control and Treatment of Neglected Tropical Diseases and Toxicological Evaluation in a Zebrafish Model (Danio rerio)
Autor: ROCHA, Raiene Lisboa 
Primeiro orientador: GONÇALVES, Renato Sonchini
Primeiro membro da banca: GONÇALVES, Renato Sonchini
Segundo membro da banca: BEZERRA, Cícero Wellington Brito
Terceiro membro da banca: ROSÁRIO, Carla Janaina Rebouças Marques do
Resumo: As Doenças Tropicais Negligenciadas (DTNs), como a leishmaniose tegumentar americana (LTA), continuam sendo um desafio à saúde pública devido à toxicidade dos tratamentos disponíveis. As arboviroses, também classificadas como DTNs, são transmitidas pelo Aedes aegypti, cujo controle com inseticidas convencionais acarreta impactos ambientais significativos em razão de sua elevada toxicidade. Diante disso, cresce o interesse por alternativas mais seguras, como formulações à base de bioativos naturais. Nesse estudo, foi desenvolvido nanogéis semissólidos contendo óleo essencial de Duguetia stelechantha (OEDs), utilizando os copolímeros F127, 974P e água como único solvente visando uma abordagem ecofriendly. O OE da D. stelechantha foi extraído por hidrodestilação e caracterizado por CG-EM, com identificação predominante de sabineno (41,44%), terpin-4-ol (17,61%) e p-cimeno (3,70%), confirmados por RMN de ¹H e ¹³C. Diferentes concentrações de OEDs foram testadas nas formulações, sendo a mais estável, aquela com 1% de óleo (nGF2002Ds), posteriormente combinada com concentrações crescentes de curcumina (CUR), sendo 0,02% de CUR (nGF2002DsC) a mais adequada. A análise de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) revelou alterações vibracionais das ligações O—H, C—H e C=O da matriz polimérica do nanogel base, indicando interações com os bioativos (OEDs e OEDs/Curcumina). As análises por espalhamento dinâmico de luz (DLS) demonstraram que a presença dos compostos promove maior estabilidade coloidal, evidenciada pela redução do diâmetro hidrodinâmico (Dh) e pelo aumento do coeficiente de difusão (Dif). A análise reológica confirmou o aumento da viscosidade, elasticidade e organização estrutural da matriz contendo os bioativos. Além disso, a análise por Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) indicou estabilidade térmica do nanogel nGF2002Ds, enquanto as análises morfológicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de força atômica (AFM) revelaram morfologia homogênea e maior rigidez superficial após a incorporação do óleo. Diante dessa encapsulação bem sucedida dos bioativos, o nanogel nGF2002Ds apresentou forte efeito larvicida contra larvas de Aedes aegypti, com CL₅₀ de 97,7 µg/mL e CL₉₀ de 177,7 µg/mL em 24 horas. Na avaliação toxicológica com zebrafish (Danio rerio), o nanogel nGF2002Ds demonstrou toxicidade dose-dependente, com aumento das alterações teratogênicas conforme o aumento da concentração do óleo. Em ensaio in vitro contra a Leishmania amazonense, o nanogel atingiu 100% de mortalidade em 24 horas, superando a atividade do OEDs puro (96,5%). Os resultados destacam o potencial dos nanogéis como abordagem nanotecnológica sustentável para superar as limitações de bioativos naturais no controle e tratamento das DTN.
Abstract: Neglected Tropical Diseases (NTDs), such as American cutaneous leishmaniasis (ACL), remain a public health challenge due to the toxicity of available treatments. Arboviruses, also classified as NTDs, are transmitted by Aedes aegypti, whose control using conventional insecticides leads to significant environmental impacts due to their high toxicity. In this context, there is growing interest in safer alternatives, such as formulations based on natural bioactive compounds. In this study, semisolid nanogels containing essential oil of Duguetia stelechantha (EOs) were developed, using the copolymers F127, 974P, and water as the sole solvent, aiming at an eco-friendly approach. The EO from D. stelechantha was extracted by hydrodistillation and characterized by GC-MS, identifying sabinene (41.44%), terpinen-4-ol (17.61%), and p-cymene (3.70%) as major constituents, confirmed by ¹H and ¹³C NMR. Different concentrations of EOs were tested in the formulations, with the most stable being that with 1% oil (nGF2002Ds), which was subsequently combined with increasing concentrations of curcumin (CUR), with 0.02% CUR (nGF2002DsC) being the most suitable. Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy revealed vibrational changes in the O—H, C—H, and C=O bonds of the nanogel polymeric matrix, indicating interactions with the bioactives (EOs and EOs/Curcumin). Dynamic light scattering (DLS) analysis showed that the presence of these compounds promoted greater colloidal stability, evidenced by the reduction in hydrodynamic diameter (Dh) and the increase in the diffusion coefficient (Dif). Rheological analysis confirmed the increase in viscosity, elasticity, and structural organization of the matrix containing the bioactives. Additionally, differential scanning calorimetry (DSC) indicated thermal stability of the nGF2002Ds nanogel, while morphological analyses using scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) revealed homogeneous morphology and increased surface rigidity after oil incorporation. Due to the successful encapsulation of the bioactives, the nGF2002Ds nanogel exhibited strong larvicidal activity against Aedes aegypti larvae, with an LC₅₀ of 97.7 µg/mL and LC₉₀ of 177.7 µg/mL within 24 hours. In the toxicological evaluation using zebrafish (Danio rerio), the nGF2002Ds nanogel demonstrated dose-dependent toxicity, with an increase in teratogenic alterations as the oil concentration increased. In an in vitro assay against Leishmania amazonensis, the nanogel achieved 100% mortality within 24 hours, surpassing the activity of pure EOs (96.5%). These results highlight the potential of nanogels as a sustainable nanotechnological approach to overcome the limitations of natural bioactives in the control and treatment of NTDs.
Palavras-chave: Desenvolvimento de nanogéis;
Óleo essencial de Duguetia stelechantha;
Aedes aegypti;
Leishmaniose;
Zebrafish (Danio rerio)
Nanogel development;
Duguetia stelechantha essential oil;
Aedes aegypti;
Leishmaniasis;
Zebrafish (Danio rerio)
Área(s) do CNPq: Farmacologia Clínica
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA/CCET
Citação: ROCHA, Raiene Lisboa. Desenvolvimento de Nanogéis à Base de Bioativos Naturais como Abordagem Inovadora para o Controle e Tratamento de Doenças Tropicais Negligenciadas e Avaliação Toxicológica em Modelo Zebrafish (Danio rerio). 2025. 98 f. Dissertação( Programa de Pós-graduação em Química/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2025.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6450
Data de defesa: 16-Jul-2025
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUIMICA

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