Curcumin Mediated Gold Nanoparticles and Analysis of its Antioxidant, Anti-inflammatory, Antimicrobial Activity Against Oral Pathogens

ABSTRACT Objective: To green synthesise gold nanoparticles using curcumin and to analyse its antioxidant, anti-inflammatory, and antimicrobial activity among oral pathogens. Material and Methods: Biosynthesised Curcumin Gold nanoparticles (CuAuNP) were evaluated by UV-visible spectrophotometer (UV-Vis), Transmission Electron Microscopy (TEM), and evaluation of antioxidant, anti-inflammatory and antibacterial activity against oral pathogens. Results: Synthesized CuAuNP were characterized using UV-visible spectrophotometry and showed peak absorption at 530nm. CuAuNp showed a 90.3% maximum scavenging ability of DPPH at a concentration of 50 μg/mL. CuAuNP exhibited 79.6 % of the highest anti-inflammatory activity at 50μg/mL than the standard drug diclofenac. TEM image clearly showed uniformly dispersed spherical-shaped gold nanoparticles with a size of about 20 nm. The biosynthesized nanoparticle was tested for its antimicrobial effect, and it showed a potent effect against S. aureus, E. faecalis, and C. albicans at 100µg/ mL. Enterococcus faecalis has a maximum zone of inhibition of 14 mm at 100µg/ mL of CuAuNp. Among gram-positive bacteria, a maximum zone of inhibition of 12 mm at 100µg/ mL was seen in S. aureus compared to S mutans. Candida albicans showed a maximum zone of inhibition of 18 mm at 25 μg/mL of CuAuNp. Conclusion: Curcumin-mediated gold nanoparticles with 20 nm size were effective and had strong antioxidant and anti-inflammatory activity at 50µg/ mL, antimicrobial action inhibiting microbes at 100µg/mL concentration that can be used in treating various Oral mucosal lesions.

Estudo da eficácia de encapsulação da Cinarizina em cubossomos não-iônicos: caracterização estrutural e citotóxica / Study of the encapsulation efficacy of Cinnarizine in non-ionic cubosomes: structural and cytotoxic characterization

Os cubossomos são partículas nanoestruturadas em forma de bicamada lipídica, bicontínuas e altamente curvadas, as quais devem ser estabilizadas por um polímero não-iônico, neste caso o Pluronic® F-127. Podem ser compostos por alguns tipos de lipídios específicos que possuem a capacidade de se auto associar em estruturas cúbicas quando estão em excesso de água, como o fitantriol (PHY) e a monoleína (GMO). Devido a sua estrutura única, cubossomos possuem um grande potencial para serem considerados como sistemas drug delivery. Os sistemas drug delivery são amplamente utilizados na pesquisa farmacêutica e em contextos clínicos para aumentar a eficácia de compostos utilizados para diagnóstico e de fármacos. No caso da cinarizina (CNZ), fármaco já aprovado para o tratamento de náuseas, vômitos e vertigens causadas pela doença de Ménière, existem inúmeros efeitos colaterais associados a sua baixa solubilidade. Desta forma, a encapsulação em cubossomos se torna uma abordagem promissora para resolver os problemas de atividade farmacológica relacionados ao fármaco. Neste trabalho, realizamos uma caracterização biofísica da interação da CNZ em cubossomos (contendo PHY ou myverol, MYV, sendo este composto por 80% de GMO). As técnicas biofísicas utilizadas foram: espalhamento de raios-X em baixos ângulos (SAXS), espalhamento dinâmico de luz (DLS), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), crio microscopia eletrônica de transmissão (Crio-TEM), análise de rastreamento de nanopartículas (NTA) e potencial zeta. A cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) foi realizada para verificar a porcentagem de eficiência de encapsulação (%EE) da CNZ nos cubossomos, enquanto que a citotoxicidade foi avaliada em eritrócitos através da análise da atividade hemolítica. Inicialmente, a influência de diferentes solventes (acetona, clorofórmio, etanol e octano) nas propriedades estruturais de cubossomos de PHY foi investigada, a fim de se minimizar os efeitos do solvente utilizados para a encapsulação da CNZ. Para amostras com acetona, descobriu-se que apenas altas concentrações tiveram influência na estrutura cristalográfica das nanopartículas, sendo o resultado foi totalmente reversível após 24h. O etanol fez com que o parâmetro de rede aumentasse de 10-15%. O clorofórmio e o octano tiveram efeitos diferentes sobre cubossomos de PHY em comparação com a acetona e o etanol; ambos induziram uma transição cúbico-hexagonal-micelar. Posteriormente, constatamos que as nanopartículas de PHY e MYV apresentaram diferentes estruturas cristalográficas, sendo elas Pn3m e Im3m, respectivamente. Devido a problemas com a baixa solubilidade de CNZ em PHY os estudos para esse lipídio foram suspensos. Nos testes para cubossomos de MYV ao incorporar a CNZ foi observado uma alteração da estrutura cúbica de Im3m para Pn3m e os valores dos parâmetros de rede se alteraram de acordo com a estrutura cristalina encontrada, porém os valores não apresentaram diferenças significativas de tamanho quando se trata da mesma estrutura, sugerindo que a CNZ não interferiu no parâmetro de rede. Os tamanhos das nanopartículas apresentaram uma população monodispersa com ~200 nm. DLS mostrou uma interferência da CNZ no tamanho dos cubossomos, variando de forma diretamente proporcional a concentração de CNZ na amostra, enquanto as técnicas de NTA e microscopia apresentaram nanopartículas de tamanhos bastante variados, mas independente da interferência da CNZ. A encapsulação de CNZ também foi dosada por HLPC em cubossomos de MYV, obtendo um limite superior de 0,6 mg/mL. A atividade citotóxica dos cubossomos foi testada em eritrócitos, revelando uma taxa de hemólise bastante inferior em cubossomos com CNZ em relação a cubossomos puros. Acreditamos que os cubossomos podem sim ser utilizados como sistemas carreadores de CNZ

