Amoebicidal and trichomonicidal capacity of polymeric nanoparticles loaded with extracts of the plants Curcuma longa (Zingiberaceae) and Berberis vulgaris (Berberidaceae) / Capacidad amebicida y tricomonicida de nanopartículas poliméricas cargadas con extractos de las plantas Curcuma longa (Zingiberaceae) y Berberis vulgaris (Berberidaceae)

Abstract Introduction: Pathogenic protozoans, like Entamoeba histolytica and Trichomonas vaginalis, represent a major health problem in tropical countries; and polymeric nanoparticles could be used to apply plant extracts against those parasites. Objective: To test Curcuma longa ethanolic extract and Berberis vulgaris methanolic extracts, and their main constituents, against two species of protozoans. Methods: We tested the extracts, as well as their main constituents, curcumin (Cur) and berberine (Ber), both non-encapsulated and encapsulated in polymeric nanoparticles (NPs), in vitro. We also determined nanoparticle characteristics by photon correlation spectroscopy and scanning electron microscopy, and hemolytic capacity by hemolysis in healthy erythrocytes. Results: C. longa consisted mainly of tannins, phenols, and flavonoids; and B. vulgaris in alkaloids. Encapsulated particles were more effective (P < 0.001); however, curcumin and berberine nanoparticles were the most effective treatments. CurNPs had IC50 values (µg/mL) of 9.48 and 4.25, against E. histolytica and T. vaginalis, respectively, and BerNPs 0.24 and 0.71. The particle size and encapsulation percentage for CurNPs and BerNPs were 66.5 and 73.4 nm, and 83.59 and 76.48 %, respectively. The NPs were spherical and significantly reduced hemolysis when compared to non-encapsulated extracts. Conclusions: NPs represent a useful and novel bioactive compound delivery system for therapy in diseases caused by protozoans.

Resumen Introducción: Los protozoos patógenos, como Entamoeba histolytica y Trichomonas vaginalis, representan un importante problema de salud en los países tropicales; y se podrían usar nanopartículas poliméricas para aplicar extractos de plantas contra esos parásitos. Objetivo: Probar los extractos etanólicos de Curcuma longa y Berberis vulgaris, y sus principales constituyentes, contra dos especies de protozoos. Métodos: Probamos los extractos, así como sus principales constituyentes, curcumina (Cur) y berberina (Ber), tanto no encapsulados como encapsulados en nanopartículas poliméricas (NPs), in vitro. También determinamos las características de las nanopartículas por espectroscopía de correlación de fotones y microscopía electrónica de barrido, y la capacidad hemolítica por hemólisis en eritrocitos sanos. Resultados: C. longa tenía principalmente: taninos, fenoles y flavonoides; y B. vulgaris, alcaloides. Las partículas encapsuladas fueron más efectivas (P < 0.001); sin embargo, las nanopartículas de curcumina y berberina fueron los tratamientos más efectivos. CurNPs tenía valores IC50 (µg/mL) de 9.48 y 4.25, contra E. histolytica y T. vaginalis, respectivamente, y BerNPs 0.24 y 0.71. El tamaño de partícula y el porcentaje de encapsulación para CurNPs y BerNPs fueron: 66.5 y 73.4 nm, y 83.59 y 76.48 %, respectivamente. Los NP son esféricos y redujeron significativamente la hemólisis en comparación con los extractos no encapsulados. Conclusiones: Las NP representan un sistema de administración de compuestos bioactivos útil y novedoso para la terapia enfermedades causadas por protozoos.

Preparation of polymer nanoparticles loaded with Syzygium aromaticum essential oil: an oral potential application / Preparación de nanoparticulas polimericas cargadas con aceite esencial de Syzygium aromaticum: una potencial aplicación oral

Due to the biological activities of Syzygium aromaticum essential oil, its incorporation in methacrylate polymeric (Eudragit E100) nanoparticles (NP), physical characterization, and antimicrobial essays were evaluated. The clove bears great potential for applications in dentistry. The oil was obtained by hydrodistillation and oil loaded NP using the nanoprecipitation method. Particle size and polydispersity index were determined by photon correlation spectroscopy, and physical morphology by electron microscopy. Loading capacity and in vitro eugenol release were evaluated by gas mass chromatography, and the antimicrobial activity of oil loaded-NP was calculated against Streptococcus mutans. Different chemical ingredients were characterized, and eugenol was the principal compound with 51.55%. Polymer content was directly related to NP homogenous size, which was around 150 nm with spherical morphology. A 73.2% loading capacity of eugenol was obtained. Oil loaded NP presented a fickian-type release mechanism of eugenol. Antimicrobial activity to 300 µg/mL was obtained after 24 h.

Debido a las actividades biológicas del aceite esencial de Syzygium aromaticum, se evaluó su incorporación en nanopartículas (NP) de metacrilato polimérico (Eudragit E100), su caracterización y ensayos antimicrobianos. El clavo tiene un gran potencial para aplicaciones en odontología. El aceite se obtuvo por hidrodestilación y las NP cargado de aceite utilizando el método de nanoprecipitación. El tamaño de partícula y el índice de polidispersidad se determinaron mediante espectroscopia de correlación fotónica y su morfología por microscopía electrónica. La capacidad de carga y la liberación de eugenol in vitro se evaluaron mediante cromatografía de gases en masa, y la actividad antimicrobiana se evaluó contra Streptococcus mutans. Se caracterizaron diferentes ingredientes químicos, siendo el eugenol el principal compuesto con 51.55%. El contenido de polímero se relacionó directamente con el tamaño homogéneo de NP, que fue de alrededor de 150 nm con morfología esférica. Se obtuvo un 73,2% de capacidad de carga de eugenol. El aceite cargado en NP presentó un mecanismo de liberación de eugenol de tipo fickiano. La actividad antimicrobiana a 300 µg/mL se obtuvo después de 24 h.