Publication
Evaluation of the dermatological potential of the macroalgae Bifurcaria bifurcata
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Pintéus, Susete Filipa Gonçalves | |
| dc.contributor.advisor | Alves, Celso Miguel da Maia | |
| dc.contributor.advisor | Martins, Alice Isabel Mendes | |
| dc.contributor.author | Luz, Inês Filipa Rodrigues da | |
| dc.date.accessioned | 2023-03-29T10:49:34Z | |
| dc.date.available | 2025-02-15T01:31:04Z | |
| dc.date.issued | 2023-02-15 | |
| dc.description.abstract | The skin is the largest organ of the human body and has a major role in maintaining internal homeostasis. Due to the increasing awareness of the importance of skin, there is a great demand for new and natural skin care products. Seaweeds have revealed to be a rich source of bioactive compounds with relevant biological activities for a wide range of dermatological applications. Thus, the aim of this study was to evaluate the dermatological potential of the brown seaweed Bifurcaria bifurcata regarding its antioxidant, antienzymatic, cytotoxic, photoprotective, wound healing, and antimicrobial properties. The freeze-dried seaweed was extracted with ethanol: water (70:30, v/v) and the crude extract was subjected to a liquid-liquid partition with cyclohexane, ethyl acetate, and water, affording six fractions (F1-F6), which chemical profile was analysed by ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis) and proton nuclear magnetic resonance (1H NMR). Several in vitro assays were performed to assess their dermatological potential, namely: (i) antioxidant (total phenolic content (TPC), 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging, superoxide anion (SOD) reduction, Fe (III) reduction power (FRAP), and oxygen free radical scavenging capacity (ORAC)); ii) antienzyme (collagenase, elastase, hyaluronidase, and tyrosinase); iii) cytotoxicity in HaCat cells; iv) photoprotective (ROS production) in HaCaT cells exposed to ultra-violet radiation A/B (15 min at 7.9 mW/ cm2); v) healing (scratching method) in HaCaT cells; and, iv) antimicrobial (S. aureus, S. hominis, S. epidermidis, C. acnes, and M. furfur) activities. The ethyl acetate fraction (F4) demonstrated a high antioxidant potential, with the highest ability to reduce the DPPH radical (EC50: 35.7 μg/mL) and SOD (EC50: 83.7 μg/mL), together with the highest values of FRAP (4982 μM FeSO4/g), ORAC (2418.6 μmol TE/g), and TPC (626.5 mg PE/g). Regarding the antienzymatic activity, this fraction also demonstrated the best potential to inhibit collagenase (IC50: 50.1 μg/mL) and tyrosinase (IC50: 33.6 μg/mL) activities. Additionally, fractions F2 (IC50: 120.5 μg/mL) and F3 (IC50: 99.3 μg/mL), demonstrated the highest ability to reduce hyaluronidase activity. The photoprotective and healing capacity was performed on HaCaT cells at non-toxic concentrations. The hydrophilic fraction (F5) mediated the highest ROS reduction (30.9%) on HaCaT cells exposed to UVA/B radiation, while the most lipophilic fraction (F2) promoted the highest healing area (47.3%). Regarding the antimicrobial activity, the cyclohexane fraction (F3) showed the best inhibitory potential against Staphylococcus epidermidis (48.5% at 200 μg/mL) and, together with F2, also against Cutibacterium acnes (IC50: 59.0 and 63.1 μg/mL, respectively). The obtained results suggest that this seaweed can be regarded as a potential source of bioactive ingredients for further dermatological applications, justifying the importance of more and deeper studies aiming its use in new and sustainable cosmetic formulations. | pt_PT |
