O estresse oxidativo é um dos principais fatores associados ao processo de envelhecimento, com o desenvolvimento de patologias e alterações estéticas. A maioria dos organismos que vivem em aerobiose apresenta mecanismos naturais contra o excesso de radicais livres reduzindo o estresse oxidativo. Esses mecanismos envolvem enzimas responsáveis pela neutralização de espécies reativas de oxigênio como a catalase, assim sendo, a administração tópica dessa enzima se torna atrativa para evitar o envelhecimento cutâneo. Contudo, por se tratar de uma biomolécula, a catalase é propensa à degradação e consequentemente apresenta baixa meia-vida. Ademais, sua penetração na pele pode ser dificultada devido ao tamanho e hidrofilicidade. Neste trabalho estudamos a utilização de métodos que permitem aumento da estabilidade da catalase a longo prazo e/ou de sua penetração através da pele, sendo, então, capaz de promover aumento da eficácia. Os métodos estudados foram a encapsulação da catalase em polimerossomas de Pluronic^® L121 (PEO₅-PPO₆₂- PEO₅) e a peguilação da enzima. A enzima de grau alimentício obtida comercialmente foi purificada por precipitação induzida por sulfato de amônio com um rendimento de 128% em atividade enzimática e fator de purificação de 10,5. Os polimerossomas contendo a enzima apresentaram um diâmetro de partícula de 388 ± 221 nm, e PDI de 0,480 ± 0,23, com EE% de 2,3 % ± 0,9 %. A enzima foi peguilada com PEG de 20 e 40 kDa, com rendimentos de 52% ± 5%, e 44% ± 12%, respectivamente. Ensaios de difusão em células de Franz foram realizados com enzima peguilada (PEG-CAT), nanoencapsulada (PLCAT) e livre (CAT) visando observar a manutenção de sua atividade e a capacidade de penetração/permeação na pele. A formulação PEG-CAT 20 kDa demonstrou valores superiores de atividade em relação a PL-CAT no estrato córneo. Já no contexto geral (estrato córneo, epiderme viável e permeado), PLCAT promoveu atividade da enzima nas três camadas analisadas de forma uniforme. Ambas as formulações permearam todas as camadas da pele incrementando a atividade da enzima nativa no permeado. A formulação PEGCAT se demonstrou promissora para utilização tópica, enquanto a formulação PL-CAT demonstrou maiores vantagens visando um delivery transdérmico.

Oxidative stress is one of the main factors associated with ageing process, with the development of pathologies and aesthetic changes. Most aerobic organisms have natural mechanisms against excess free radicals, reducing oxidative stress. These mechanisms involve enzymes responsible for neutralizing reactive species of oxygen, such as catalase, and its topical administration becomes attractive to prevent skin aging. However, as a biomolecule catalase is prone to degradation and therefore has a low half-life. In addition, its penetration into skin may be difficult due to the large size and hydrophilicity. Thus, in this work we investigated methods that allow increased long-term stability of catalase and/or its penetration through the skin, aiming at increased effectiveness. The methods studied were catalase encapsulation into Pluronic^® L121 (PEO₅-PPO₆₂-PEO₅) polymerosomes and enzyme pegylation. The commercially obtained food grade enzyme was purified by induced precipitation by ammonium sulfate, with a yield of 128% in enzymatic activity and purification factor of 10.5. The catalase loaded polymerosomes presented particle diameter of 388 ± 221 nm, and PDI of 0.480 ± 0.23, with EE% of 2.3% ± 0.9%. The enzyme was pegylated with 20 and 40 kDa PEGs, with yields of 52% ± 5%, and 44% 12%, respectively. Diffusion tests in Franz cells were carried out with the pegylated (PEG-CAT), the nanoencapsulated (PL-CAT) and the free enzyme (CAT) to investigate the activity and skin penetration/permeation. The PEG-CAT 20 kDa demonstrated higher values of activity in the stratum corneum compared to PL-CAT. However, the PL-CAT promoted enzyme activity in all layers uniformly. Both formulations permeated all skin layers and increased the activity of the native enzyme in the permeate. PEG-CAT formulation has been worthwhile to topical use, while PL-CAT formulation has showed advantages for transdermal delivery.