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Publicação
Assessment of the potential toxic of naringenin nanoparticles using ex vivo and in silico models
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Orientador(es)
Resumo(s)
Abstract Naringenin is a flavonoid known for its anti-inflammatory, antineoplastic, antiatherogenic, and antioxidant properties. However, it has poor technological characteristics and limited bioavailability, which hinder its use in food applications. Nanoencapsulation could address these limitations, but safety concerns regarding nanoengineered bioactives need to be resolved before they can be effectively utilized as food additives. The objective of this study was to evaluate the potential cytotoxic, genotoxic, and mutagenic effects of both free and encapsulated naringenin through in vivo experiments using Allium cepa L. roots, along with pharmacokinetic and molecular docking analyses. The results showed that naringenin nanoparticles did not produce significant changes in the cell division index of meristematic cells in A. cepa roots. Additionally, no significant alterations in the mitotic spindle or chromosomal breaks were observed. Molecular docking studies indicated that naringenin effectively binds to the active site of the catalase enzyme (CAT) in a competitive manner, while it attaches to a site away from the active site of superoxide dismutase (SOD2), demonstrating a non-competitive interaction. ADMET property assessments suggested that naringenin exhibits relatively low toxicity and has favorable molecular characteristics for oral administration. In summary, this study supports the potential of naringenin, particularly in its nanoencapsulated form, as a safe and effective ingredient for functional foods, provided that safety concerns regarding nanoencapsulation are adequately addressed.
A naringenina é um flavonoide conhecido por suas propriedades anti-inflamatórias, antineoplásicas, antiaterogênicas e antioxidantes. No entanto, apresenta características tecnológicas deficientes e baixa biodisponibilidade, o que dificulta seu uso em aplicações alimentares. A nanoencapsulação pode superar essas limitações, mas é necessário resolver preocupações sobre a segurança de bioativos nanoengenheirados antes que possam ser utilizados efetivamente como aditivos alimentares. O objetivo deste estudo foi avaliar os potenciais efeitos citotóxicos, genotóxicos e mutagênicos da naringenina, tanto em sua forma livre quanto encapsulada, através de experimentos in vivo com raízes de Allium cepa L., juntamente com análises farmacocinéticas e de docking molecular. Os resultados mostraram que as nanopartículas de naringenina não apresentaram alterações significativas no índice de divisão celular das células meristemáticas nas raízes de A. cepa. Além disso, não foram observadas alterações significativas no fuso mitótico ou quebras cromossômicas. Os estudos de docking molecular indicaram que a naringenina se liga efetivamente ao sítio ativo da enzima catalase (CAT) de maneira competitiva, enquanto se anexa a um local distante do sítio ativo da superóxido dismutase (SOD2), demonstrando uma interação não competitiva. As avaliações das propriedades ADMET sugeriram que a naringenina apresenta toxicidade relativamente baixa e características moleculares favoráveis à administração oral. Em resumo, este estudo apoia o potencial da naringenina, especialmente em sua forma nanoencapsulada, como um ingrediente seguro e eficaz para alimentos funcionais, desde que as preocupações de segurança relacionadas à nanoencapsulação sejam adequadamente abordadas.
A naringenina é um flavonoide conhecido por suas propriedades anti-inflamatórias, antineoplásicas, antiaterogênicas e antioxidantes. No entanto, apresenta características tecnológicas deficientes e baixa biodisponibilidade, o que dificulta seu uso em aplicações alimentares. A nanoencapsulação pode superar essas limitações, mas é necessário resolver preocupações sobre a segurança de bioativos nanoengenheirados antes que possam ser utilizados efetivamente como aditivos alimentares. O objetivo deste estudo foi avaliar os potenciais efeitos citotóxicos, genotóxicos e mutagênicos da naringenina, tanto em sua forma livre quanto encapsulada, através de experimentos in vivo com raízes de Allium cepa L., juntamente com análises farmacocinéticas e de docking molecular. Os resultados mostraram que as nanopartículas de naringenina não apresentaram alterações significativas no índice de divisão celular das células meristemáticas nas raízes de A. cepa. Além disso, não foram observadas alterações significativas no fuso mitótico ou quebras cromossômicas. Os estudos de docking molecular indicaram que a naringenina se liga efetivamente ao sítio ativo da enzima catalase (CAT) de maneira competitiva, enquanto se anexa a um local distante do sítio ativo da superóxido dismutase (SOD2), demonstrando uma interação não competitiva. As avaliações das propriedades ADMET sugeriram que a naringenina apresenta toxicidade relativamente baixa e características moleculares favoráveis à administração oral. Em resumo, este estudo apoia o potencial da naringenina, especialmente em sua forma nanoencapsulada, como um ingrediente seguro e eficaz para alimentos funcionais, desde que as preocupações de segurança relacionadas à nanoencapsulação sejam adequadamente abordadas.
Descrição
Palavras-chave
Cytotoxicity Genotoxicity Allium cepa L. ADMET Animals Computer Simulation Flavanones Molecular Docking Simulation Nanoparticles Onions Plant Roots
Contexto Educativo
Citação
Costa, Gustavo Barreto; Rossi, Bruna Franzon; Oliveira, Byanca P.M.; Santo, Diego Espirito; Leimann, Fernanda Vitória; Romero, Adriano Lopes; Peron, Ana Paula; Gonçalves, Odinei Hess (2024). Assessment of the potential toxic of naringenin nanoparticles using ex vivo and in silico models. Brazilian Journal of Biology. ISSN 1519-6984. 84, p. 1-10
Editora
Instituto Internacional de Ecologia (IIE)