Evaluation of wound healing activity of soybean isoflavone-rich fraction incorporated into nanoemulsions dispersed in hydrogels : in vitro and in vivo studies

Abstract

É crescente o número de novos casos de pacientes com feridas crônicas no mundo, levando a uma busca contínua por novos produtos para o tratamento dessas enfermidades. Feridas cutâneas são caracterizadas pela ruptura da integridade da pele, podendo atingir somente a epiderme ou levar a um dano até o tecido subcutâneo. Para as mulheres, além de estarem relacionadas a comorbidades, como diabetes, e envelhecimento, tem-se demonstrado ainda a dificuldade de cicatrização após a menopausa devido a uma redução significativa dos níveis de estrogênio. Isoflavonas da soja são consideradas, por sua vez, fitoestrógenos com capacidade antioxidante e anti-inflamatória descritas. No entanto, a fim de obter isoflavonas agliconas, suas formas ativas, são necessárias suas hidrólises. Logo, o objetivo dessa dissertação foi obter uma fração enriquecida em isoflavonas agliconas e incorporá-la a nanoemulsões e hidrogéis, visando avaliar seu perfil de retenção/permeação cutânea em pele íntegra e lesada, seguida da avaliação de uma potencial atividade cicatrizante in vitro e in vivo. Formulações de tamanho manométrico, baixo índice de polidispersão e elevado potencial zeta em módulo foram obtidas. Em estudos in vitro utilizando células de Franz, foram observados uma maior retenção de isoflavonas nas camadas superiores da pele íntegra quando em nanoemulsões e um aumento significativo na retenção das mesmas com a sucessiva remoção das camadas da pele. Estudos com queratinócitos in vitro demonstraram ausência de citotoxicidade e maior proliferação e migração celular para concentrações de 0,5 μg/mL quando a fração foi incorporada a nanoemulsões. In vivo, os efeitos cicatrizantes em modelo murino foram principalmente relacionados à proteção lipídica das isoflavonas, à atividade anti-inflamatória e ao aumento da taxa de re-epitelização no tecido lesionado. Dessa forma, nesse trabalho foi constatado a potencial utilização das formulações desenvolvidas como possíveis produtos para a cicatrização de feridas cutâneas para o modelo utilizado.The number of patients with chronic wounds in the world is increasing, leading to a continuous search for new products for the treatment of these illnesses. Cutaneous wounds are characterized by a rupture in skin integrity, which can only reach the epidermis or lead to larger damages in the subcutaneous tissue. For women, besides being related to co-diseases, such as diabetes, and aging, it has also been demonstrated that healing is more difficult after menopause, due to a significant reduction in estrogen levels. Soybean isoflavones are phytoestrogens with described antioxidant and anti-inflammatory properties. However, in order to obtain isoflavone aglycones, their active forms, hydrolysis is required. Therefore, the objective of this dissertation was to obtain a soybean isoflavone-rich fraction and to incorporate it into nanoemulsions and hydrogels aiming to evaluate its skin retention/permeation in intact and injured skin, followed by a potential in vitro and in vivo wound healing activity. Formulations with nanometric sizes, low polydispersity index, and high zeta potential in modulus were obtained. In vitro studies using Franz diffusion cells showed a higher isoflavones retention in the upper layers of intact skin when in nanoemulsions, and a significant increase in the compounds retention in skin with the successive removal of skin layers. Studies with keratinocytes in vitro demonstrated absence of cytotoxicity and an increase in cell proliferation and migration when the fraction was incorporated into nanoemulsions in concentrations of 0.5 μg/mL. In vivo, the wound healing effects in a murine model were mainly related to a lipid protection by the isoflavones, to their anti-inflammatory activity, and an increase of re-epithelialization rate at the injured tissue. Therefore, it was shown a potential use of the developed formulations as possible products for the type of cutaneous wound healing testing in our studies