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Publicação
Evaluation of anti-aging cosmetic properties in marine sponge extracts
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Marine resources have various biological activities and, despite the rich biodiversity of invertebrates in the Mediterranean Sea, these organisms remain underexplored. In this study, the cosmetic-related properties of 13 species of marine sponges were investigated. The main objective was to identify sponge extracts with inhibitory effects on enzymes associated with skin aging, as well as to assess their antioxidant potential, for possible use as ingredients in cosmeceutical formulations. Sequential solvent fractionation was performed to obtain five fractions of increasing polarity from each sponge species. The solvents applied for fractionation included hexane (Hex), dichloromethane (DCM), ethyl acetate (EtAc), methanol (MeOH), and water (H2O). The fractions were evaporated to dryness, and the residues were resuspended in solvents of corresponding polarity to prepare working solutions of defined concentration. These solutions were subsequently
evaluated for anti-collagenase, anti-elastase, anti-tyrosinase, and antioxidant activities using colorimetric assays. Among the samples tested, Ircinia oros extracts showed the strongest inhibitory effects against collagenase enzyme, with an IC50 of 28.6 ± 2.1 µg/mL [95% CI: 9.4 – 47.8 µg/mL] determined in the EtAc fraction. Sarcotragus foetidus demonstrated potent anti-elastase activity, achieving IC50 values of 2.4 ± 0.8 µg/mL [95% CI: 0.14 – 4.5 µg/mL] and 3.8 ± 2.7 µg/mL [95% CI: -2.9 – 10.5 µg/mL] in the EtAc and DCM fractions, respectively. Moreover, moderate anti-tyrosinase effects were observed by the EtAc fraction of Agelas oroides, with an IC50 of 67.23 ± 8.1 µg/mL [95% CI: 46.9 – 87.5 µg/mL], Axinella damicornis, with an IC50 of 80.59 ± 22.0 µg/mL [95% CI: 25.7 – 135.4 µg/mL], and Axinella verrucosa, with an IC50 of 64.03 ± 11.6 µg/mL [95% CI: 34.9 – 93.0 µg/mL]. The antioxidant capacity of the samples was also evaluated using the DPPH radical scavenging assay. The aqueous fraction of Ircinia oros was found to exert the strongest antioxidant effect, achieving 68% inhibition of DPPH radicals at 500 µg/mL, followed by the Hex fraction of Sarcotragus foetidus (66% inhibition). Notably, the EtAc fraction exhibited the most significant responses, suggesting that it may be effective for extracting metabolites of relevant biological interest. This study represents one of the most comprehensive investigations of its kind, as it assessed the antioxidant capacity and the inhibitory activities against three skin-aging enzymes across a wide range of sponge species and multiple solvent fractions, highlighting the species with the greatest biotechnological potential of bioactive compounds for cosmetic applications.
Os recursos marinhos têm várias atividades biológicas e, apesar da rica biodiversidade de invertebrados no Mar Mediterrâneo, esses organismos continuam pouco explorados. Neste estudo, foram investigadas as propriedades cosméticas de 13 espécies de esponjas marinhas. O objetivo principal foi identificar extratos de esponjas com efeitos inibidores sobre enzimas associadas ao envelhecimento da pele, bem como avaliar seu potencial antioxidante, para possível uso como ingredientes em formulações cosmecêuticas. Foi realizado um fracionamento sequencial por solvente para obter cinco frações de polaridade crescente de cada espécie de esponja. Os solventes aplicados para o fracionamento incluíram hexano (Hex), diclorometano (DCM), acetato de etila (EtAc), metanol (MeOH) e água (H2O). As frações foram evaporadas até a secagem e os resíduos foram ressuspensos em solventes de polaridade correspondente para preparar soluções de trabalho de concentração definida. Essas soluções foram subsequentemente avaliadas quanto às atividades anti-colagenase, anti-elastase, anti-tirosinase e antioxidantes usando ensaios colorimétricos. Entre as amostras testadas, os extratos de Ircinia oros mostraram os efeitos inibidores mais fortes contra a enzima colagenase, com um IC50 de 28,6 ± 2,1 µg/mL [IC 95%: 9,4 – 47,8 µg/mL] determinado na fração EtAc. Sarcotragus foetidus demonstrou potente atividade anti-elastase, atingindo valores de IC50 de 2,4 ± 0,8 µg/mL [IC 95%: 0,14 – 4,5 µg/mL] e 3,8 ± 2,7 µg/mL [IC 95%: -2,9 – 10,5 µg/mL] nas frações EtAc e DCM, respectivamente. Além disso, efeitos anti-tirosinase moderados foram observados pela fração EtAc de Agelas oroides, com IC50 de 67,23 ± 8,1 µg/mL [IC 95%: 46,9 – 87,5 µg/mL], Axinella damicornis com IC50 de 80,59 ± 22,0 µg/mL [IC 95%: 25,7 – 135,4 µg/mL] e Axinella verrucosa com IC50 de 64,03 ± 11,6 µg/mL [IC 95%: 34,9 – 93,0 µg/mL]. A capacidade antioxidante das amostras também foi avaliada usando o ensaio de eliminação de radicais DPPH. Verificou-se que a fração aquosa de Ircinia oros exerceu o efeito antioxidante mais forte, alcançando 68% de inibição dos radicais DPPH a 500 µg/mL, seguida pela fração de Hex de Sarcotragus foetidus (66% de inibição). Notavelmente, a fração EtAc exibiu as respostas mais significativas, sugerindo que pode ser eficaz para extrair metabolitos de interesse biológico relevante. Este estudo representa uma das investigações mais abrangentes do gênero, pois avaliou a capacidade antioxidante e as atividades inibitórias contra três enzimas do envelhecimento da pele em uma ampla gama de espécies de esponjas e múltiplas frações de solventes, destacando as espécies com maior potencial biotecnológico de compostos bioativos para aplicações cosméticas.
