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Produção e avaliação das propriedades antioxidantes de lipopeptídeos bacterianos
(2025-07-22) Bertoncini, Giovana Élika Silveira; Rocha, Cristiani Baldo da; Sartori, Daniele
Lipopeptídeos, metabólitos produzidos por espécies do gênero Bacillus, destacam-se por suas propriedades antioxidantes e seu potencial de aplicação nas indústrias alimentícia, cosmética e farmacêutica. A crescente demanda por antioxidantes naturais, em substituição aos sintéticos que podem representar riscos à saúde, ressalta a relevância de soluções biotecnológicas sustentáveis e renováveis. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo produzir, caracterizar e avaliar as propriedades antioxidantes de lipopeptídeos produzidos pela linhagem Bacillus sp. UELAsF1.483, e aplicar os lipopeptídeos em formulações filmogênicas. A linhagem foi cultivada em meio contendo glicose e ácido glutâmico, com 2% de inóculo, por até 96 horas, a 150 rpm e 37°C. A presença de biossurfactantes foi confirmada por meio de ensaios de índice de emulsificação e espalhamento de óleo. Os lipopeptídeos foram extraídos por precipitação ácida seguida de extração orgânica e submetidos às análises de suas características estruturais e ensaios de atividade antioxidante, e desenvolvimento de formulação filmogênica. Os resultados indicaram que o sobrenadante induziu dispersão na camada de óleo e formou emulsões estáveis com índices de emulsificação superiores a 50%, confirmando a presença de biossurfactantes com propriedades tensoativas e emulsificantes, especialmente após 72 de fermentação. A atividade antioxidante aumentou significativamente após 48 horas de cultivo, estabilizando entre 35–40% em 72 horas. Com base nesses resultados, o tempo de fermentação de 72 horas foi escolhido para os experimentos subsequentes. Nesse intervalo, a produção de biossurfactantes alcançou 0,45 g/L. A análises estruturais confirmou a presença de grupos funcionais típicos de lipopeptídeos, identificando tempos de retenção compatíveis com padrões descritos na literatura. O lipopeptídeo produzido foi denominado LP.F1483 e apresentou 47,26% de inibição de radicais DPPH, em baixas concentrações, além de apresentar atividade antioxidante total, equivalente ao Trolox, antioxidante de referência. Além disso, o lipopeptídeo LP.F1483 foi incorporado em filmes biodegradáveis à base de amido e gelatina, 0%, 2.5 mg, 5 mg e 25 mg/100g polímero. A solubilidade em água aumentou de forma dependente da concentração de LP.F1483, atingindo 56,97% nos filmes com maior teor do aditivo, o que evidencia a desestabilização da matriz polimérica e maior afinidade com a água. A análise por espectroscopia FT-IR confirmou a presença de interações típicas entre os componentes dos filmes e grupos funcionais relacionados ao lipopeptídeo. Por fim, a atividade antioxidante nos filmes foi observada apenas na formulação com 25 mg de LP.F1483, que apresentou 45,53% de inibição de radicais DPPH, demonstrando um efeito dose-dependente e o potencial desses materiais para uso como embalagens ativas ou cosméticos funcionais. Esses achados destacam o potencial de Bacillus sp. UELAsF1.483 como uma ferramenta biotecnológica promissora, contribuindo para o desenvolvimento de alternativas naturais aos antioxidantes sintéticos e abrindo novas perspectivas para inovações sustentáveis nas indústrias cosmética, alimentícia e farmacêutica.
