Antilipoperoxidative and anti-inflammatory efficacy of multifunctional sunscreens containing ferulic acid

Unprotected chronic exposure to ultraviolet radiation generates many harmful effects to human skin and UV filters are essential to health, however, traditional sunscreens do not provide enough protection against cutaneous oxidative stress, a process amplified by UV radiation. Therefore, is been proposed the development of multifunctional photoprotective formulations, acting in the absorption/reflection of UV radiation and assisting in cutaneous homeostasis. In the present study, ferulic acid is used in conjunction with two sunscreens, bemotrizinol and ethylhexyl triazone, for the determination of biosafety and efficacy methods, using techniques that better elucidate the effects of ferulic acid. Skin permeation assays were performed by applying a formulation containing the three substances in the stratum corneum of volunteers, which were removed by the tape stripping method (ex vivo) with follow quantification by high performance liquid chromatography (HPLC). The test was able to evaluate the penetration depth of the substances, characterizing them. In addition, the simultaneous quantification of the three substances was performed by a single and fast method, facilitating their analysis and improving the technique. Also, TBARS (thiobarbituric acid reactive substances) assays were performed in stratum corneum removed by tape stripping (ex vivo), evaluating the potential of cutaneous lipid peroxidation, with or without ferulic acid. To date, it is the first time that TBARS method is used to characterize the stratum corneum (ex vivo) and quantified by HPLC. The protocol developed may aid in the efficacy of antioxidant agents in studies aimed at elucidating the level of lipid peroxidation caused by drugs and cosmetics, and even in carrying out baseline studies characterizing different ethnicities and genders. As last, an anti-inflammatory in vivo assay with Laser Doppler flowmetry equipment was used to compare the sunscreen formulation with or without ferulic acid. Data indicated that the antioxidant reduced the angular coefficient of the perfusion units, mitigating the inflammatory effects. Furthermore, a significant difference was found between the genders, suggesting a more pronounced inflammatory reaction in women. Ferulic acid proved to be a valuable resource, besides being safe and raise the SPF of sunscreens, it also mitigates the effects of inflammation

A exposição crônica desprotegida à radiação ultravioleta (UV) contribui para o desenvolvimento de câncer de pele e os filtros solares são relevantes para evitar tais efeitos prejudiciais, porém, os protetores solares tradicionais não geram proteção suficiente contra o estresse oxidativo cutâneo. Logo, espera-se o desenvolvimento de formulações fotoprotetoras multifuncionais, atuando não somente na absorção e/ou reflexão da radiação UV, mas, também, auxiliando na homeostase cutânea, com presença de agentes antioxidantes. No presente estudo foi utilizado o ácido ferúlico conjuntamente com dois filtros solares, o bemotrizinol e a triazona de octila, para determinação de métodos de segurança e eficácia, utilizando técnicas que melhor elucidem e comprovem os efeitos do ácido ferúlico. Foram realizados ensaios de permeação cutânea pela aplicação tópica de formulação contendo as três substâncias em voluntários, sendo o estrato córneo retirado pelo método de tape stripping (ex vivo) com subsequente quantificação por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). O ensaio pôde avaliar a profundidade de penetração das substâncias, caracterizando-as. Ademais, a quantificação simultânea das três substâncias foi efetuada por método único e rápido, facilitando análise com aprimoramento da técnica. Em adição, foi realizado ensaios de TBARS (substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico) em estrato córneo removido por tape stripping (ex vivo), para avaliar o potencial de peroxidação lipídica cutânea, contendo ou não o ácido ferúlico. Até o presente momento, é a primeira vez que o método TBARS é utilizado para caracterização do estrato córneo (ex vivo) e quantificada por CLAE. O protocolo desenvolvido pode auxiliar na eficácia de agentes antioxidantes, em estudos que visam elucidar o nível de peroxidação lipídica causada por medicamentos e cosméticos e, até mesmo, na realização de estudos de base, caracterizando etnias e gêneros. Ademais, um ensaio anti-inflamatório in vivo com equipamento de fluxometria Laser Doppler foi utilizado para comparar a formulação fotoprotetora com ou sem ácido ferúlico. Os dados indicaram que o antioxidante reduziu o coeficiente angular das unidades de perfusão, mitigando os efeitos inflamatórios. Ainda, foi identificada diferença entre os gêneros, sugerindo reação inflamatória mais pronunciada em mulheres. O ácido ferúlico provou ser um recurso valioso, além de ser seguro e elevar o FPS dos fotoprotetores, também atenuando os efeitos da inflamação

Phenolic compounds from Virola venosa (Myristicaceae) and evaluation of their antioxidant and enzyme inhibition potential / Compostos fenólicos de Virola venosa (Myristicaceae) e avaliação de seu potencial antioxidante e de inibição enzimática

