Nanopartículas poliméricas funcionalizadas para direcionamento de fármacos : estudo físico-químico e aplicações no encapsulamento de fármacos anti-T. cruzi e anti-aterogênico.

Abstract

Neste trabalho foi realizado o estudo de caracterização físico-química de nanopartículas poliméricas (NP), produzidas a partir dos copolímeros do ácido polilático (PLA) ligados covalentemente ao polietilenoglicol (PEG). Foram utilizados polímeros com arquitetura do tipo dibloco (PLA-PEG) e tribloco (PLA-PEG-PLA), com ou sem funcionalização, ao longo da cadeia de PLA. Os grupamentos hidroxila, benzila foram inseridos ao longo da cadeia de PLA, os quais permitiram a funcionalização do polímero com um ligante para o receptor selectina-E (LSE), presente no endotélio dos vasos. Foram encapsulados dois fármacos: o itraconazol, representando a classe de fármacos azólicos com promissores resultados no tratamento da doença de Chagas experimental e uma nova substância sob investigação pré-clínica da classe das tiazolidinodionas (TZD), denominada Lyso-7, que vem apresentando resultados promissores na melhoria dos fatores associados a doenças cardiovasculares, como a aterosclerose. As nanoestruturas foram analisadas e caracterizadas quanto ao tamanho, índice de polidispersão (IP), potencial zeta e cinética de liberação in vitro. As análises morfológicas foram realizadas por microscopia de força atômica (MFA). Os resultados relacionados às nanoesferas (NS) mostram que foram obtidas populações monodispersas (IP<0,20) com tamanho médio variando entre 116 a 284 nm, antes e após a associação de 0,5 mg/mL de itraconazol. A utilização de copolímeros dibloco e tribloco conduziu a uma redução significativa no tamanho das partículas, 116 e 146 nm, respectivamente, quando comparado ao tamanho daquelas preparadas a partir do homopolímero PLA (206 nm). A redução de tamanho sugere a presença de cadeias de PEG organizadas na superfície das NS. A introdução de grupos hidroxila ou benzila induziu um aumentou significativo do tamanho médio das NS para 151 nm e 284 nm, respectivamente, indicando aumento do volume interno da matriz polimérica para acomodação de grupamentos funcionais volumosos. A redução significativa do potencial zeta em aproximadamente -16 mV para todas as formulações, após inclusão do itraconazol, sugere interferência do fármaco na organização superficial dos constituintes das NS. A porcentagem de encapsulação foi próxima de 100% para o itraconazol na concentração de 0,5 mg/mL. Observou-se a presença de um forte contraste nas imagens de fase, na superfície das NS contendo blocos de PEG, quando analisada por AFM, que é sugestivo da presença de um material macio. Esse contraste não foi observado em NS de homopolímero de PLA. As formulações contendo os polímeros Neste trabalho foi realizado o estudo de caracterização físico-química de nanopartículas poliméricas (NP), produzidas a partir dos copolímeros do ácido polilático (PLA) ligados covalentemente ao polietilenoglicol (PEG). Foram utilizados polímeros com arquitetura do tipo dibloco (PLA-PEG) e tribloco (PLA-PEG-PLA), com ou sem funcionalização, ao longo da cadeia de PLA. Os grupamentos hidroxila, benzila foram inseridos ao longo da cadeia de PLA, os quais permitiram a funcionalização do polímero com um ligante para o receptor selectina-E (LSE), presente no endotélio dos vasos. Foram encapsulados dois fármacos: o itraconazol, representando a classe de fármacos azólicos com promissores resultados no tratamento da doença de Chagas experimental e uma nova substância sob investigação pré-clínica da classe das tiazolidinodionas (TZD), denominada Lyso-7, que vem apresentando resultados promissores na melhoria dos fatores associados a doenças cardiovasculares, como a aterosclerose. As nanoestruturas foram analisadas e caracterizadas quanto ao tamanho, índice de polidispersão (IP), potencial zeta e cinética de liberação in vitro. As análises morfológicas foram realizadas por microscopia de força atômica (MFA). Os resultados relacionados às nanoesferas (NS) mostram que foram obtidas populações monodispersas (IP<0,20) com tamanho médio variando entre 116 a 284 nm, antes e após a associação de 0,5 mg/mL de itraconazol. A utilização de copolímeros dibloco e tribloco conduziu a uma redução significativa no tamanho das partículas, 116 e 146 nm, respectivamente, quando comparado ao tamanho daquelas preparadas a partir do homopolímero PLA (206 nm). A redução de tamanho sugere a presença de cadeias de PEG organizadas na superfície das