André Rolim Baby.

Inspired by the blue economy concept, a globally competitive research avenue centered on the sustainable utilization of macroalgae biomass is emerging. This study will pioneer the utilization of innovative alternative solvents such as eutectic solvents (DES) and eco-friendly alternatives to establish green biorefineries for processing seaweeds. Rather than fixating on singular compounds, this initiative will prioritize comprehensive extraction methodologies, seeking to recover a high-spectrum of valuable bioactive extracts, including those rich in pigments (like carotenoids, chlorophylls, and phycobiliproteins), phenolic compounds (like phloroglucinols), mycosporine-like amino acids, polysaccharides, and fatty acids. The central emphasis is on adopting cutting-edge, comprehensive methodologies like microwave-assisted extraction (MAE), ultrasound-assisted extraction (UAE), and pressurized-liquid extraction (PLE) to significantly increase both the yield and purity of the extracted bioactive compounds. Moreover, these techniques are encouraged to reduce solventusage and minimize procedure duration. Combining eutectic solvents with modern techniques will enable implementing of a multiproduct green biorefinery approach, contributing toward a holistic (green +blue)economy. Besides, the promising extraction processes will be evaluated in terms of their scale-up potential and techno-economic feasibility. The synergy between algae extracts obtained using DES offers a promising opportunity to innovate across multiple domains, such as cosmetics, foods, natural colorants, and biochar. By integrating DES-derived extracts into various prototypes, these solvents serve not only as efficient extractors but also as potent additives for novel products and new ideas. This holistic approach maximizes thepotential set of applications of algal biomass, elevating the efficacy of prototypes by enhancing both their technological and biological performance. The project proposes to establish the inaugural research group at the Botany Department (Institute of Biosciences, USP) focused on creating sustainable biorefinery processes for extracting bioactive materials from macroalgae, which will not only complement the ongoing efforts at the"Édison José de Paula" Laboratory of Marine Algae (USP), predominantly focuses on taxonomic and biological aspects, but also will share this expertise with other groups primarily engaged in traditional phytochemistry studies. Thus, this collaboration presents a win-win relationship, mainly regarding using eutectic solvents in various botanical sources.

O Brasil é praticamente o único produtor de guaraná do mundo, sendo 70 da produção destinada à fabricação de refrigerantes e energéticos. Apesar de a maioria dos estudos com guaraná focar em seu alto teor de cafeína, cerca de 15 da composição da semente corresponde a proantocianidinas, que não são aproveitadas comercialmente. Assim, explorar esses metabólitos poderia agregar mais valor a esta cadeia produtiva. Por isso, a presente proposta visa desenvolver uma estratégia de extração sustentável otimizada, proporcionando economia de energia e insumos, viabilizando a reprodutibilidade e aumentando o rendimento do processo. Além disso, as proantocianidinas podem estar complexadas a componentes da parede celular, ficando retidas no resíduo sólido da extração. Atualmente, o conhecimento sobre o potencial biológico dessa fração complexada à biomassa é escasso, já que sua presença é comumente negligenciadapor estar intrinsecamente ligada à matriz vegetal. Por isso, apesar do desafio, investigar como aumentar a dissolução desses metabólitos pode aumentar o rendimento do processo de extração e promover o aproveitamento dessa biomassa para a produção de novos bioprodutos inovadores uma vez que seu potencial biotecnológico é desconhecido. Ademais, este projeto visa estabelecer um método de fracionamento do extrato a fim de reduzir a sua complexidade química, possibilitando o isolamento e elucidação estrutural dos seus componentes majoritários, bem como a análise do seu potencial biológico.