Virola venosa, popularly known in Brazil as ucuuba-da-mata, occurs naturally in the Amazon region and has potential to provide useful natural compounds, as already known for other Virola species. Therefore, the objective of this study was to determine the chemical composition of bark and leaf extracts of V. venosa, and to test the antioxidant capacity and α-glucosidase inhibition potential of their compounds. Polar extracts showed to be more active in both assays, therefore a bioactivity-guided fractionation was performed to identify the compounds that were responsible for the recorded activities. Using a combination of LC-MS/MS analysis and isolation with NMR identification, eight phenolic compounds were identified. Assays with pure compounds of the active fraction revealed that ferulic acid was the main contributor compound to the observed bioactivity in the crude extracts. (AU)

Virola venosa, popularmente conhecida como ucuuba-da-mata, ocorre naturalmente na região amazônica e tem potencial para fornecer compostos naturais úteis, como já foi mostrado para outras espécies de Virola. Por isso, o objetivo deste estudo foi determinar a composição química dos extratos do tronco e das folhas de V. venosa e os possíveis potenciais antioxidantes e de inibição contra α-glucosidase de seus compostos. Os extratos polares mostraram-se mais ativos em ambos os testes, portanto, um fracionamento guiado por bioatividade foi realizado para designar os compostos responsáveis pelas atividades registradas. Através da combinação de análise CL-EM/EM e isolamento com identificação por RMN, foram identificados oito compostos fenólicos. Testes com os compostos puros principais das frações mais ativas indicaram o ácido ferúlico como o principal contribuinte das atividades biológicas observadas para os extratos brutos, e, consequentemente, o princípio ativo principal de V. venosa.(AU)

Ácido ferúlico em protetores solares: desenvolvimento e eficácia multifuncional in vitro, ex vivo e in vivo / Ferulic acid in sunscreens: development and multifunctional effectiveness in vitro, ex vivo and in vivo

A conscientização da população com relação aos malefícios da radiação ultravioleta (UV) levaram à adoção de hábitos preventivos, com destaque para a utilização diária de formulações fotoprotetoras. Ainda que os filtros solares tradicionais sejam efetivos na absorção ou reflexão da radiação UV, sabe-se que a sua atuação contra os radicais livres é limitada, fator que exige a incorporação de compostos antioxidantes às preparações, visando proteção cutânea de excelência. O presente trabalho objetivou o desenvolvimento e avaliação de formulações multifuncionais contendo os filtros solares bemotrizinol e octil triazona, acrescidos do composto bioativo ácido ferúlico - reconhecido pelas suas propriedades antioxidante e fotoprotetora. As formulações foram desenvolvidas de acordo com um delineamento experimental do tipo fatorial (DoE 23) e avaliadas por meio de metodologias in vitro, in vivo e ex vivo para determinação de sua eficácia fotoprotetora e potencial antioxidante. As emulsões foram consideradas estáveis, seguras, com valor de pH biocompatível com a pele e viscosidade aparente adequada ao uso proposto. O delineamento experimental comprovou o potencial antioxidante e fotoprotetor do ácido ferúlico, visto que a presença deste promoveu aumento de até 90% na atividade antioxidante in vitro das formulações, bem como acréscimo de 32% no Fator de Proteção Solar (FPS) in vivo e 24% no Fator de Proteção UVA (UVA-PF). Por meio do ensaio ex vivo, a formulação contendo o ácido ferúlico apresentou tendência em aumentar a atividade antioxidante natural da pele, comparativamente à formulação contendo apenas os filtros solares e à pele não tratada; ademais, houve queda no potencial antioxidante da pele após a exposição à radiação UV, enfatizando a necessidade de proteção cutânea frente aos danos oxidativos. Os resultados comprovaram os efeitos antioxidante e fotoprotetor combinados do ácido ferúlico, em especial quando em sinergismo com filtros solares, tornando o composto bioativo um candidato promissor no desenvolvimento de formulações multifuncionais inovadoras, seguras e eficazes contra os efeitos nocivos decorrentes da exposição solar

The public awareness regarding the harmful effects of ultraviolet (UV) radiation led to preventive habits, especially the daily use of sunscreens. Although traditional solar filters are effective in UV radiation absorption or reflection, it is known that their activity against free radicals is restricted, an aspect that requires the incorporation of antioxidants to preparations, aiming superior skin protection. Here, we developed and evaluated multifunctional formulations containing the sunscreens bemotrizinol and ethylhexyl triazone plus the bioactive compound ferulic acid - known for its antioxidant and photoprotective properties. Formulations were developed according to a factorial experimental design (DoE 23) and evaluated using in vitro, in vivo and ex vivo methods to determine its photoprotective effectiveness and antioxidant potential. The emulsions were considered stable, safe, with pH value biocompatible with the skin and apparent viscosity suitable for the proposed use. The experimental design evidenced the photoprotective and antioxidant potential of ferulic acid, once its presence increased to 90% the in vitro antioxidant activity of the formulations, as well as 32% increase in the in vivo Sun Protection Factor (SPF) and 24% increase in the UVA Protection Factor (UVA-PF). Through the ex vivo assay, the formulation containing ferulic acid tended to increase the natural antioxidant activity of the skin, compared to the formulation containing only UV filters or the untreated skin; moreover, there was a decrease in the antioxidant potential of the skin after UV radiation exposure, emphasizing the need for skin protection against oxidative damage. The results confirmed the antioxidant and photoprotective effects of ferulic acid, especially when in synergy with UV filters, making the bioactive compound a promising candidate in the development of innovative, safe and effective multifunctional formulations against the harmful effects of sun exposure