| dc.description.abstract | A pele é o maior órgão do corpo humano, desempenhando um papel importante na manutenção da homeostase interna. Devido à crescente consciência da importância da pele, existe uma grande procura por novos produtos de origem natural para o cuidado da pele. As algas marinhas têm-se revelado como uma fonte inesgotável de compostos bioativos com atividades biológicas relevantes para uma vasta gama de aplicações dermatológicas. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar o potencial dermatológico da macroalga Bifurcaria bifurcata, relativamente à sua capacidade antioxidante, antienzimática, fotoprotetora, cicatrizante e antimicrobiana, bem como a avaliação da sua citotoxicidade. A alga liofilizada foi sujeita a uma extração com etanol: água (70:30 v/v) sendo o extrato seco resultante submetido a uma partição líquido-líquido com ciclohexano, acetato de etilo e água, de onde resultaram seis frações (F1-F6). O seu perfil químico foi analisado por espetroscopia de ultravioleta-visível (UV-Vis) e também por ressonância magnética nuclear de protão (1H RMN). As frações foram testadas em vários ensaios in vitro para avaliar o seu potencial dermatológico, nomeadamente as suas atividades: i) antioxidante (quantificação total de compostos fenólicos (QTP), redução do radical 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH) e anião superóxido (SOD), capacidade de redução do Fe (III) (FRAP) e capacidade de absorção dos radicais livres de oxigénio (ORAC)); ii) antienzimática (colagenase, elastase, hialuronidase e tirosinase); iii) citotoxicidade em células HaCaT; iv) fotoproteção (produção de ROS) em células HaCaT expostas à radiação ultravioleta A/B; v) cicatrização (método de rasgos) em células HaCaT; e vi) antimicrobiana (S. aureus, S. hominis S. epidermidis, C. acnes, e M. furfur). A fração de acetato de etilo (F4) demonstrou um elevado potencial antioxidante, com a maior capacidade de reduzir o radical DPPH (EC50: 35,7 μg/mL) e SOD (EC50: 83,7 μg/mL), apresentando também os valores mais elevados de FRAP (4982 μM FeSO4/g), ORAC (2418,6 μmol TE/g) e de QTP (626,5 mg PE/g). No que respeita à atividade enzimática, esta fração também demonstrou o melhor potencial, inibindo as enzimas colagenase (IC50: 50,1 μg/mL) e tirosinase (IC50: 33,6 μg/mL). Por outro lado, as frações F2 (IC50: 120,5 μg/mL) e F3 (IC50: 99,3 μg/mL) demonstraram a melhor capacidade de redução da hialuronidase. O estudo da capacidade fotoprotetora e cicatrizante foi realizado em células HaCaT a concentrações não tóxicas, tendo a fração hidrofílica (F5) mediado a maior redução de ROS (30,9%) em células HaCaT expostas a radiação UVA/B (15 min a 7.9 mW/ cm2), enquanto a fração mais apolar (F2) promoveu a maior área cicatrizada (47,3%). Relativamente à atividade antimicrobiana, a fração de ciclohexano (F3) apresentou o melhor potencial de inibição contra Staphylococcus epidermidis (48,5% a 200 μg/ mL) e, em conjunto com a fração apolar F2, também contra a Cutibacterium acnes (IC50: 59,0 e 63,1 μg/mL, respetivamente). Assim, os resultados obtidos sugerem que esta alga marinha possui um elevado potencial como fonte de ingredientes bioativos para uso dermatológico, justificando-se a continuação de estudos mais aprofundados com vista ao seu uso em novas formulações cosméticas. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 203262980 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.8/8295 | |
| dc.language.iso | eng | pt_PT |
| dc.relation | Marine and Environmental Sciences Centre | |
| dc.subject | Seaweeds | pt_PT |
| dc.subject | Marine natural products | pt_PT |
| dc.subject | Anti-aging | pt_PT |
| dc.subject | Photoprotective | pt_PT |
| dc.subject | Antimicrobial | pt_PT |
| dc.subject | Wound healing | pt_PT |
| dc.title | Evaluation of the dermatological potential of the macroalgae Bifurcaria bifurcata | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| oaire.awardTitle | Marine and Environmental Sciences Centre | |
| oaire.awardURI | info:eu-repo/grantAgreement/FCT/6817 - DCRRNI ID/UIDB%2F04292%2F2020/PT | |
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| oaire.fundingStream | 6817 - DCRRNI ID | |
| oaire.fundingStream | 9471 - RIDTI | |
| project.funder.identifier | http://doi.org/10.13039/501100001871 | |
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| project.funder.name | Fundação para a Ciência e a Tecnologia | |
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| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| relation.isProjectOfPublication | 54154db1-7a14-4ce1-b54e-b3a01fcd44f5 | |
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| thesis.degree.name | Mestrado em Biotecnologia dos Recursos Marinhos | pt_PT |