Physicochemical characterization and cosmetic applications of Passiflora nitida Kunth leaf extract

Abstract Passiflora nitida Kunth, an Amazonian Passiflora species, is little studied, although the specie's high biological potential. Herein the plant's pharmacognostic characterization, extract production, antioxidant potential evaluation, and application of this extract in cosmetic products is reported. The physical chemical parameters analyzed were particle size by sieve analysis, loss through drying, extractive yield, total ash content, laser granulometry, specific surface area and pore diameter (SBET), differential scanning calorimetry, thermogravimetry (TG), and wave dispersive X-Ray fluorescence (WDXRF). Total phenol/flavonoid content, LC-MS/MS analysis, DPPH and ABTS antioxidant radical assays, cytotoxicity, melanin, and tyrosinase inhibition in melanocytes test provided evidence to determine the content of the major constituent. P. nitida dry extract provided a fine powder with mesopores determined by SBET, with the TG curve showing five stages of mass loss. The antioxidant potential ranged between 23.5-31.5 mg∙mL-1 and tyrosinase inhibition between 400-654 µg∙mL-1. The species presented an antimelanogenic effect and an inhibitory activity of cellular tyrosinase (26.6%) at 25 µg/mL. The LC-MS/MS analysis of the spray-dried extract displayed the main and minor phenolic compounds constituting this sample. The results indicate that P. nitida extract has promising features for the development of cosmetic formulations

Ocotea (Lauraceae) Amazonian essential oils chemical composition and their tyrosinase inhibition to use in cosmetics / Ocotea (Lauraceae) composición química de aceites esenciales amazónicos y su inhibición de la tirosinasa para usar en cosméticos

This study presents analyses on the chemistry, biology, pharmacology and chromatography of essential oils extracted from three species of the Ocotea genus: O. minor, O. ceanothifolia and O. leucoxylon. Leaves and stems, as well as the bark of O. minor, were processed using a modified Clevenger apparatus. Seven essential oils were obtained and analyzed using GC-FID and GC-MS, and their chemical compositions were determined. Assays of cytotoxicity, antioxidant and free radical scavenging activity, as well as tyrosinase and elastase inhibition were performed. In total, 25 constituents were identified, the principal being sesquiterpenes, such as spathulenol caryophyllene and its oxide. The oils did not present cytotoxicity using a hemolytic model, but also did not show antioxidant activity in the DPPH assay. Essential oil from stems of O. ceanothifolia, rich in spathulenol and caryophyllene oxide, demonstrated the capacity to inhibit 49.08% of tyrosinase activity at a concentration of 100 µg/mL. This research contributes to the chemical profile analysis of the three species of Ocoteathrough chemical investigations and biological activity, which are reported for the first time here in this study.

Este trabajo realiza un estudio químico, biológico, farmacológico y cromatográfico de aceites esenciales extraídos de tres especies del género Ocotea: O. minor, O. ceanothifoliay O. leucoxylon. Las hojas y tallos, así como la corteza de O. minor, se procesaron utilizando un aparato Clevenger modificado. Se obtuvieron siete aceites esenciales y se analizaron usando GC-FID y GC-MS, y se determinaron sus composiciones químicas. Se realizaron ensayos de citotoxicidad, actividad antioxidante y de atrapamiento de radicales libres, así como inhibición de tirosinasa y elastasa. En total, se identificaron 25 componentes, siendo los principales sesquiterpenos, como el spathulenol cariofileno y su óxido. Los aceites no presentaron citotoxicidad en un modelo hemolítico y tampoco mostraron actividad antioxidante en el ensayo con DPPH. El aceite esencial de tallos de O. ceanothifolia, rico en espatulenol y óxido de cariofileno, mostró capacidad para inhibir el 49.08% de la actividad de tirosinasa a una concentración de 100 µg/mL. Esta investigación contribuye al análisis del perfil químico de las tres especies de Ocotea a través de investigaciones químicas y actividad biológica la cual se informan por primera vez.

Desenvolvimento de epiderme humana reconstruída (RHE) como plataforma de testes in vitro para irritação, sensibilização, dermatite atópica e fotoimunossupressão / Development of a Reconstructed Human Epidermis (RHE) as platform to in vitro assays: irritation, sensitization, atopic dermatitis and photoimmunosuppression

