آنتوسیانین‌ها رنگدانه‌هایی هستند که در اکثر گونه‌های گیاهی یافت می‌شوند و مسؤول رنگ قرمز، بنفش و آبی بسیاری از گل‌ها، میوه‌ها (مانند توت سیاه، توت فرنگی و انگور) و سبزیجات (مانند کلم قرمز) هستند.

آنها به دلیل خواص آنتی اکسیدانی، ضدالتهابی و ضدسرطانی که به محافظت در برابر بیماری‌های مختلف کمک می‌کنند، به طور گسترده مورد مطالعه و ارزیابی قرار گرفته‌اند. بنابراین آنتوسیانین‌ها پتانسیل قابل توجهی برای گنجاندن در فرمول‌های دارویی جدید، مکمل‌های غذایی و محصولات غذایی، هم برای غنی‌سازی و هم به عنوان رنگ‌های طبیعی ارائه می‌دهند.

با این حال، آنتوسیانین‌ها به شرایط محیطی مانند pH، دما، نور و اکسیژن بسیار حساس هستند و به دلیل عملکرد آنزیم‌های گوارشی و میکروبیوتای روده به سرعت در دستگاه گوارش دچار زوال می‌شوند، به طوری که فراهمی زیستی آنها محدود است.

سیکلا کی‌روسلز از محققان این پروژه در دانشکده علوم دارویی دانشگاه سائوپائولو (FCF-USP) برزیل می‌گوید: چند مطالعه قبلی نشان داده بود که وقتی آنتوسیانین‌ها به صورت خوراکی مصرف می‌شوند، مقدار بسیار کمی از آنها جذب می‌شود و تنها برای مدت بسیار کوتاهی در ارگانیسم باقی می‌ماند.

به همین دلیل، این مطالعه بر ارزیابی استفاده از نانوکپسوله کردن برای بهبود فراهمی زیستی آنتوسیانین‌ها و اطمینان از تحویل آنها به اندام‌ها یا بافت‌های هدف متمرکز شد.

ژوآئو پائولو  می‌گوید: به لطف تلاش‌های جمعی محققان در FCF-USP و همکاری محققانی در سایر مؤسسات در برزیل و اروپا، ما کشف کردیم که کپسوله‌سازی آنتوسیانین‌ها در ذرات نانومتری پوشیده شده با پکتین (یک پلی ساکارید استخراج‌شده از پوست مرکبات) و لیزوزیم (آنزیم جدا شده: سفیده تخم‌مرغ) شبکه‌ای تشکیل می‌دهد که از این ترکیب محافظت می‌کند.

محققان ابتدا آنتوسیانین را از توت سیاه استخراج و خالص کردند. سپس روشی را برای نشان‌گذاری آنتوسیانین از طریق یک واکنش شیمیایی پایدار ایجاد کردند. این بخش از پروژه با مشارکت دانشمندان مؤسسه تحقیقات هسته‌ای و انرژی (IPEN، بازوی دولت برزیل) انجام شد. برچسب‌گذاری رادیویی شامل جایگزینی اتم‌های کربن با ایزوتوپ‌های کربن است تا بتوان مولکول مورد نظر را به راحتی با تجهیزات تصویربرداری ردیابی کرد.

سپس آنتوسیانین کپسوله شد و به صورت خوراکی به موش‌ها تزریق شد. محققان از توموگرافی کامپیوتری برای تجزیه و تحلیل توزیع زیستی و فراهمی زیستی نانو آنتوسیانین کپسوله شده در موش‌ها در مقایسه با آنتوسیانین آزاد، از جمله آزاد شدن از دستگاه گوارش به جریان خون و تحویل به بافت‌های خاص پس از جذب استفاده کردند.

نتایج نشان داد که نانوساختارهای دارای آنتوسیانین کپسوله شده به آرامی در دستگاه گوارش حرکت کرده و برای مدت قابل توجهی در ارگانیسم باقی می‌مانند. جذب کارآمد بود و به بافت‌های هدف رسید. در مورد آنتوسیانین بدون کپسول، جذب ناکافی و توزیع زیستی محدود بود، زمان ماندگاری این مواد در ارگانیسم نسبتاً کوتاه و دفع سریع بود.

روزالز گفت: ما همچنین از مدل‌های رایانه‌ای برای کمک به درک چگونگی آزاد شدن ماده موجود در نانوساختارها از دستگاه گوارش در پاسخ به محرک‌های فیزیولوژیکی استفاده کردیم.