Chitosan-alginate microcapsules: A strategy for improving stability and antibacterial potential of bovine Lactoferrin
- Autores
- Cots, Agustina; Camacho, Nahuel Matías; Palma, Santiago Daniel; Alustiza, Fabrisio Eduardo; Pedraza, María del Luján; Bonino, Facundo; Carreño, Joel; Flores Bracamonte, Carolina; Acevedo, Diego; Bozzo, Andrea; Bellingeri, Romina
- Año de publicación
- 2025
- Idioma
- inglés
- Tipo de recurso
- artículo
- Estado
- versión publicada
- Descripción
- Lactoferrin, a multifunctional glycoprotein with significant biological properties, presents significant potential for the prevention and treatment of infectious diseases. However, the effectiveness of oral Lactoferrin is limited by its susceptibility to degradation in harsh stomach conditions, reducing its bioavailability and therapeutic efficacy. To address this challenge, this study employs Chitosan/Alginate microparticles to enhance Lactoferrin stability and antibacterial activity. Microparticles were synthesized through external ionic gelation and thoroughly characterized. Chitosan/Alginate microparticles were significantly smaller than Alginate microparticles, with a high loading efficiency of 93.65 %. Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy confirmed the successful incorporation of Lactoferrin. Release studies demonstrated minimal Lactoferrin release in simulated gastric fluid, while a controlled release was observed in simulated intestinal fluid. Notably encapsulated Lactoferrin retained its structural integrity after exposure to simulated gastrointestinal conditions. Antibacterial assay against Escherichia coli showed that Chitosan/Alginate microcapsules maintain Lactoferrin antibacterial activity after its passage through simulated gastrointestinal conditions. Furthermore, FT-IR spectroscopy and zeta-potential analysis provided novel insights into the mechanism of Lactoferrin's interaction with bacterial LPS, highlighting its ability to destabilize bacterial membrane of this Escherichia coli strain. These findings underscore the Chitosan/Alginate system as a promising strategy for enhancing the therapeutic potential of Lactoferrin.
EEA Marcos Juárez
Fil: Cots, Agustina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias Veterinarias; Argentina
Fil: Cots, Agustina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Instituto de Ciencias Veterinarias; Argentina
Fil: Camacho, Nahuel Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentina
Fil: Camacho, Nahuel Matías. Universidad Nacional de Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentina
Fil: Palma, Santiago D. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentina
Fil: Palma, Santiago D. Universidad Nacional de Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentina
Fil: Alustiza, Fabrisio Eduardo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; Argentina
Fil: Pedraza, Lujan. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; Argentina
Fil: Bonino, Facundo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Agronomía y Veterinaria. Departamento de Ciencias Básicas; Argentina
Fil: Carreño, Joel. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Agronomía y Veterinaria. Departamento de Ciencias Básicas; Argentina
Fil: Flores Bracamonte, Carolina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina
Fil: Flores Bracamonte, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina
Fil: Acevedo, Diego. Universidad Nacional de Río Cuarto. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina
Fil: Acevedo, Diego. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina
Fil: Bozzo, Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias Veterinarias; Argentina
Fil: Bozzo, Andrea. Universidad Nacional de Río Cuarto. Instituto de Ciencias Veterinarias; Argentina
Fil: Bellingeri, Romina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina
Fil: Bellingeri, Romina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina - Fuente
- International Journal of Biological Macromolecules 307 (Part 2) : 141870. (May 2025)
- Materia
-
Lactoferrina
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Glycoproteins - Nivel de accesibilidad
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Microparticles were synthesized through external ionic gelation and thoroughly characterized. Chitosan/Alginate microparticles were significantly smaller than Alginate microparticles, with a high loading efficiency of 93.65 %. Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy confirmed the successful incorporation of Lactoferrin. Release studies demonstrated minimal Lactoferrin release in simulated gastric fluid, while a controlled release was observed in simulated intestinal fluid. Notably encapsulated Lactoferrin retained its structural integrity after exposure to simulated gastrointestinal conditions. Antibacterial assay against Escherichia coli showed that Chitosan/Alginate microcapsules maintain Lactoferrin antibacterial activity after its passage through simulated gastrointestinal conditions. Furthermore, FT-IR spectroscopy and zeta-potential analysis provided novel insights into the mechanism of Lactoferrin's interaction with bacterial LPS, highlighting its ability to destabilize bacterial membrane of this Escherichia coli strain. These findings underscore the Chitosan/Alginate system as a promising strategy for enhancing the therapeutic potential of Lactoferrin.EEA Marcos JuárezFil: Cots, Agustina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias Veterinarias; ArgentinaFil: Cots, Agustina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Instituto de Ciencias Veterinarias; ArgentinaFil: Camacho, Nahuel Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Camacho, Nahuel Matías. Universidad Nacional de Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Palma, Santiago D. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Palma, Santiago D. Universidad Nacional de Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; ArgentinaFil: Alustiza, Fabrisio Eduardo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Pedraza, Lujan. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; ArgentinaFil: Bonino, Facundo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Agronomía y Veterinaria. Departamento de Ciencias Básicas; ArgentinaFil: Carreño, Joel. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Agronomía y Veterinaria. Departamento de Ciencias Básicas; ArgentinaFil: Flores Bracamonte, Carolina. Universidad Nacional de Río Cuarto. 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Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; ArgentinaElsevier2026-01-05T11:29:11Z2026-01-05T11:29:11Z2025-05info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/20.500.12123/24872https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S01418130250242130141-81301879-0003https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.141870International Journal of Biological Macromolecules 307 (Part 2) : 141870. 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Lactoferrin, a multifunctional glycoprotein with significant biological properties, presents significant potential for the prevention and treatment of infectious diseases. However, the effectiveness of oral Lactoferrin is limited by its susceptibility to degradation in harsh stomach conditions, reducing its bioavailability and therapeutic efficacy. To address this challenge, this study employs Chitosan/Alginate microparticles to enhance Lactoferrin stability and antibacterial activity. Microparticles were synthesized through external ionic gelation and thoroughly characterized. Chitosan/Alginate microparticles were significantly smaller than Alginate microparticles, with a high loading efficiency of 93.65 %. Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy confirmed the successful incorporation of Lactoferrin. Release studies demonstrated minimal Lactoferrin release in simulated gastric fluid, while a controlled release was observed in simulated intestinal fluid. Notably encapsulated Lactoferrin retained its structural integrity after exposure to simulated gastrointestinal conditions. Antibacterial assay against Escherichia coli showed that Chitosan/Alginate microcapsules maintain Lactoferrin antibacterial activity after its passage through simulated gastrointestinal conditions. Furthermore, FT-IR spectroscopy and zeta-potential analysis provided novel insights into the mechanism of Lactoferrin's interaction with bacterial LPS, highlighting its ability to destabilize bacterial membrane of this Escherichia coli strain. These findings underscore the Chitosan/Alginate system as a promising strategy for enhancing the therapeutic potential of Lactoferrin. EEA Marcos Juárez Fil: Cots, Agustina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias Veterinarias; Argentina Fil: Cots, Agustina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Instituto de Ciencias Veterinarias; Argentina Fil: Camacho, Nahuel Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentina Fil: Camacho, Nahuel Matías. Universidad Nacional de Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentina Fil: Palma, Santiago D. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentina Fil: Palma, Santiago D. Universidad Nacional de Córdoba. Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología Farmacéutica; Argentina Fil: Alustiza, Fabrisio Eduardo. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; Argentina Fil: Pedraza, Lujan. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Marcos Juárez; Argentina Fil: Bonino, Facundo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Agronomía y Veterinaria. Departamento de Ciencias Básicas; Argentina Fil: Carreño, Joel. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Agronomía y Veterinaria. Departamento de Ciencias Básicas; Argentina Fil: Flores Bracamonte, Carolina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina Fil: Flores Bracamonte, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina Fil: Acevedo, Diego. Universidad Nacional de Río Cuarto. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina Fil: Acevedo, Diego. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina Fil: Bozzo, Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Ciencias Veterinarias; Argentina Fil: Bozzo, Andrea. Universidad Nacional de Río Cuarto. Instituto de Ciencias Veterinarias; Argentina Fil: Bellingeri, Romina. Universidad Nacional de Río Cuarto. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina Fil: Bellingeri, Romina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Tecnologías Energéticas y Materiales Avanzados; Argentina |
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