Processamento de argilas visando o combate dos efeitos tóxicos causados pela aflatoxina B1

Abstract

Bentonitas são argilas que, devido às suas características estruturais, abundância na natureza e baixo custo, são amplamente aplicadas na indústria farmacêutica e de alimentos. Em contato com o corpo estas partículas argilominerais são eficientes para melhoria da saúde, sendo capazes de reduzir os efeitos colaterais de diferentes fármacos e/ou toxinas. Tais efeitos estão relacionados às propriedades químicas destes materiais, as quais podem variar de acordo com o local de extração e/ou de acordo com tratamentos físico-químico que podem ser realizados. Neste contexto, a proposta deste estudo foi caracterizar e realizar tratamentos térmicos (nas temperaturas de 125 a 1000 oC) e organofílicos - com cloreto de benzalcônio (BAC) e brometo de cetrimônio (CTAB) - sobre partículas de bentonita extraídas da região Sul do Estado de Santa Catarina, com o intuito de avaliar a influência destes novos materiais gerados sobre a capacidade de adsorção da micotoxina aflatoxina B1 (AFB1). Não obstante, este trabalho também buscou avaliar a toxicidade e potencial terapêutico dos materiais desenvolvidos utilizando, para tal finalidade, células-tronco da crista neural (CN) como modelo de estudo. Os resultados de caracterização demostraram que a bentonita in natura é constituída principalmente por SiO2 (68,14%), Al2O3 (18,04%), Fe2O3 (2,80%), K2O (2,85%), apresentando percentuais abaixo de 1% de MnO, MgO, CaO, Na2O, TiO2 e P2O5. Os tratamentos térmicos propiciaram transformações nas fases mineralógicas, área superficial, tamanho de poro, estabilidade térmica e distância interlamelar, sendo que estas modificações afetaram a capacidade de adsorção das partículas de bentonita, as quais foram reduzidas progressivamente com o aumento da temperatura. Diferentemente, os tratamentos com sais quaternários de amônio (BAC e CTAB) foram capazes de aumentar a capacidade de adsorção de AFB1, a qual passou de 27,3% (bentonita in natura) para 55,24 e 77,88% para as amostras de bentonitas tratadas com 2% de brometo de cetrimônio a 60 oC (CTAB302) e 2% de cloreto de benzalcônio a 60 oC (BAC302), respectivamente. Os materiais produzidos não apenas foram atóxicos para as células-tronco da CN na concentração de 0,6 mg/mL, como também foram capazes de proteger estas células contra os danos causados pela AFB1. Os processos de organofilização, inclusive, foram os mais eficientes, sendo capazes de impedir os danos celulares provocados por esta toxina (AFB1). Todos estes resultados, obtidos in vitro, não apenas contribuirão para uma melhor compreensão do mecanismo de ligação da bentonita com a AFB1, como também serão importantes para o desenvolvimento de novos fármacos e/ou materiais mais eficazes para mitigação e/ou eliminação de diferentes agentes tóxicos presentes nas dietas fornecidas aos humanos e/ou animais.<br>

Abstract: Due to their structural characteristics, bentonites are clays that can be found in abundance in nature, have low cost, and are widely applied in the pharmaceutical and food industries. When in contact with the human body, these clay particles are effective in improving health, reducing side effects of different drugs and / or toxins. Such effects are associated with the chemical properties of these materials, which may vary depending on the extraction site and / or on the physical and chemical treatments they are submitted to. Moreover, this present research aimed to characterize and conduct heat treatment (at temperatures 125-1000°C) and organophilic treatment - (with benzalkonium chloride, BAC, and bromide cetrimonium, CTAB) - on bentonite particles extracted from the southern region of the State of Santa Catarina, in Brazil, in order to assess how these new materials may affect the adsorption capacity of mycotoxin aflatoxin B1 (AFB1). In addition, this work aimed to assess the toxicity and therapeutic potential of produced materials, by using neural crest stem cells (NC) as reference. Characterization results showed that in natura bentonite consists mainly of SiO2 (68.14%), Al2O3 (18.04%), Fe2O3 (2.80%), K2O (2.85%), showing percentages below 1% of MnO, MgO, CaO, Na2O, TiO2 e P2O5. Thermal treatments provided changes in the mineralogical phases, surface area, pore size, thermal stability, and interlayer distance. Such changes have affected the adsorption capacity of bentonite particles, which were progressively reduced with increasing temperature. In contrast, treatments with quaternary ammonium salts (BAC and CTAB) were able to increase the adsorption capacity of AFB1, which rose from 27.3% (in natura bentonite) to 55.24; and 77.88% for samples of bentonites treated with 2% of cetrimonium bromide at 60 oC (CTAB302) and 2% of benzalkonium chloride at 60 oC (BAC302), respectively. The materials produced were not only non-toxic to the CN stem cells at a concentration of 0.6 mg/mL, they were also able to protect these cells from any damage caused by AFB1. The organophilization processes were the most efficient, since they were able to prevent cell damage caused by that toxin (AFB1). All of such results, found in vitro, not only could contribute to a better understanding of the bentonite linkagemechanism with AFB1, but could also aid on the development of new drugs and / or more effective materials for moderating and / or removing several toxic agents existing in diets fed to humans and / or animals.