Sendo relevante registrar que o Brasil recebe incidência significativa da radiação ultravioleta (UV) e a maioria dos brasileiros é autodeclarada pardos e negros, a presente investigação foi motivada por meio da explícita necessidade de desenvolvimento de protocolo robusto e inovador, bem como, amplamente aplicável junto à sociedade, para comprovação de eficácia de ingredientes ativos protetores solares, desenvolvimento de novos e específicos produtos fotoprotetores e orientação adequada de uso dos mesmos para a população parda e negra. Em relação à proteção solar, apesar de possuir reconhecimento e aceitação internacionais, o ensaio in vivo aplicado para a comprovação da eficácia fotoprotetora, por meio da determinação do fator de proteção solar (FPS), parâmetro de proteção mundialmente difundo, não apresenta em seu critério de inclusão os participantes de pesquisa detentores de fototipos mais elevados, assim, excluindo indivíduos pardos e negros para o conhecimento da eficácia contra a radiação solar. Portanto, constata-se a demanda de desenvolvimento e avanços em protocolo inclusivo que possa avaliar a eficácia contra a radiação UV independentemente do fototipo e/ou etnia, permitindo a investigação da proteção solar junto à pele parda e negra por demais respostas biológicas ademais da formação do eritema, deste modo, nesta investigação, propõe-se o desenvolvimento de protocolo para a determinação da proteção solar na pele parda e negra por meio do uso das técnicas, a saber: ensaio do HPLC-TBARS-EVSC (quantificação bioanalítica da peroxidação lipídica do estrato córneo humano obtido por método ex vivo) e quantificação do ácido trans-urocânico no estrato corneio ex vivo por cromatografia à líquido de alta eficiência (HPLC). Adicionalmente à inclusão de participantes pardos e negros junto aos protocolos anteriormente mencionados (que independem da cor da pele para a obtenção das respostas biológicas), em investigação pelo nosso grupo de pesquisa, eles não expõem os voluntários(as) à radiação UV para suas execuções, já que ambos utilizam o estrato córneo do participante obtido por tape-stripping, técnica não-invasiva ou minimamente invasiva. Ademais, ocorrerá o mapeamento da interação potencial destes ingredientes ativos (filtros UV) na hidratação superficial da pele e na perda de água transepidérmica. Por fim, a considerar que pele parda e negra possui complexidade para a identificação da formação do eritema perceptível após exposição à radiação, fundamental para o cálculo in vivo do FPS, identifica-se dificuldade na indicação de fotoprotetores mais adequados para indivíduos negros e pardos. Ainda, há estudos restritos que demonstram como a pele negra se comporta frente à radiação UV, dificultando qual a melhor forma de protegê-la neste contexto. Pelo exposto, questiona-se qual a estratégia ótima de desenvolvimento de método de análise de eficácia e desenvolvimento de produtos para a melhor proteção da pele negra e parda, quais biomarcadores envolvidos quando o estrato córneo é exposto à radiação UV e quais ingredientes ativos seriam mais adequados para a população negra melhorar e manter a saúde cutânea.

A presente proposta visa missões internacionais de criação de rede, exploração e consolidação em ensino de pós-graduação e investigação junto à universidades alocadas em Lisboa, Portugal.

O protetor solar é usado em todo o mundo contra os efeitos nocivos da RUV. Para determinar a eficácia dos protetores solares é utilizado dois parâmetros: o FPS (Fator de Proteção Solar) que se refere a proteção aos danos da radiação UVB, avalia a formação de eritema, e o FP-UVA (Fator de Proteção - UVA), que avalia a pigmentação da pele. É relatado que protetores solares produzem espécies reativas de oxigênio (ERO) sob RUV, ao mesmo tempo em que os mesmos podem ser liberados em até 40% na água podendo provocar alterações no ecossistema. Uma alternativa ao uso de filtros solares convencionais, não explorada atualmente, é a utilização do ácido urocânico (ACU). O ACU é um cromóforo encontrado na pele que têm atraído a atenção de diversos pesquisadores em áreas distintas como bacteriologia, imunologia, dermatologia, bioquímica, fotobiologia. Sua síntese ocorre no estrato córneo através da ação da enzima histidase sobre o aminoácido histidina e, após sua síntese é acumulado na pele, e sua fotoisomerização da forma trans para cis é induzida pela RUV. Dentre as principais vantagens do uso de nanomateriais na forma de nanopartículas em filtros físicos é melhorar a textura e o aspecto esbranquiçado após a aplicação dos mesmos na pele. Ademais, a nanotecnologia pode controlar a liberação do ativo, aumentar a seletividade e eficiência, aumentar a estabilidade de um ativo, melhorar a biodisponibilidade e diminuir a toxicidade. No entanto, um material que apresente essas dimensões, mas não apresente suas propriedades físicas, químicas ou biológicas modificadas em relação ao seu análogo, não deve ser considerado um produto nanotecnológico. Alternativa pouco explorada na fotoproteção são os Carbon dots (Cdots), classe de nanomateriais de carbono, foco de pesquisa multidisciplinar devido às suas propriedades luminescentes promissoras, facilidade de síntese, baixo custo, biocompatibilidade, biodegradação e alta solubilidade em água. Estudos anteriores relatam o potencial de aplicação desses nanomateriais na fotoproteção. O foco desse projeto será caracterizar e avaliar o potencial fotoprotetor de nanopartículas de C-dots e de trans ACU, isoladamente ou em associação com filtros solares de forma a diminuir a concentração de uso destes e avaliar o possível benefício multifuncional de ação antioxidante desses ativos.

