Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1822/35703

TitleStudy of sardine oil antioxidant anti-inflammatory properties for the development of topical therapeutic and cosmetic formulations
Other titlesEstudo das propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias do óleo de sardinha para desenvolvimento de formulações tópicas com fins terapêuticos e cosméticos
Author(s)Borges, C.
Advisor(s)Gomes, Andreia
Paulo, Artur Cavaco
Ribeiro, Artur J.
Issue date2015
Abstract(s)In Portugal sardine fishery is one of the oldest and the most important pelagic resource from Portuguese mainland, both economically and socially. The sardines have important nutritional characteristics, being an excellent source of vitamins, proteins, lipids and minerals with proven benefits for human health, being rich in ω-3-PUFAs, namely, EPA and DHA. Studies reported that there is a direct link between a diet enriched in ω-3-PUFAs and the prevention of many diseases such as cardiovascular disease, inflammatory conditions, mental disorders and prevention of various types of cancer. The aim of this work was to characterize the antioxidant and anti-inflammatory role of sardine oil for the development of formulations for topical application. To evaluate the antioxidant and anti-inflammatory effects of sardine oil in skin, human fibroblasts (BJ-5ta), human melanocytes (A375 and B), human keratinocytes (NCTC2544) and human monocytes (THP-1) were used. The cytotoxicity studies showed that for higher concentrations of SO and SO+αT cell viability decreased. However the effect of SO+αT in keratinocytes was the opposite of melanocytes. Regarding PUFAs, concentrations higher than 0.025 mg/ml exhibited toxicity to both cell lines. In proliferation assays, melanocytes suffer an inhibition of cell proliferation at concentrations above 4 mg/ml in SO. However, for the SO+αT cell proliferation increases with increasing concentration. In keratinocytes, the negative effect on cell proliferation when cells were incubated under same conditions was more marked. The cell proliferation profiles with PUFAs and PUFAs+αT were marked by inhibition in both cells lines, with more impact in melanocytes. The lowest concentrations, 0.5 and 4 mg/ml, were tested to evaluate the protective role of sardine oil in the context of induced oxidative stress. Both concentrations were able to protect cells from damage with a more pronounced effect in keratinocytes. Moreover the incubation of cells with the sardine oil was able to induce expression of several cytoprotective enzymes and also the transcription factor Nuclear factor-erythroid-2-related factor 2 (Nrf2) – which plays a crucial role in the coordinated induction of many stress-responsive genes. The lowest concentrations of sardine oil were tested on human fibroblasts and monocytes to evaluate their effect on inflammation and sardine oil showed to have anti-inflammatory potential as it can reduce production of pro-inflammatory cytokine in cells stimulated with LPS. The effect of sardine oil using three different assays (NaOH/DMSO, fluorescence and tyrosinase activity) on melanin synthesis was not clear. Only using the fluorescence based method for melanin assessment, the sardine oil showed to have some positive effect over melanin synthesis in human melanoma cells. The results opened the opportunity to develop new therapeutic and cosmetic applications based on sardine-derived compounds. Their incorporation in topical creams may contribute to a better, more natural treatment of inflammation and in the prevention of skin aging.
Em Portugal continental, a pesca da sardinha é um dos recursos pelágicos mais antigos e importantes, tanto a nível económico como social. As sardinhas têm características nutricionais importantes, sendo uma excelente fonte de vitaminas, proteínas, lipídios e minerais com benefícios comprovados para a saúde humana. A sardinha é rica em ω-3-PUFAs, ou seja, EPA e DHA. Estudos relataram que há uma relação direta entre uma dieta enriquecida em ω-3-PUFAs e a prevenção de muitas doenças, tais como doenças cardiovasculares, doenças inflamatórias, distúrbios mentais e prevenção de vários tipos de cancro. O objetivo principal deste trabalho foi caracterizar o papel antioxidante e anti- inflamatório do óleo de sardinha para futuro desenvolvimento de formulações com aplicação tópica. Para avaliar os efeitos antioxidantes e anti-inflamatórios do óleo de sardinha na pele, foram usadas diversas linhas celulares de origem humana: fibroblastos (BJ-5ta), melanócitos (A375 e B) queratinócitos (NCTC2544) e monócitos (THP-1). Os estudos de citotoxicidade mostraram que, para as concentrações maiores de SO e SO+αT a viabilidade celular diminui. No entanto, o efeito do SO+αT em queratinócitos foi contrário ao que aconteceu nos melanócitos. Em relação às PUFAs concentrações acima de 0,025 mg/ml induziram toxicidade em ambas as linhas celulares. Em ensaios de proliferação, os melanócitos exibiram uma inibição da proliferação celular com óleo de sardinha em concentrações acima de 4mg/ml. Contudo, para SO+αT a proliferação aumentou com o aumento da concentração. Nos queratinócitos, o efeito negativo foi mais acentuado, quando as células foram incubadas sob as mesmas condições. Os perfis da proliferação celular em PUFAs e PUFAs+αT foram marcados pela inibição em ambas as linhas celulares, com mais impacto nos melanócitos. As concentrações mais baixas, 0,5 e 4 mg/ml, foram testadas para avaliar o papel protetor do óleo de sardinha em situação de stress oxidativo. Estas duas concentrações foram capazes de proteger as células contra danos oxidativos, com um efeito mais evidente em queratinócitos. Além disso, a incubação de células com o óleo de sardinha foi capaz de induzir a expressão de várias enzimas citoprotectoras e também o fator de transcrição Nrf2, que desempenha um papel crucial na indução coordenada de genes envolvidos em muitas respostas ao stress oxidativo. As menores concentrações de óleo de sardinha foram testadas em fibroblastos e monócitos humanos em ensaios de inflamação. O óleo de sardinha mostrou ter um potencial efeito anti-inflamatório, uma vez que foi capaz de reduzir a inflamação em células estimuladas com LPS. O efeito do óleo de sardinha estudado com três metodologias diferentes (NaOH/DMSO, fluorescência e atividade de tirosinase), sobre a síntese de melanina não foi claro. Somente usando uma abordagem baseada na fluorescência nos melanócitos humanos (B), o óleo de sardinha mostrou algum efeito positivo sobre a síntese da melanina. Estes resultados criam a possibilidade de desenvolver novas aplicações terapêuticas e cosméticas à base de compostos derivados de sardinha. A sua incorporação em cremes tópicos podem contribuir para um melhor tratamento de inflamação e na prevenção do envelhecimento da pele.
TypeMaster thesis
DescriptionDissertação de mestrado em Applied Biochemistry (área de especialização em Biomedicine)
URIhttp://hdl.handle.net/1822/35703
AccessOpen access
Appears in Collections:BUM - Dissertações de Mestrado
CEB - Dissertações de Mestrado / MSc Dissertations
DBio - Dissertações de Mestrado/Master Theses

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