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Publication
Cork industry waste product valorisation : bioactivity on human keratinocytes
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 1.89 MB | Adobe PDF |
Authors
Abstract(s)
Wound healing, a complex process that involves hemostasis, inflammation,
proliferation and tissue remodelling, gathers deep scientific interest, since acute and
chronic wounds are common as well as pathologic under or overhealing. Cork powder is
one of the major waste derived residues in the cork industry, known to possess a strong
phenolic content. We herein hypothesized that the products obtained from the cork
liquefaction process may have biomedical properties particularly in the wound healing
process. In this context, the aim of this work was to investigate the effect of several
extracts obtained by manipulation of liquefied cork upon keratinocyte viability, migration
and proliferation, key cellular events in the wound healing process.
To do this, liquefied (LIQ) cork was produced and it was fractionated in water
soluble (WS) and organic (ORG) extracts. Additionally, a glue dispersion (GLUE) was
prepared by the addiction of WS extract to distilled water, Desmodur DA-L and cork
powder on a ratio of 3:20:1.2:0.2. Several dilutions of each fraction were prepared (1:1,
1:5, 1:10, 1:100 and 1:1000) and used in 24-h treatment of the human keratinocyte HaCat
cell line, for viability (MTT and LDH assays), migration capacity (wound-healing assay)
and proliferation (BrdU assay) assessment. Additionally, total phenolic content (FolinCiocalteu method), and antioxidant potential (FRAP and DPPH) of each fraction were
assessed.
The liquefaction cork process achieved a biomass conversion of 94 %. Except for
the highest concentration of ORG extract, the fractions were not cytotoxic and GLUE
extract increased cell survival. All the cork extracts were able to induce cell proliferation
and except for the GLUE fraction, they also induced cell migration capacity. Regarding
antioxidant properties, ORG fraction showed the highest reducing power and radical
scavenging activity, although LIQ fraction was the richest in phenolic content. On the
other hand, GLUE fraction had the lowest phenolic content and accordingly, the lowest
reducing power and radical scavenging activity. In conclusion, liquefied cork and its subproducts reveal wound healing-promoting bioactivity. Overall, WS extract produced the
most consistent cellular responses, being thus the most promising for a potential
biomedical application in wound healing. Nevertheless, further studies are recommended,
mainly in vivo tests, to validate these in vitro results.
A cicatrização de feridas tem reunido um profundo interesse científico, dada a frequência de ocorrência de feridas agudas e crónicas, bem como da cicatrização patológica. O pó de cortiça, rico em compostos fenólicos, é um dos principais resíduos da indústria corticeira. A hipótese motora deste estudo foi que os produtos obtidos a partir do processo de liquefação do pó cortiça possam ter aplicação biomédica, em particular na cicatrização de feridas. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar o efeito de vários extratos da manipulação da cortiça liquefeita sobre a viabilidade, migração e proliferação de queratinócitos, processos celulares essenciais à cicatrização. Foi produzido o extrato liquefeito (LIQ) da cortiça que foi fracionado em extrato hidrossolúvel (WS) e extrato orgânico (ORG). Adicionalmente, foi preparada uma mistura (GLUE) pela adição de água destilada, Desmodur DA-L e pó de cortiça ao extrato WS numa proporção de 3:20:1,2:0,2. Foram preparadas várias diluições de cada extrato (1:1, 1:5, 1:10, 1:100 e 1:1000) que foram utilizadas no tratamento de 24 h da linha celular de queratinócitos humanos HaCat, tendo sido posteriormente avaliada a viabilidade (ensaios MTT e LDH), capacidade de migração (ensaio de wound-healing) e proliferação (ensaio BrdU). Além disto, determinou-se o conteúdo em fenóis totais (através do método de Folin-Ciocalteu) e o potencial antioxidante (FRAP e DPPH) de cada extrato. O rendimento do processo de liquefação cortiça foi de 94 %. Exceto para a concentração mais elevada do extrato ORG, as frações não foram citotóxicas e o extrato GLUE promoveu a sobrevivência celular. Todos os extratos de cortiça foram capazes de induzir a proliferação celular e, à exceção da fração GLUE, também foram capazes de induzir capacidade migratória. Relativamente, às propriedades antioxidantes, a fração ORG apresentou o maior poder redutor e atividade antiradicalar, embora a fração LIQ se tenha revelado como a mais rica em compostos fenólicos. A fração GLUE teve o menor poder redutor e atividade antiradicalar e o menor teor em compostos fenólicos. Em suma, a cortiça liquefeita e seus sub-produtos demonstram bioatividade no processo de cicatrização. Globalmente, o extrato WS produziu os resultados mais consistentes nos diferentes ensaios de bioatividade, sendo por isso o mais promissor para uma potencial aplicação biomédica no processo de cicatrização. A execução de ensaios in vivo que permitam a validação destas observações é fortemente recomendada.
A cicatrização de feridas tem reunido um profundo interesse científico, dada a frequência de ocorrência de feridas agudas e crónicas, bem como da cicatrização patológica. O pó de cortiça, rico em compostos fenólicos, é um dos principais resíduos da indústria corticeira. A hipótese motora deste estudo foi que os produtos obtidos a partir do processo de liquefação do pó cortiça possam ter aplicação biomédica, em particular na cicatrização de feridas. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar o efeito de vários extratos da manipulação da cortiça liquefeita sobre a viabilidade, migração e proliferação de queratinócitos, processos celulares essenciais à cicatrização. Foi produzido o extrato liquefeito (LIQ) da cortiça que foi fracionado em extrato hidrossolúvel (WS) e extrato orgânico (ORG). Adicionalmente, foi preparada uma mistura (GLUE) pela adição de água destilada, Desmodur DA-L e pó de cortiça ao extrato WS numa proporção de 3:20:1,2:0,2. Foram preparadas várias diluições de cada extrato (1:1, 1:5, 1:10, 1:100 e 1:1000) que foram utilizadas no tratamento de 24 h da linha celular de queratinócitos humanos HaCat, tendo sido posteriormente avaliada a viabilidade (ensaios MTT e LDH), capacidade de migração (ensaio de wound-healing) e proliferação (ensaio BrdU). Além disto, determinou-se o conteúdo em fenóis totais (através do método de Folin-Ciocalteu) e o potencial antioxidante (FRAP e DPPH) de cada extrato. O rendimento do processo de liquefação cortiça foi de 94 %. Exceto para a concentração mais elevada do extrato ORG, as frações não foram citotóxicas e o extrato GLUE promoveu a sobrevivência celular. Todos os extratos de cortiça foram capazes de induzir a proliferação celular e, à exceção da fração GLUE, também foram capazes de induzir capacidade migratória. Relativamente, às propriedades antioxidantes, a fração ORG apresentou o maior poder redutor e atividade antiradicalar, embora a fração LIQ se tenha revelado como a mais rica em compostos fenólicos. A fração GLUE teve o menor poder redutor e atividade antiradicalar e o menor teor em compostos fenólicos. Em suma, a cortiça liquefeita e seus sub-produtos demonstram bioatividade no processo de cicatrização. Globalmente, o extrato WS produziu os resultados mais consistentes nos diferentes ensaios de bioatividade, sendo por isso o mais promissor para uma potencial aplicação biomédica no processo de cicatrização. A execução de ensaios in vivo que permitam a validação destas observações é fortemente recomendada.