Embora há metodologias muldialmente reconhecidas para avaliar a fotoproteção, os mecanismos de quimioprevenção aos danos gerados pela radiação ultravioleta (UV) não são integralmente contemplados. O ácido urocânico é um cromóforo encontrado na pele e tem sido apontado como importante mediador da imunossupressão e consequente carcinogênese induzida pela radiação UV, por meio da sua fotoisomerização, da forma trans para a forma cis. O desenvolvimento de um novo método que explore a investigação da isomerização do mesmo se faz necessária para elucidar possíveis mecanismos de proteção, ademais de permitir a avaliação de demais constituintes do estrato córneo (EC) humano na ausência/presença de substâncias fotoprotetoras. Considerando a importância dos filtros UV para proteção contra danos promovidos pela exposição solar e a elucidação do efeito destes na quimioprevenção, este projeto visa desenvolver e aplicar metodologia analítica ex vivo e não-invasiva, por tape stripping, para a determinação do perfil da interação de filtros UV constituintes do EC, a saber: ácido urocânico, histidina e ácido pirrolidona caroboxílico. Adicionalmente, o mesmo procedimento será utilizado para determinar a atividade antioxidante (antilipoperoxidativa) destes filtros solares e, assim, espera-se mapear e elucidar efeitos de proteção fotobiológica de filtros solares de diferentes espectros de absorção junto ao EC humano.

O envelhecimento cutâneo é um processo biológico natural, mas que pode ser acelerado por diversos fatores como a exposição à radiação ultravioleta (UV) A. Dentre os fatores que levam ao envelhecimento, destaca-se o estresse oxidativo, sendo que a enzima catalase consiste em um dos mecanismos endógenos de redução desse estresse pela neutralização de espécies reativas de oxigênio. Portanto, um aporte adicional de catalase à pele pode consistir em ferramenta contra o envelhecimento cutâneo e suas consequências. Uma vez que o envelhecimento está em parte relacionado aos danos UV-induzidos ao DNA, também se apresenta como estratégia preventiva a aplicação tópica da enzima fotoliase, que é capaz de reverter danos ao DNA em forma de ligações do tipo dímeros de ciclobutanopirimidina (CPD). Contudo, por se tratarem de biomoléculas, tanto a catalase quanto a fotoliase apresentam baixa meia-vida biológica e penetração na pele dificultada devido ao tamanho e hidrofilicidade. Sendo assim, este trabalho propõe a utilização de métodos que permitem aumento da estabilidade da catalase e fotoliase e/ou de sua penetração na/através da pele, visando promover aumento da eficácia. Serão utilizados dois métodos individualmente, sendo eles a encapsulação das enzimas em polimerossomos de Pluronic L-121 e a peguilação. Estes dois sistemas serão estudados em conjunto com as enzimas livres para avaliar a eficiência da catalase em combater o estresse oxidativo em modelos in vitro (pele de porco) e ex vivo (pele humana), e da fotoliase em reverter ligações CPD no DNA.