Ferulic acid and derivatives: molecules with potential application in the pharmaceutical field

Ferulic acid is a phenolic acid widely distributed in the plant kingdom. It presents a wide range of potential therapeutic effects useful in the treatments of cancer, diabetes, lung and cardiovascular diseases, as well as hepatic, neuro and photoprotective effects and antimicrobial and anti-inflammatory activities. Overall, the pharmaceutical potential of ferulic acid can be attributed to its ability to scavenge free radicals. However, recent studies have revealed that ferulic acid presents pharmacological properties beyond those related to its antioxidant activity, such as the ability to competitively inhibit HMG-CoA reductase and activate glucokinase, contributing to reduce hypercholesterolemia and hyperglycemia, respectively. The present review addresses ferulic acid dietary sources, the pharmacokinetic profile, antioxidant action mechanisms and therapeutic effects in the treatment and prevention of various diseases, in order to provide a basis for understanding its mechanisms of action as well as its pharmaceutical potential.

O ácido ferúlico é um ácido fenólico amplamente distribuído no reino vegetal. Ele apresenta uma ampla gama de potenciais efeitos terapêuticos utéis no tratamento do câncer, diabetes, doenças pulmonares e cardiovasculares, bem como efeitos hepáticos, neuro e fotoprotetores, atividades antimicrobianas e anti-inflamatórias. O potencial farmacêutico do ácido ferúlico pode ser atribuído à sua capacidade em sequestrar radicais livres. No entanto, estudos recentes revelaram que o ácido ferúlico apresenta propriedades farmacológicas, além da sua atividade antioxidante, como a capacidade de inibir competitivamente a HMG-CoA redutase e ativar a glucoquinase, contribuindo para reduzir a hipercolesterolemia e hiperglicemia, respectivamente. A presente revisão aborda as fontes dietéticas de ácido ferúlico, o perfil farmacocinético, os mecanismos de ação como antioxidante e efeitos terapêuticos no tratamento e prevenção de várias doenças, de modo a proporcionar uma base para a compreensão dos seus mecanismos de ação, bem como os seus potenciais farmacêuticos.

Vanillin production by recombinant strains of Escherichia coli

Vanillin production from ferulate was studied using different recombinant strains of Escherichia coli. To prevent the occurrence of aerobic conditions and then possible product oxidation, tests were performed in Erlenmeyer flasks under mild mixing (150 rpm). Among other transformants, E. coli JM109(pBB1) appeared to be the best vanillin producer, being able to convert no less than 95% of starting ferulate to the product within 1h. This yield decreased down to 72% after 72h, likely because of a non-specific oxidase activity responsible for vanillin oxidation to vanillate.

A produção de vanilina a partir de ácido ferúlico foi estudada utilizando-se diferentes linhagens recombinantes de Escherichia coli. Para prevenir a ocorrência de condições de aerobiose e a possível oxidação do produto, os ensaios foram realizados em frascos Erlenmeyer sob agitação moderada (150 rpm). E. coli JM109 (pBBI) mostrou-se o melhor produtor de vanilina entre os demais agentes transformantes, sendo capaz de converter 95% do ácido ferúlico inicial em produto após 1h, rendimento este que decresceu para 72% após 72h, provavelmente devido à atividade de uma oxidase não-específica responsável pela oxidação de vanilina a ácido vanílico.

Vanillin production by recombinant strains of Escherichia coli

Vanillin production from ferulate was studied using different recombinant strains of Escherichia coli. To prevent the occurrence of aerobic conditions and then possible product oxidation, tests were performed in Erlenmeyer flasks under mild mixing (150 rpm). Among other transformants, E. coli JM109(pBB1) appeared to be the best vanillin producer, being able to convert no less than 95% of starting ferulate to the product within 1h. This yield decreased down to 72% after 72h, likely because of a non-specific oxidase activity responsible for vanillin oxidation to vanillate.

A produção de vanilina a partir de ácido ferúlico foi estudada utilizando-se diferentes linhagens recombinantes de Escherichia coli. Para prevenir a ocorrência de condições de aerobiose e a possível oxidação do produto, os ensaios foram realizados em frascos Erlenmeyer sob agitação moderada (150 rpm). E. coli JM109 (pBBI) mostrou-se o melhor produtor de vanilina entre os demais agentes transformantes, sendo capaz de converter 95% do ácido ferúlico inicial em produto após 1h, rendimento este que decresceu para 72% após 72h, provavelmente devido à atividade de uma oxidase não-específica responsável pela oxidação de vanilina a ácido vanílico.