Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2016Las enfermedades inflamatorias intestinales son de curso crónico y representan un factor de
riesgo para el desarrollo de carcinoma colon-rectal. Los mecanismos por los que se inicia y
perpetúa el daño inflamatorio en intestino se estudian empleando modelos experimentales como
el de colitis inducida por la administración de dextrán sulfato de sodio (DSS). Numerosa
evidencia clínica y experimental demuestra que la inflamación crónica se asocia con una
exacerbada producción de especies reactivas de oxígeno (EROS), tales como radical anión
superóxido (O2
•-), radical hidroxilo (HO•), oxígeno molecular singulete (O2 (1g)) y peróxido de
hidrógeno (H2O2), que inducen un grado de estrés oxidativo crítico en la patofisiología de la
inflamación intestinal. Una forma de reducir los efectos del estrés oxidativo es mediante el
consumo o administración de compuestos bioactivos tales como flavonoides, que poseen
capacidad antioxidante y efectos benéficos directos sobre la salud por su actividad
anticancerígena, antitumoral y anti-inflamatoria. Desafortunadamente, estos compuestos son
inestables y poco solubles en medios biológicos; una forma de estabilizarlos y vehiculizarlos es
mediante la microencapsulación. Uno de los biopolímeros más empleados en la
microencapsulación de compuestos bioactivos es el quitosano (Ch), un polisacárido
mucoadhesivo, parcialmente desacetilado, derivado de la quitina, con numerosas aplicaciones en
medicina y alimentación debido a que carece de toxicidad y alergenicidad, es biocompatible y
biodegradable. Sin embargo, su empleo en medios biológicos se ve limitado por la reducida
solubilidad a pH fisiológico, por lo que la funcionalización de la molécula con sustituyentes
hidrofílicos se convierte en una alternativa viable para resolver tal inconveniente.
En este contexto, se planteó como objetivo del presente trabajo, el estudio de la actividad de
flavonoides microencapsulados en matrices de Ch en un modelo de colitis inducida por DSS.
Para tal fin la metodología propuesta se estructuró en tres etapas:
1) Funcionalización de Ch con glucosamina mediante reacción de Maillard. Caracterización de
Ch funcionalizado (ChF) mediante la determinación de grado de desacetilación, peso molecular,
solubilidad a pH 7,4 y evaluación mediante espectroscopía UV-Vis y en el infrarrojo. Finalmente,
se determinó la actividad antioxidante in vitro de Ch y ChF, mediante la evaluación de las
eficiencias de desactivación de las EROS: O2
•-, HO•, y O2 (1g).
2) Microencapsulación de flavonoides en matrices de Ch nativo y ChF. Se obtuvieron
microcápsulas (MC) de quercetina y genisteína, mediante la técnica de secado por aspersión (Spray-Drying). Las mismas fueron caracterizadas mediante la determinación de eficiencias y
rendimientos de microencapsulación, morfología por microscopía electrónica de barrido,
evaluación de liberación controlada de flavonoide bajo condiciones gastrointestinales simuladas,
y capacidad antioxidante in vitro (comparativa entre de MC con y sin flavonoide y flavonoide en
estado puro) mediante la desactivación de las EROS antes mencionadas.
3) Aplicación de MC de quercetina y genisteína en ChF en un modelo murino de colitis generada
con DSS. A los animales bajo tratamiento se los evaluó clínicamente durante 10 días, posterior a
su sacrificio se llevó a cabo el análisis histológico de colon, la evaluación de la actividad antiinflamatoria
a través del ensayo de citoquinas y quimioquinas, la determinación de la actividad de
mieloperoxidasa y N-acetilglucosaminidasa como indicadores de la infiltración de neutrófilos y
macrófagos, respectivamente. Finalmente, se llevó a cabo la evaluación del estrés oxidativo
mediante la determinación de la actividad de superóxido dismutasa y catalasa y la presencia de
malondialdehído como producto de peroxidación lipídica de membrana.
Se logró producir un derivado de Ch con solubilidad a pH fisiológico mejorada y capacidad
antioxidante conservada, apto para la microencapsulación por Spray-Drying de flavonoides y su
aplicación específica en un modelo murino de colitis. Se obtuvieron partículas gastro-resistentes
con propiedades de liberación controlada que mejoraron la biodisponibilidad de los flavonoides
en intestino, específicamente en colon, y actuaron aminorando los síntomas clínicos inducidos
por el consumo de DSS, atenuando la inflamación y cooperando en el restablecimiento del
balance de las especies oxidantes