El colágeno de peces presenta mayor seguridad en la salud humana, en comparación al colágeno de otras especies animales. De los peces destaca el colágeno tipo I de tilapia, por su gran estabilidad y flexibilidad frente al colágeno de otras especies de peces.En el presente proyecto se espera demostrar la calidad de colágeno tipo I de tilapia en los productos cosméticos. Prototipos que se esperam obtener para una proyección productiva rentable en el futuro.
123-2018- FONDECYT-BANCO MUNDIAL- IADT-VM

O câncer de pele é o tipo de câncer mais diagnosticado no mundo, sendo a exposição excessiva à radiação ultravioleta (UV) oriundas do Sol sua principal causa. O estresse oxidativo, um dos fatores responsáveis pelo desenvolvimento de carcinomas, também está associado à frequente exposição à radiação UV. A utilização de formulações fotoprotetoras são as medidas mais efetivas para proteção contra os efeitos malignos deste tipo radiação. Ademais de conterem elementos que as absorvem e/ou as refletem, também possuem componentes que podem auxiliar na homeostase cutânea, como os agentes antioxidantes. No presente estudo, será utilizado o ácido ferúlico, um composto natural reconhecido como potencial antioxidante, juntamente com dois filtros solares, bemotrizinol e triazona de octila, na realização de métodos de biossegurança e eficácia, com o intuito do aprimoramento de técnicas, além de uma melhor elucidação dos efeitos do ácido ferúlico. Serão utilizadas técnicas in vivo, in vitro e ex vivo para a caracterização de elementos como o potencial inflamatório, potencial antioxidativo, permeabilidade da molécula e hidratação.

Considerando especialmente os lábios, a exposição crônica à radiação UV não desencadeia os mesmos mecanismos de defesa da pele, como o bronzeamento e a hipertrofia do estrato córneo. Portanto, é de extrema necessidade a utilização de fotoprotetores labiais. O Grupo de Cosmetologia da Faculdade de Ciências Farmacêuticas da Universidade de São Paulo (FCF-USP) tem desenvolvido pesquisas e parcerias científicas promissoras na temática da fotoproteção bioativa e sua experiência demonstrou que há real necessidade do estudo dos sistemas complexos que exercem atividade fotoprotetora bioativa, a saber, a associação dos filtros solares com substâncias ativas naturais, isoladas ou na forma de extratos/manteigas propriamente ditos, pois fenômenos ainda não elucidados ocorrem nos supramencionados sistemas, como por exemplo, elevação sinérgica ou decaimento significativo do FPS na presença de flavonoide isolado ou de extratos vegetais padronizados. A proposta do projeto envolve o desenvolvimento e avaliação físico-química e funcional de formulações fotoprotetoras labiais, em veículo moldado, contendo p-metoxicinamato de octila, dióxido de titânio e manteiga de karitê (Butyrospermum parkii), como composto bioativo. Especificamente, os objetivos apreciam: desenvolvimento de formulações fotoprotetoras labiais moldadas por meio de planejamento experimental do tipo fatorial; determinação das características físicas e físico-químicas; avaliação das propriedades funcionais, por espectrofotômetro de refletância difusa com esfera de integração; e obtenção da eficácia fotoprotetora in vivo por método mundialmente reconhecido. Adicionalmente, a presente proposta contempla como objetivo favorecer o refinamento experimental na pesquisa e divulgação científica da Ciência Cosmética, em veículos de rigor e de fator de impacto elevado, considerando a área de inserção do projeto e a temática fotoproteção/fotoproteção bioativa.