Os recursos marinhos têm várias atividades biológicas e, apesar da rica biodiversidade de invertebrados no Mar Mediterrâneo, esses organismos continuam pouco explorados. Neste estudo, foram investigadas as propriedades cosméticas de 13 espécies de esponjas marinhas. O objetivo principal foi identificar extratos de esponjas com efeitos inibidores sobre enzimas associadas ao envelhecimento da pele, bem como avaliar seu potencial antioxidante, para possível uso como ingredientes em formulações cosmecêuticas. Foi realizado um fracionamento sequencial por solvente para obter cinco frações de polaridade crescente de cada espécie de esponja. Os solventes aplicados para o fracionamento incluíram hexano (Hex), diclorometano (DCM), acetato de etila (EtAc), metanol (MeOH) e água (H2O). As frações foram evaporadas até a secagem e os resíduos foram ressuspensos em solventes de polaridade correspondente para preparar soluções de trabalho de concentração definida. Essas soluções foram subsequentemente avaliadas quanto às atividades anti-colagenase, anti-elastase, anti-tirosinase e antioxidantes usando ensaios colorimétricos. Entre as amostras testadas, os extratos de Ircinia oros mostraram os efeitos inibidores mais fortes contra a enzima colagenase, com um IC50 de 28,6 ± 2,1 µg/mL [IC 95%: 9,4 – 47,8 µg/mL] determinado na fração EtAc. Sarcotragus foetidus demonstrou potente atividade anti-elastase, atingindo valores de IC50 de 2,4 ± 0,8 µg/mL [IC 95%: 0,14 – 4,5 µg/mL] e 3,8 ± 2,7 µg/mL [IC 95%: -2,9 – 10,5 µg/mL] nas frações EtAc e DCM, respectivamente. Além disso, efeitos anti-tirosinase moderados foram observados pela fração EtAc de Agelas oroides, com IC50 de 67,23 ± 8,1 µg/mL [IC 95%: 46,9 – 87,5 µg/mL], Axinella damicornis com IC50 de 80,59 ± 22,0 µg/mL [IC 95%: 25,7 – 135,4 µg/mL] e Axinella verrucosa com IC50 de 64,03 ± 11,6 µg/mL [IC 95%: 34,9 – 93,0 µg/mL]. A capacidade antioxidante das amostras também foi avaliada usando o ensaio de eliminação de radicais DPPH. Verificou-se que a fração aquosa de Ircinia oros exerceu o efeito antioxidante mais forte, alcançando 68% de inibição dos radicais DPPH a 500 µg/mL, seguida pela fração de Hex de Sarcotragus foetidus (66% de inibição). Notavelmente, a fração EtAc exibiu as respostas mais significativas, sugerindo que pode ser eficaz para extrair metabolitos de interesse biológico relevante. Este estudo representa uma das investigações mais abrangentes do gênero, pois avaliou a capacidade antioxidante e as atividades inibitórias contra três enzimas do envelhecimento da pele em uma ampla gama de espécies de esponjas e múltiplas frações de solventes, destacando as espécies com maior potencial biotecnológico de compostos bioativos para aplicações cosméticas.
Descrição
Palavras-chave
marine biotechnology marine sponges marine products skin-aging-related enzymes cosmetics