Cubosomes are nanostructured particles in the form of a lipid bilayer, bicontinuous and highly curved, which must be stabilized by a non-ionic polymer, in this case Pluronic® F-127. They can be composed of some types of specific lipids that have the ability to self-associate in cubic structures when they are in excess of water, such as phytantriol (PHY) and monolein (GMO). Due to their unique structure, cubosomes have a great potential to be considered as drug delivery systems. Drug delivery systems are widely used in pharmaceutical research and clinical settings to increase the efficacy of compounds used for diagnostics and drugs. In the case of cinnarizine (CNZ), a drug already approved for the treatment of nausea, vomiting and vertigo caused by Ménière's disease, there are numerous side effects associated with its low solubility. Thus, cubosomal encapsulation becomes a promising approach to solve drug-related problems of pharmacological activity. In this work, we performed a biophysical characterization of the CNZ interaction in cubosomes (containing PHY or myverol, MYV, which is composed of 80% GMO). The biophysical techniques used were: low angle X-ray scattering (SAXS), dynamic light scattering (DLS), transmission electron microscopy (TEM), cryo transmission electron microscopy (Crio-TEM), nanoparticle tracking analysis (NTA) and zeta potential. High performance liquid chromatography (HPLC) was performed to verify the percentage of encapsulation efficiency (%EE) of CNZ in cubosomes, while cytotoxicity was evaluated in erythrocytes by analyzing the hemolytic activity. Initially, the influence of different solvents (acetone, chloroform, ethanol and octane) on the structural properties of PHY cubosomes was investigated in order to minimize the effects of the solvent used for the encapsulation of CNZ. For samples with acetone, it was found that only high concentrations had an influence on the crystallographic structure of the nanoparticles, with the result being fully reversible after 24h. Ethanol caused the network parameter to increase by 10-15%. Chloroform and octane had different effects on PHY cubosomes compared to acetone and ethanol; both induced a cubic-hexagonal-micellar transition. Later, we found that PHY and MYV nanoparticles presented different crystallographic structures, being Pn3m and Im3m, respectively. Due to problems with the low solubility of CNZ in PHY, studies for this lipid were suspended. In the tests for MYV cubosomes when incorporating CNZ, a change in the cubic structure from Im3m to Pn3m was observed and t he lattice parameters changed according to the crystal structure found, but the differences observed were not significant when it comes to the same structure, suggesting that the CNZ did not interfere with the network parameter. The nanoparticle sizes showed a monodisperse population with ~200 nm. DLS showed an interference of CNZ in the size of the cubosomes, varying directly proportionally to the concentration of CNZ in the sample, while NTA and microscopy techniques showed nanoparticles of widely varying sizes, but independent of CNZ interference. CNZ encapsulation was also dosed by HLPC in MYV cubosomes, obtaining an upper limit of 0.6 mg/ml. The cytotoxic activity of cubosomes was tested in erythrocytes, revealing a much lower rate of hemolysis in cubosomes with CNZ compared to pure cubosomes. We believe that cubosomes can indeed be used as CNZ carrier systems