A conscientização quanto à prevenção dos efeitos deletérios da radiação ultravioleta (UV) desencadeia a avanço efetivo na pesquisa por medidas de fotoproteção. Um dos fatores problemáticos referentes ao desenvolvimento dos fotoprotetores é o caráter fotoinstável de moléculas diversas (filtros solares), susceptíveis a modificações em seu perfil espectral quando expostas à radiação. Como alternativa para minimizar tal fenômeno, preconiza-se a utilização de substâncias fotoestabilizadoras, preferencialmente de origem natural, com potencial de captar radicais livres e impedir/retardar a fotodegradação dos filtros solares. Dentre os compostos bioativos diversos de compatibilidade com antes descrito, o ácido ferúlico - molécula com reconhecida atividade antioxidante e capacidade protetora da pele frente à radiação UVB - se apresenta como candidato promissor. A proposta do projeto envolve o caráter inovador do uso do ácido ferúlico como agente fotoestabilizador de sistemas fotoprotetores de amplo espectro contendo p-metoxicinamato de octila (ethylhexyl methoxycinnamate) e avobenzona (butyl methoxydibenzoylmethane), associação amplamente disponível no mercado e reconhecidamente fotoinstável. Formulações fotoprotetoras contendo ácido ferúlico serão desenvolvidas e avaliadas quanto à sua atividade antioxidante, eficácia fotoprotetora (in vitro e clínica) e fotoestabilidade pós-irradiação artificial, visando prospectar seu potencial fotoestabilizador e agregação de melhorias significativas na eficácia antissolar. Pelo exposto, justifica- se o emprego do ácido ferúlico no desenvolvimento de fotoprotetores de características multifuncionais. Os resultados apresentarão perspectivas de aplicação prática nas áreas estratégicas de pesquisa e desenvolvimento de produtos cosméticos fotoprotetores associados a substâncias bioativas fotoestabilizadoras, agregando ao produto vantagens funcionais, como a inclusão do potencial antioxidante. A análise da gama ampla dos filtros solares, identificando a seleção das combinações de propriedade de amplo espectro, contribuirá significativamente para a obtenção e comercialização de fotoprotetores de melhorada eficácia e estabilidade, com potencial redução de custos no produto, pois são moléculas absorvedoras da radiação de uso tradicional e valor competitivo. A prospecção do ácido ferúlico como promotor de ampliação da fotoestabilidade permitirá orientar seu uso racionalmente em diversas outras classes de produtos cosméticos, principalmente, aquelas que necessitam de eficiente proteção e manutenção da cor, além de produtos capilares para a prevenção foto-oxidativa da estrutura proteica da fibra. Por meio da sólida metodologia selecionada, em evidência, o método para a determinação do FPS in vivo, a divulgação da pesquisa nacional tornar-se-á de extrema competitividade internacional e de característica de fronteira da ciência, em função do contexto do tema fotoproteção, promovendo a Ciência Cosmética Brasileira a patamar superior e, consequentemente, haverá a consolidação de novas linhas de pesquisa neste segmento.

Os protetores solares são utilizados para prevenir efeitos da radiação ultravioleta como: queimaduras, fotoenvelhecimento, carcinoma, melanoma e a indução da imunossupressão sistêmica. Atualmente tem se tornado tendência, no mercado cosmético, a diminuição da concentração de filtros químicos em formulações fotoprotetoras. Tal fato é explicado pelo surgimento de reações adversas ocasionadas pelo uso tópico de formulações antissolares contendo tais componentes. Produtos naturais de origem vegetal são fontes importantes de moléculas bioativas. Pelo exposto, o presente projeto tem como objetivo (1) obter partículas de gelatina, contendo rutina ou quercetina, micro e / ou nanoencapsuladas, (2) realizar a caracterização física, físico-química e funcional das partículas e (3) desenvolver fotoprotetores bioativos de eficácia estimada in vitro, contendo os sistemas estruturados. Os sistemas a base de gelatina contendo o flavonoide serão obtidos pela técnica de dessolvatação em dois passos, concluindo com remoção do solvente com o emprego do evaporador rotativo. A caracterização das partículas será realizada por meio das seguintes análises: microscopia ótica comum, distribuição do tamanho de partícula e potencial zeta por atenuação acústica e eletroacústica, taxa de associação da rutina ou quercetina por cromatografia a líquido de alta eficiência (CLAE) e atividade antirradicalar. As formulações serão avaliadas em relação às características organolépticas, ao valor de pH, à viscosidade aparente e a eficácia antissolar estimada in vitro por espectrofotometria de refletância difusa com esfera integradora. Os resultados apresentarão perspectivas de aplicação prática nas áreas estratégicas de desenvolvimento de produtos cosméticos fotoprotetores associados a substâncias bioativas, bem como, no desenvolvimento de composto ativo antissolar e antirradicais livres inovador

Linha de fomento deferida: apoio a participação do 70th FIP World Congress of Pharmacy / Pharmaceutical Sciences (Processo 453277/2010-1)
(Valor aprovado: R$ 5.000,00)

Processo FAPESP nº 2010/10739-5