O desenvolvimento de novos modelos de pele e novas metodologias in vitro segue uma tendência mundial na busca pela redução ou substituição de testes em animais. Nesse contexto, kits de epiderme humana reconstruída (RHE) apresentam-se como uma plataforma promissoras para essa proposta e, alguns modelos encontram-se validados para ensaios de irritação e corrosão cutânea in vitro. Entretanto, em países como o Brasil, enfrentam-se questões alfandegárias e perda do material por perecibilidade, dificultando e até impedindo, a importação desses kits para utilização por parte das indústrias e laboratórios nacionais. Em contrapartida, o desenvolvimento de um modelo de RHE apresenta-se como um avanço tecnológico e ganho de autonomia para esses países. Assim, no capítulo 1 explorou-se o desenvolvimento de um modelo nacional de RHE (USP-RHE) que atendesse às exigências internacionais descritas no guia OECD 439. O modelo desenvolvido apresentou uma epiderme bem diferenciada e atendeu aos parâmetros de qualidade (histologia, viabilidade e função barreira) bem como da funcionalidade, a qual é expressa na capacidade de distinção entre irritantes e não irritantes, apresentando 85,7% de especificidade, 100% sensibilidade e 92,3% de acurácia quando comparada com a classificação in vivo obtida pelo ensaio do linfonodo local (LLNA). No capítulo 2, células monocíticas THP-1 em monocamada foram capazes de distinguir entre agentes sensibilizantes e não sensibilizantes por meio da expressão de CD86, CD54 e liberação de IL-8. Após a obtenção de RHE e THP-1 funcionais, um cross-talking foi estabelecido gerando uma RHE imunocompetente. A RHEI distinguiu satisfatoriamente entre agentes sensibilizantes e não sensibilizantes por meio da expressão de CD86 e CD54 na membrana das células THP-1. A liberação de IL-8 também foi avaliada na RHEI, mas, não demonstrou ser um bom indicador para a avaliação de sensibilização, ao contrário de IL-1α, que distinguiu satisfatoriamente agentes sensibilizantes de não-sensibilizantes, mas não foi capaz de hierarquizá-los. No capítulo 3, avaliou-se o papel de interleucinas do tipo Th2 e da depleção de colesterol na membrana plasmática no desenvolvimento de características morfológicas e moleculares da dermatite atópica (DA) in vitro em um modelo de RHE. Os resultados demonstram que o uso de IL-4, IL-13 e IL-25 em combinação com a depleção de colesterol na membrana plasmática mimetiza in vitro, as principais características da DA. No capítulo 4, buscou-se avaliar os efeitos imunossupressores da radiação ultravioleta na RHEI. Os ensaios foram realizados em diferentes períodos de exposição, entretanto, não foi possível observar tais efeitos. Os resultados justificam-se pela ausência da liberação de IL-10 pelo RHE imunocompetente, por exemplo, e demonstram uma limitação do RHE imunocompetente para avaliações de inativação da reposta imune. Neste trabalho, concluímos que foi possível obter uma RHE competitiva, similar aos modelos internacionais validados e que pode ser utilizada como plataforma para ensaios de irritação e sensibilização cutânea, além de ser uma plataforma para estudos da dermatite atópica. No modelo é possível estudar a ativação do sistema imune, o que o torna promissor como uma plataforma para avaliação de resposta imunológica in vitro. Conclui-se, portanto, que os objetivos foram amplamente atendidos além de oferecermos um protocolo de livre acesso para reprodução por outros laboratórios e um modelo para validação futura

The development of new in vitro skin models and new methodologies follows a global trend in search for reductions or replacement of animal testing. In this context, Reconstructed Human Epidermis kits (RHE) are presented as a promising platform in the search for alternative methods to animal use, and some models are validated for skin irritation and corrosion in vitro tests. However, in countries such as Brazil, who face customs issues and loss of material due to perishability, making it challenging and even compromising the importation of these kits for use by industries and laboratories. In contrast, the development of an RHE model is presented as a technological breakthrough and gain of autonomy for these countries. Thus, in Chapter 1 we explored the development of a national model of RHE (USP-RHE) that meet international requirements described in OECD TG 439. The developed model presented a well-differentiated epidermis and met the quality parameters, for instance, histology, viability, and barrier function as well as the functionality expressed in the capacity of screening between irritants and nonirritants, with 85.7 % of specificity, 100 % of sensitivity and 91.7% of accuracy in comparision to in vivo UN GHS classification from Local limph node assay (LLNA). In chapter 2, monocytic THP-1 cell line, as monolayers, were able to distinguish between sensitizers and non-sensitizers by expression of CD86, CD54, and IL-8 release. In this model, functional RHE and THP-1 were used in a cross-talking, and thus an immunocompetent RHE (RHEI) was generated. The RHEI has distinguished satisfactorily between sensitizers and non-sensitizers through CD86 and CD54 expression that was larger and more sensitive in this model. The release of IL-8 was also evaluated in RHEI, however, did not demonstrate to be a good parameter for this evaluation, unlike IL-1α, which satisfactorily distinguished sensitizers from non-sensitizers, but was not able to hierarchize them. In chapter 3, we evaluated the role of Th2-related cytokines and plasma membrane cholesterol depletion (CD) in the development of atopic dermatitis (AD) morphological and molecular characteristics in an in vitro model of RHE. The results showed that combination of IL-4, IL-13 and IL-25 in combination with CD can reproduce the major features of AD in vitro. In Chapter 4, we sought to evaluate the ultraviolet radiation-induced immunosuppressive effects in RHE. The tests were performed at different times. However, it was not possible to observe such effects. The results are justified by the absence of IL-10 release by RHEI, for example, and show a limitation of RHEI for rating inactivation of the immune response. In this work, we conclude that it was possible to obtain a competitive RHE similar to the validated international models that can be used as a platform for irritation and skin sensitization tests, besides being a platform for the study of atopic dermatitis. Using this model is possible to explore the activation of immune system, which makes it promising as a platform for the evaluation of immune response in vitro. We conclude, therefore, that the objectives have been met as well as it is offering an open source protocol for breeding by other laboratories, thus offering the RHE model developed here for future validation tests