Associação da plumbagina e doxorrubicina na modulação de mRNA em cultura 2D e 3D e na alteração de parâmetros relacionados a morte por ferroptose e piroptose em células HepG2/C3A
(2024-07-25) Oliveira, Liana Martins de; Mantovani, Mário Sérgio; Lepri, Sandra Regina; Bidóia, Danielle Lazarin
A doxorrubicina é um agente quimioterápico utilizado no tratamento do câncer. Contudo, a eficácia do tratamento pode ser comprometida quando o tumor apresenta resistência à droga. Os efeitos adversos resultantes da toxicidade relacionada às altas dosagens e a resistência celular à droga podem ser mitigados mediante a combinação de bioativos em concentrações menos citotóxicas. A plumbagina é um fitoquímico extraído de plantas do gênero Plumbago, que exibe atividades biológicas, como efeitos antioxidante, antibacteriano, antifúngico, anti-inflamatório e antitumoral. Nesse contexto, a associação dessas moléculas foi testada para a avaliação dos efeitos celulares no aspecto morfológico e molecular em células de hepatocarcinoma humano (HepG2/C3A) em modelos 2D e 3D. Para isso, realizou-se teste de citotoxicidade com resazurina e ensaio clonogênico, monitoramento celular por time-lapse, avaliação de danos no DNA (ensaio do cometa), marcação de gotículas lipídicas intracelulares, monitoramento de volume esferoidal, coloração fluorescente de esferoides com Hoechst 33342 e Iodeto de Propídio e RT-qPCR para genes das vias de morte celular (CASP3, CASP8, CASP9, PARP1, BBC3, BIRC5, BCL2 e TNF), autofagia (BECN1 e SQSTM1), ciclo celular (C-MYC, NF-kB, CDKN1A, M-TOR e TRAF2), reparo de danos no DNA (H2AFX, GADD45A e GADD45AG), estresse oxidativo (GPX1), estresse no retículo endoplasmático (EIF2AK3 e ERN1), metabolismo de xenobióticos (CYP1A1, CYP1A2, CYP3A4, CYP2E1, CYP2C9) e marcadores de ferroptose e piroptose (NQO1, NRF2, SLC7A11, ASNS, HMOX1, CHAC1, ACSL4, NFE2L2, TRFC, GSDMD) nos modelos experimentais 2D e 3D. Fez-se a análise estatística no software GraphPad Prism 9.4, de acordo com a normalidade e disposição dos dados. As associações reduziram significativamente a proliferação celular em relação aos seus isolados, apresentando efeito aditivo e sinérgico. Foi observado que as associações aceleram o processo de morte e, os tipos de processos morfológicos de morte são influenciados pela concentração, sendo, portanto, diferentes nas diferentes concentrações avaliadas. As associações apresentaram capacidade de redução da sobrevida celular, além disso, observou-se também que essas associações são genotóxicas. A doxorrubicina, a menor concentração de plumbagina e a menor concentração de associação testada apresentaram marcação mais intensa para corpúsculos lipídicos. As associações reduzem o crescimento esferoidal e alteraram o padrão de coloração por Hoechst 33342 (núcleo) e Iodeto de Propídio (morte). As associações alteraram a expressão de mRNAs de vias moleculares envolvidas no processo de morte, regulação do ciclo celular, reparo de dano do DNA e metabolismo de xenobióticos. Os processos de morte observados nas células expostas às associações, bem como os padrões moleculares alterados, evidenciam processo de ferroptose (menor concentração) e piroptose (evidenciada na maior concentração). Esses resultados demonstram que as associações de plumbagina e baixa concentração da doxorrubicina (IC25) apresentam atividade antiproliferativa, atuando por meio do impedimento da formação de colônias, causando alterações no DNA e na expressão de mRNAs de vias de processo de morte, regulação do ciclo celular, reparo de dano do DNA e metabolismo de xenobióticos, contribuindo para o entendimento e desenvolvimento de novos protocolos para um possível tratamento com esses compostos no câncer.
Heterojunções em filmes finos funcionais para produção de hidrogênio via fotoeletrocatálise
(2025-08-26) Oliveira, Mauricio Rocha e Silva Carias de; Matos, Roberto de; La Porta, Felipe de Almeida; Spagnolo, Emerson Marcelo Girotto; Urbano, Alexandre
O hidrogênio é um recurso versátil e de grande importância para a indústria, podendo ser encontrado de forma livre em reservatórios de petróleo, ou obtido a partir de diversas matérias-primas. Na indústria existem diversas rotas para a obtenção de hidrogênio, destacando-se o water splitting, na qual se utiliza energia para decompor a água em hidrogênio e oxigênio. Para a reação ocorrer, deve-se ceder uma quantidade mínima de energia, ou catalisar utilizando semicondutores que possuam fronteiras de banda adequadas para as reações redox. No entanto, existem problemas inerentes, como a recombinação do par elétron-lacuna fotogerado ou a baixa mobilidade dos portadores de carga, limitando suas aplicações. Para contornar este problema aplicam-se heterojunções, para promover um aumento na densidade de portadores de carga e melhorar a absorção no visível. O objetivo deste trabalho é, portanto, fabricar eletrodos heteroestruturados a partir dos materiais semicondutores BiVO4, CuO e WO3 utilizando técnicas simples, visando obter a melhor eficiência fotocatalítica para water splitting. Os fotoeletrodos foram caracterizados estrutural e eletroquimicamente por difração de raios-X, fluorescência de raios-X e microscopia eletrônica de varredura, e por técnicas voltamétricas, cronoamperometria e determinação da energia de gap para avaliar suas propriedades. O fotoeletrodo com três camadas CuO/WO3/BiVO4 – CuO/WO/BVO 5 h – apresentou o melhor desempenho foto(eletro)catalítico, com densidade de fotocorrente de 0,4 mA.cm-2 em 1,1 V vs. Ag/AgCl (KCl sat.). Este fotoanodo, constituído por uma combinação de esquema-Z e heterojunção tipo II, promoveu uma elevada geração de portadores de carga, com baixa taxa de recombinação. Esses resultados indicam que o material possui grande potencial para aplicação na produção sustentável de hidrogênio via water splitting, destacando-se por seu baixo custo e baixa toxicidade