História das ciclodextrinas: uma longa história resumida
As ciclodextrinas são oligômeros cíclicos de glicose que ocorrem naturalmente a partir da degradação enzimática dos polissacarídeos mais essenciais, o amido. Eles são conhecidos há quase 130 anos, mas realmente fizeram seu avanço na década de 1980, com as primeiras aplicações nas indústrias farmacêutica e alimentícia. Desde a década de 1980, o número total de publicações e patentes sobre ciclodextrinas ultrapassa 53.000.
1891-1936: O período da descoberta
Sua história começa na França em 1891, quando Antoine Villiers, farmacêutico e químico, publica a primeira referência às ciclodextrinas. Villiers estava trabalhando na ação de enzimas em vários carboidratos e descreveu que, sob certas condições, o amido de batata pode fermentar para produzir principalmente dextrinas sob a ação de Bacillus amylobacter. O termo dextrinas já havia sido utilizado na época para descrever os produtos de degradação do amido. Villiers propôs nomear esta substância cristalina como “celulosina” devido às suas semelhanças com a celulose [1].
Alguns anos mais tarde, o “Pai Fundador” da química da ciclodextrina, Franz Schardinger, um microbiologista austríaco, isolou um microrganismo (Bacillus macerans) que produzia reprodutivelmente duas substâncias cristalinas distintas quando cultivado num meio contendo amido [2]. Ele identificou esses dois tipos de polissacarídeos, como dextrina cristalina A e dextrina cristalina B, e deu a primeira descrição detalhada da preparação e separação dessas duas dextrinas.
1936–1970: O período de exploração
De 1911 a 1935 veio um período de dúvidas e divergências e foi somente em meados da década de 1930 que a pesquisa sobre dextrinas se desenvolveu novamente.
O período de exploração foi marcado pelos numerosos resultados obtidos por Freudenberg e French sobre a estrutura das moléculas de “dextrina de Schardinger”. Na década de 1940, Freudenberg e seus colegas descobriram o γ-CD e posteriormente resolveram a estrutura dos oligossacarídeos cíclicos das moléculas de ciclodextrinas.
1950–1970: O período de maturação
Depois de descobrir a viabilidade de preparar complexos de inclusão de ciclodextrinas, Freudenberg, Cramer e Plieninger publicaram a primeira patente relacionada ao CD em 1953, relativa às aplicações de ciclodextrinas em formulações farmacêuticas iniciando sua transição da pesquisa acadêmica para aplicações industriais, como parte de nossa rotina diária. vidas [3].
1970-Hoje: O período de inscrição
A partir de 1970, o interesse pelas ciclodextrinas aumentou. Desde então, fomos apresentados a inúmeras aplicações industriais e farmacêuticas, ao mesmo tempo que se acumulava uma impressionante literatura científica e se registava um aumento nos registos de patentes. Hoje em dia, as ciclodextrinas ainda fascinam os investigadores e, todos os anos, mais de 2.000 publicações, incluindo artigos e capítulos de livros, são dedicadas às ciclodextrinas [4].
Aplicações de Ciclodextrinas
As ciclodextrinas e seus derivados, devido à sua biocompatibilidade e versatilidade, apresentam uma ampla variedade de aplicações. Eles têm sido amplamente utilizados nas indústrias têxtil e farmacêutica, bem como na agroquímica, tecnologia de alimentos, biotecnologia, catálise e cosméticos.
As ciclodextrinas têm sido abundantemente exploradas no campo dos medicamentos para o projeto de vários sistemas de administração de medicamentos. Eles são predominantemente conhecidos como agentes que aumentam a estabilidade e aumentam a solubilidade em água e a biodisponibilidade de compostos ativos e porções. Eles foram reconhecidos como excipientes farmacêuticos úteis, enquanto desenvolvimentos recentes na pesquisa de ciclodextrina mostraram seu potencial como ingredientes farmacêuticos ativos (APIs) para o tratamento de diversas doenças (por exemplo, hipercolesterolemia, câncer, doença de Niemann-Pick Tipo C) [7].
Outras aplicações das ciclodextrinas incluem química analítica, química orgânica (síntese), química macromolecular (materiais), química de cliques, química supramolecular, membranas, tecnologia enzimática e nanotecnologia (nanopartículas/nanosesponjas para vários domínios). No entanto, as indústrias farmacêutica, alimentícia e cosmética permanecem como os principais mercados-alvo das ciclodextrinas [5].
Formação Complexa de Inclusão
A maioria dessas aplicações é possível devido à capacidade das ciclodextrinas de formar complexos de inclusão com uma ampla gama de compostos sólidos, líquidos e gasosos. Nestes complexos, as propriedades físico-químicas das moléculas hóspedes que estão temporariamente bloqueadas ou presas dentro da cavidade hospedeira (ciclodextrinas) são profundamente modificadas, oferecendo aumento de solubilidade, estabilização e outras propriedades benéficas [6].
Referências:
1. Crini G., (2014). Revisão: Uma História das Ciclodextrinas. Revisões Químicas, 114(21), 10940–10975. DOI:10.1021/cr500081p
2. Szejtli J., (2004). Passado, presente e futuro da pesquisa com ciclodextrina. Química Pura e Aplicada, 76(10), 1825–1845. DOI:10.1351/pac200476101825
3. Wüpper S., Lüersen K., Rimbach G., (2021). Ciclodextrinas, compostos naturais e bioativos vegetais - uma perspectiva nutricional. Biomoléculas. 11(3):401. DOI: 10.3390/biom11030401. PMID: 33803150; PMCID: PMC7998733.
4. Morin-Crini N., Fourmentin S., Fenyvesi É., Lichtfouse E., Torri G., Fourmentin M., Crini G., (2021). 130 anos de descoberta da ciclodextrina para saúde, alimentação, agricultura e indústria: uma revisão. Cartas de Química Ambiental, 19(3), 2581–2617. DOI:10.1007/s10311-020-01156-w
5. Crini G., Fourmentin S., Fenyvesi É., Torri G., Fourmentin M., & Morin-Crini N., (2018). Fundamentos e Aplicações das Ciclodextrinas. Fundamentos da ciclodextrina, reatividade e análise, 1–55. DOI:10.1007/978-3-319-76159-6_1
6. Singh M., Sharma R. e Banerjee U., (2002). Aplicações biotecnológicas das ciclodextrinas. Avanços em Biotecnologia, 20(5-6), 341–359. DOI:10.1016/s0734-9750(02)00020-4
7.Di Cagno M. (2016). O potencial das ciclodextrinas como novos ingredientes farmacêuticos ativos: uma breve visão geral. Moléculas, 22(1), 1. DOI:10.3390/molecules22010001
