dissertação

Characterization of bioactivity and development of chitosan-based nanostructured systems containing Momordica charantia L. extracts

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Universidade Federal de Lavras

Faculdade, Instituto ou Escola

Faculdade de Zootecnia e Medicina Veterinária (FZMV)

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Programa de Pós-Graduação

Programa de Pós-Graduação em Ciências Veterinárias

Agência de fomento

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Tipo de impacto

Tecnológico

Áreas Temáticas da Extensão

Saúde

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

ODS 3: Saúde e bem-estar

Dados abertos

Resumo

Momordica charantia L. apresenta compostos bioativos associados a atividades antioxidante, enzimática e citotóxica, despertando interesse para o desenvolvimento de sistemas nanoestruturados destinados à veiculação de extratos vegetais. Este estudo teve como objetivo avaliar o potencial biológico de extratos hidroetanólicos de folhas e frutos de M. charantia e desenvolver sistemas nanoestruturados à base de quitosana e tripolifosfato de sódio (CS/TPP), investigando suas características físico-químicas e atividade citotóxica in vitro. Inicialmente, os extratos foram avaliados quanto ao conteúdo de compostos fenólicos e flavonoides, à atividade antioxidante, à capacidade antioxidante total, à atividade sobre α-amilase e à toxicidade preliminar utilizando Artemia salina. Posteriormente, os extratos foram incorporados aos sistemas CS/TPP, que foram caracterizados quanto à dimensão das partículas, à eficiência de encapsulamento e ao perfil espectroscópico por Raman. A citotoxicidade das formulações foi avaliada pelo ensaio MTT em células HeLa e RAW 264.7, utilizando diferentes concentrações e determinando-se os valores de IC₅₀. Os extratos apresentaram atividade antioxidante e enzimática, além de toxicidade preliminar dependente da concentração. As formulações nanoestruturadas apresentaram eficiência de encapsulamento de 84,53% para o extrato do fruto e 81,00% para o extrato da folha, com partículas na faixa nanométrica e manutenção das principais características espectroscópicas dos extratos após o processo de encapsulação. Na avaliação citotóxica, as formulações apresentaram efeito dependente da concentração. Em células HeLa, as formulações contendo extratos de fruto e folha apresentaram IC₅₀ de 44,90 mg/mL e 54,30 mg/mL, respectivamente. Enquanto em células RAW 264.7, os valores de IC₅₀ foram de 59,06 mg/mL e 23,96 mg/mL, respectivamente. As nanocápsulas de quitosana sem extrato também apresentaram citotoxicidade, indicando que a matriz polimérica pode contribuir para a resposta celular observada. Os resultados demonstraram que os extratos de M. charantia apresentaram bioatividade e que sua incorporação em sistemas CS/TPP é viável, com manutenção das características dos extratos e atividade citotóxica in vitro. Os achados sustentam o potencial dos sistemas desenvolvidos para investigações futuras, especialmente quanto à seletividade celular, aos mecanismos de ação, à estabilidade e à avaliação pré-clínica

Abstract

Momordica charantia L. contains bioactive compounds associated with antioxidant, enzymatic, and cytotoxic activities, attracting interest in the development of nanostructured systems for the delivery of plant extracts. This study aimed to evaluate the biological potential of hydroethanolic extracts from the leaves and fruits of M. charantia and to develop chitosan and sodium tripolyphosphate (CS/TPP)-based nanostructured systems, investigating their physicochemical characteristics and in vitro cytotoxic activity. Initially, the extracts were evaluated for their phenolic and flavonoid contents, antioxidant activity, total antioxidant capacity, α-amylase activity, and preliminary toxicity using Artemia salina. Subsequently, the extracts were incorporated into CS/TPP systems, which were characterized in terms of particle size, encapsulation efficiency, and Raman spectroscopic profile. The cytotoxicity of the formulations was evaluated using the MTT assay in HeLa and RAW 264.7 cells at different concentrations, with determination of IC₅₀ values. The extracts exhibited antioxidant and enzymatic activities, as well as concentration-dependent preliminary toxicity. The nanostructured formulations showed encapsulation efficiencies of 84.53% for the fruit extract and 81.00% for the leaf extract, with particles in the nanometric range and preservation of the main spectroscopic characteristics of the extracts after the encapsulation process. In the cytotoxicity assessment, the formulations exhibited concentration-dependent effects. In HeLa cells, formulations containing fruit and leaf extracts showed IC₅₀ values of 44.90 mg/mL and 54.30 mg/mL, respectively. In RAW 264.7 cells, the IC₅₀ values were 59.06 mg/mL and 23.96 mg/mL, respectively. Chitosan nanocapsules without extract also exhibited cytotoxicity, indicating that the polymeric matrix may contribute to the observed cellular response. The results demonstrated that M. charantia extracts exhibited bioactivity and that their incorporation into CS/TPP systems is feasible, with preservation of extract characteristics and in vitro cytotoxic activity. These findings support the potential of the developed systems for future investigations, particularly regarding cellular selectivity, mechanisms of action, stability, and preclinical evaluation.

Descrição

Área de concentração

Sanidade animal e saúde única

Linha de pesquisa

Medicina Veterinária preventiva e saúde coletiva

Agência de desenvolvimento

Palavra chave

Marca

Objetivo

Procedência

Impacto da pesquisa

Resumen

ISBN

DOI

Citação

KATTAH, Hoxana Xavier Lopes. Characterization of bioactivity and development of chitosan-based nanostructured systems containing Momordica charantia L. extracts. 2026. 84 p. Dissertação (Mestrado em Ciências Veterinárias) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2026.

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