Estudo farmacognóstico e atividade in vitro sobre a coagulação sanguínea e agregação plaquetária das folhas de Passiflora nitida Kunth (Passifloraceae) / Pharmacognostic study and in vitro activity on blood coagulation and platelet aggregation of leaves of Passiflora nitida Kunth (Passifloraceae)

O gênero Passiflora (Passifloraceae) é utilizado principalmente para tratar doenças do SNC e cardiovasculares. A espécie Passiflora nitida Kunth é comumente conhecida como "maracujá-do-mato". A literatura relata o consumo in natura dos frutos desta espécie pela população local para distúrbios gastrointestinais. Considerando o potencial farmacológico do gênero, este trabalho teve por objetivo realizar estudo de caracterização fitoquímica desta espécie e estudar os efeitos dos extratos aquoso (EA), etanólico (EE) e hexânico (EH) de suas folhas sobre a coagulação sanguínea e agregação plaquetária. Para a caracterização fitoquímica foram realizados testes de cromatografia em camada delgada e ressonância magnética nuclear. O efeito dos extratos sobre a coagulação foi avaliado pelos testes de tempo de protrombina (TP) e tempo de tromboplastina parcial ativada (TTPa). O efeito sobre a agregação plaquetária foi avaliado em plasma rico em plaquetas por método espectrofotométrico, usando adenosina difosfato (ADP) e adrenalina (ADR) como indutores da agregação. Os extratos EA, EE e EH apresentaram atividade coagulante pelo teste do TP e o EE apresentou atividade anticoagulante para o TTPa. Quando induzidos por ADP, os extratos EA, EE e EH apresentaram valores de concentração inibitória 50% (CI50, µg/mL) de 450,5 ± 50,7; 511,2 ± 35,5 e 394,4 ± 8,9, respectivamente, e quando induzidos por ADR apresentaram valores de 438,7 ± 5,2; 21,0 ± 1,9 e 546,9 ± 49,9, respectivamente. O EE apresentou atividade inibitória sobre a agregação. A caracterização fitoquímica foi sugestiva da presença de flavonóides e cumarinas, aos quais podem ser atribuídos, em parte, os efeitos biológicos estudados.

The Passiflora genus (Passifloraceae) is mainly used to treat CNS and cardiovascular diseases. The Passiflora nitida Kunth species is commonly known as "maracujá-do-mato". The literature reports the in natura consumption of fruits of this species by the local population for gastrointestinal disorders. Considering the pharmacological potential of the genus, this work aimed to carry out study of phytochemical characterization of this species and study the effects of the aqueous (AE), ethanol (EE) and hexane (HE) extracts from its leaves on blood coagulation and platelet aggregation. Thin-layer chromatography and nuclear magnetic resonance were carried out for the phytochemical characterization. The effect of the extracts on the coagulation was evaluated by prothrombin time (PT) and activated partial thromboplastin time (aPTT) tests. The effect on the platelet aggregation was evaluated in platelet-rich plasma by spectrophotometric method, using adenosine diphosphate (ADP) and adrenaline (ADR) as inducers of aggregation. The AE, EE and HE extracts showed coagulant activity by the PT test, and the EE showed anticoagulant activity by the aPTT. When induced by ADP, the AE, EE and HE extracts showed 50% inhibitory concentration values (IC50, µg/mL) of 450.5 ± 50.7, 511.2 ± 35.5 and 394.4 ± 8.9, respectively, and when induced by ADR showed values of 438.7 ± 5.2, 21.0 ± 1.9 and 546.9 ± 49.9, respectively. The EE showed inhibitory effect on the aggregation. The phytochemical characterization was suggestive of the presence of flavonoids and coumarins, which can be attributed in part to the biological effects studied.