Ocurrence of pepper yellow mosaic virus and cucumber mosaic virus on Capsicum chinense in the state of Amazonas, Brazil / Ocorrência do pepper yellow mosaic virus e cucumber mosaic virus em Capsicum chinense no estado do Amazonas, Brasil

The habanero chilli pepper, Capsicum chinense is an important crop in the Amazon Basin, mainly grown by small-scale producers. Capsicum chinense plants in an experimental field in the northern Brazilian state of Amazonas were found exhibiting characteristic symptoms of viral infection. Leaf sap from symptomatic plants examined under a transmission electron microscope revealed the presence of elongated flexuous particles and isometric particles. Using molecular assays, the viruses were identified as pepper yellow mosaic virus (PepYMV) and cucumber mosaic virus (CMV). Aphids, identified as Aphis gossypii, were found colonizing the C. chinense plants in the field and may be the vector for both PepYMV and CMV. We report the first occurrence of these viruses infecting C. chinense in the state of Amazonas.

A pimenta-de-cheiro, Capsicum chinense é uma cultura importante na Bacia Amazônica, cultivada principalmente por pequenos produtores. Plantas de C. chinense em um campo experimental localizado no norte do estado brasileiro do Amazonas, foram encontradas apresentando sintomas característicos de infecção viral. Extratos de amostras de folhas sintomáticas examinados ao microscópio eletrônico de transmissão revelaram a presença de partículas alongadas e flexuosas e de partículas isométricas. Análises moleculares permitiram identificar a presença do pepper yellow mosaic virus (PepYMV) e do cucumber mosaic virus (CMV). Pulgões, identificados como Aphis gossypii foram encontrados colonizando pimenteiras-de-cheiro neste campo experimental e podem representar o provável vetor de PepYMV e CMV. Este trabalho relata a primeira ocorrência desses vírus infectando C. chinense no estado do Amazonas.

Identificação de um novo motivo peptídico específico para a vasculatura cerebral e que diferencia as barreiras hematoenfálica e hematoretiniana / Identification of a new specific peptide motif to the brain vasculature that differentiates between the blood brain barrier and the bloodretinal barrier

O conceito de heterogeneidade vascular é bem aceito pela comunidade cientifica, desempenhando papel essencial em processos fisiológicos e patológicos. Uma vez que os vasos sanguíneos são importantes na organogênese, diferenciação e morfogênese de tecidos e órgãos, torna-se interessante desvendar a diversidade vascular cerebral, identificando novos marcadores moleculares para este órgão tão importante. Utilizando tecnologia combinatorial de phage display in vivo, identificamos um novo motivo peptídico, na qual os aminoácidos FenilalaninaArginina-Triptofano (Phe-Arg-Trp; FRW) predominam. Este motivo peptídico é um ligante seletivo para vasos sanguíneos cerebrais e não se acumula em outros órgãos, incluíndo tecidos como intestinos e gônadas, que também apresentam barreiras endoteliais especificas. No entanto, mais surpreendente foi a observação de que o motivo FRW não se liga aos vasos sanguíneos da retina, o que implica em uma diferença até então desconhecida entre duas barreiras: a barreira hematoencefálica e a barreira hematoretiniana. Combinando phage display in vivo e microscopia eletrônica de transmissão, observamos a presença de partículas de fago ligadas à vasculatura cerebral em um nível supramolecular: aglomerados de fagos filamentosos expressando o motivo FRW foram visualizados ligados às regiões de contato entre as células endoteliais. Por fim, a utilização do peptídeo CFFWKFRWMC permite imageamento in vivo, demonstrando que novas ferramentas para estudar e visualizar o cérebro podem surgir deste motivo

The concept of vascular heterogeneity is well accepted by the scientific community, playing an essential role in physiological and pathological processes. Since blood vessels are important in organogenesis, differentiation, and morphogenesis of tissues and organs, it becomes interesting to unveil the cerebral vascular diversity, identifying new molecular markers for such important organ. Using in vivo phage display, we show that a new peptide motif that emerged from our combinatorial screening of the vasculature binds selectively to blood vessels in the brain in vivo but not to vessels in other organs. Peptides containing a conserved motif in which amino acids Phenylalanine-Arginine-Tryptophan (Phe-Arg-Trp; FRW) predominate could be visualized by transmission electron microscopy bound to the junctions between endothelial in all areas of the brain, including the optic nerve but not in other barrier containing tissues, such as intestines and testis. Remarkably, peptides containing the motif do not bind to vessels in the retina, implying an important molecular difference between these two vascular barriers. Furthermore, the peptide allows for in vivo imaging, demonstrating that new tools for studying and imaging the brain are likely to emerge from this motif