Desenvolvimento de metodologias verdes e sustentáveis para a obtenção de agentes quimioterápicos a partir de resíduos de processamento de manga (Mangifera indica L.)

dc.contributor.advisor1Forim, Moacir Rossi
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1234565160573730
dc.contributor.authorZanotti, Karine
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/7538221736303396
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0003-1121-8366
dc.date.accessioned2025-05-07T20:45:02Z
dc.date.issued2025-04-02
dc.description.abstractBrazilian agro-industrial production generates alarming amounts of waste. In recent years, mango production has grown significantly, with the state of São Paulo among the largest producers, discarding tons of waste annually. These residues are rich in high-value bioactive compounds, and studies have investigated their antitumor potential due to the presence of secondary metabolites. Given the projected increase in cancer cases, exploring mango waste as a source of new anticancer drugs is a promising approach. Practices aligned with sustainable development should be adopted, with emphasis on using Green and Sustainable Chemistry principles, promoting the creation of products and processes that prevent the generation and use of environmentally harmful substances. Concepts such as biorefinery and circular economy are applicable in this context, utilizing biomass as a raw material to obtain new products. This study aimed to develop green and sustainable analytical methods for obtaining a chemotherapeutic agent through the extraction of secondary metabolites from mango waste. Bioassay-guided experiments on tumor cell lines, combined with spectrometric analyses using test extracts and their fractions, allowed the annotation of the target analytes: gallic acid and methyl gallate. Using chemometric techniques, two extraction methods were evaluated and optimized: homogenization-assisted extraction and microwave-assisted extraction, employing only green solvents such as water and ethanol, and considering the influence of the variables in the extraction. The extracts were analyzed by liquid chromatography coupled with mass spectrometry. The analytes were quantified based on analytical curves, demonstrating selectivity, linearity (R² > 0.999), detection and quantification limits suitable for the linear range, as well as precision (< 2%), accuracy (> 96%), and recovery (> 94%). Among the evaluated variables, ethanol composition (40% v.v⁻¹) in water and the number of extractions (1×) were the most relevant for the optimized extract obtained by homogenization. For the optimized extract obtained by microwave-assisted extraction, ethanol composition (80% v.v⁻¹) in water and temperature (70°C) were the most critical factors. The antitumor properties of test extracts, optimized extracts, and analytical standards of gallic acid and methyl gallate were evaluated in lung and ovarian cancer cell lines, as well as in non-tumor lung cells. The optimized extracts presented lower IC50 values compared to the test extracts, demonstrating greater selectivity for tumor cells. The optimized extract obtained by microwave-assisted extraction was the most promising, with IC50 values of 6.09 and 0.21 μg.mL⁻¹ for lung and ovarian tumor cells, respectively. The optimized extracts showed IC50 values comparable to the drugs cisplatin and doxorubicin, with significantly higher selectivity for tumor cells. A comparison between the extracts and analytical standards revealed a strong synergistic interaction among the matrix compounds. Morphological and clonogenic assays demonstrated that the optimized extracts exhibit cytostatic and cytotoxic profiles, indicating cell death. The results highlight the potential for reusing mango waste to obtain antitumor agents using green analytical methodologies.eng
dc.description.resumoA produção agroindustrial brasileira gera quantidades alarmantes de resíduos. Nos últimos anos, o cultivo de manga cresceu significativamente e o estado de São Paulo está entre os maiores produtores, descartando anualmente toneladas de resíduos. Estes são ricos em compostos bioativos de alto valor agregado e estudos têm investigado seu potencial antitumoral devido à presença de metabólitos secundários. Considerando a projeção de aumento nos casos de câncer, explorar resíduos de manga como fonte de novos fármacos é uma abordagem promissora. Deve-se adotar práticas alinhadas ao desenvolvimento sustentável, com destaque para o uso de métodos baseados na Química Verde e Sustentável, promovendo a criação de produtos e processos que previnem a geração e o uso de substâncias prejudiciais ao ambiente. Conceitos como biorrefinaria e economia circular são aplicáveis nesse contexto, utilizando biomassa como matéria-prima para se obter novos produtos. Este trabalho teve como objetivo desenvolver métodos analíticos verdes e sustentáveis para a obtenção de um agente quimioterápico por meio da extração de metabólitos secundários em resíduos de manga. Ensaios bioguiados em linhagens tumorais combinados às análises espectrométricas, utilizando extratos-teste e suas frações, permitiram definir os analitos de interesse: ácido gálico e metil galato. Utilizando técnicas quimiométricas, dois métodos de extração foram avaliados e otimizados: por homogeneização e por micro-ondas, usando apenas solventes verdes, como água e etanol, e considerando a influência das variáveis envolvidas. Os extratos foram analisados por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas. Os analitos foram quantificados com base em curvas analíticas, apresentando seletividade, linearidade (R² > 0,999), limites de detecção e quantificação adequados à faixa linear de trabalho, além de precisão (< 2%), exatidão (> 96%) e recuperação (> 94%). Dentre as variáveis avaliadas, a composição de etanol (40% v.v⁻¹) em água e o número de extrações (1×) foram as mais relevantes para o extrato otimizado obtido por homogeneização. Para o extrato otimizado obtido por micro-ondas, destacaram-se a composição de etanol (80% v.v⁻¹) em água e a temperatura (70°C). As propriedades antitumorais dos extratos-teste, extratos otimizados e padrões de ácido gálico e metil galato foram avaliadas em linhagens tumorais de pulmão e ovário e em células não tumorais de pulmão. Os extratos otimizados apresentaram valores de IC50 menores em comparação aos extratos-teste e demonstraram maior seletividade para células tumorais. O extrato otimizado obtido por micro-ondas foi o mais promissor, com valores de IC50 de 6,09 e 0,21 μg.mL⁻¹ para células tumorais de pulmão e ovário, respectivamente. Os extratos otimizados apresentaram valores de IC50 próximos aos dos fármacos cisplatina e doxorrubicina, com seletividade para as células tumorais significativamente superior. A comparação entre os extratos e os padrões analíticos revelou uma forte interação sinérgica entre os compostos da matriz. Ensaios morfológicos e clonogênicos demonstraram que os extratos otimizados possuem perfil citostático e citotóxico, indicando morte celular. Os resultados evidenciam o potencial de reaproveitamento de resíduos de manga para a obtenção de agentes antitumorais utilizando metodologias analíticas verdes.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.identifier.citationZANOTTI, Karine. Desenvolvimento de metodologias verdes e sustentáveis para a obtenção de agentes quimioterápicos a partir de resíduos de processamento de manga (Mangifera indica L.). 2025. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22021.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22021
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQ
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectResíduos de processamento de manga
dc.subjectMango processing wasteeng
dc.subjectExtrações verdes
dc.subjectGreen extractionseng
dc.subjectQuímica verde e sustentável
dc.subjectGreen and sustainable chemistryeng
dc.subjectDesenvolvimento de metodologias analíticas
dc.subjectDevelopment of analytical methodologieseng
dc.subjectCompostos bioativos com propriedade antitumoral
dc.subjectBioactive compounds with antitumor propertieseng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
dc.titleDesenvolvimento de metodologias verdes e sustentáveis para a obtenção de agentes quimioterápicos a partir de resíduos de processamento de manga (Mangifera indica L.)
dc.title.alternativeDevelopment of green and sustainable methodologies for obtaining chemotherapeutic agents from mango (Mangifera indica L.) processing wasteeng
dc.typeTese

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