NS. A introdução de grupos hidroxila ou benzila induziu um aumentou significativo do tamanho médio das NS para 151 nm e 284 nm, respectivamente, indicando aumento do volume interno da matriz polimérica para acomodação de grupamentos funcionais volumosos. A redução significativa do potencial zeta em aproximadamente -16 mV para todas as formulações, após inclusão do itraconazol, sugere interferência do fármaco na organização superficial dos constituintes das NS. A porcentagem de encapsulação foi próxima de 100% para o itraconazol na concentração de 0,5 mg/mL. Observou-se a presença de um forte contraste nas imagens de fase, na superfície das NS contendo blocos de PEG, quando analisada por AFM, que é sugestivo da presença de um material macio. Esse contraste não foi observado em NS de homopolímero de PLA. As formulações contendo os polímeros Neste trabalho foi realizado o estudo de caracterização físico-química de nanopartículas poliméricas (NP), produzidas a partir dos copolímeros do ácido polilático (PLA) ligados covalentemente ao polietilenoglicol (PEG). Foram utilizados polímeros com arquitetura do tipo dibloco (PLA-PEG) e tribloco (PLA-PEG-PLA), com ou sem funcionalização, ao longo da cadeia de PLA. Os grupamentos hidroxila, benzila foram inseridos ao longo da cadeia de PLA, os quais permitiram a funcionalização do polímero com um ligante para o receptor selectina-E (LSE), presente no endotélio dos vasos. Foram encapsulados dois fármacos: o itraconazol, representando a classe de fármacos azólicos com promissores resultados no tratamento da doença de Chagas experimental e uma nova substância sob investigação pré-clínica da classe das tiazolidinodionas (TZD), denominada Lyso-7, que vem apresentando resultados promissores na melhoria dos fatores associados a doenças cardiovasculares, como a aterosclerose. As nanoestruturas foram analisadas e caracterizadas quanto ao tamanho, índice de polidispersão (IP), potencial zeta e cinética de liberação in vitro. As análises morfológicas foram realizadas por microscopia de força atômica (MFA). Os resultados relacionados às nanoesferas (NS) mostram que foram obtidas populações monodispersas (IP<0,20) com tamanho médio variando entre 116 a 284 nm, antes e após a associação de 0,5 mg/mL de itraconazol. A utilização de copolímeros dibloco e tribloco conduziu a uma redução significativa no tamanho das partículas, 116 e 146 nm, respectivamente, quando comparado ao tamanho daquelas preparadas a partir do homopolímero PLA (206 nm). A redução de tamanho sugere a presença de cadeias de PEG organizadas na superfície das NS. A introdução de grupos hidroxila ou benzila induziu um aumentou significativo do tamanho médio das NS para 151 nm e 284 nm, respectivamente, indicando aumento do volume interno da matriz polimérica para acomodação de grupamentos funcionais volumosos. A redução significativa do potencial zeta em aproximadamente -16 mV para todas as formulações, após inclusão do itraconazol, sugere interferência do fármaco na organização superficial dos constituintes das NS. A porcentagem de encapsulação foi próxima de 100% para o itraconazol na concentração de 0,5 mg/mL. Observou-se a presença de um forte contraste nas imagens de fase, na superfície das NS contendo blocos de PEG, quando analisada por AFM, que é sugestivo da presença de um material macio. Esse contraste não foi observado em NS de homopolímero de PLA. As formulações contendo os polímeros tribloco, dibloco e PLA liberaram aproximadamente 90, 75 e 40% do fármaco, respectivamente, após 24h com perfis que obedecem ao modelo de liberação descrito por Higuchi. Foram também desenvolvidas nanocápsulas (NC) com núcleo oleoso para encapsulamento da Lyso-7. Os copolímeros dibloco e tribloco também induziram redução significativa (p < 0,05) do tamanho das NC, 214 nm e 181 nm, respectivamente, quando comparado ao tamanho médio das NC de PLA, 295 nm. A introdução de grupos hidroxila ou benzila induziu o aumento do tamanho médio das NC para 225 nm e 227 nm, respectivamente, como também observado para as NS. A associação da Lyso-7 a 0,5 mg/mL, induziu um aumento do tamanho médio das NC, para 240 e 212 nm, com os polímeros dibloco e tribloco, respectivamente. As NC funcionalizadas com LSE apresentaram tamanhos médios superiores aos das NC não funcionalizadas, 275 nm, o que está provavelmente relacionado à sua organização na interface, o que induziu variação no raio hidrodinâmico das NP. Foi realizado estudo farmacocinético da Lyso-7 livre e associada à NC de PLA. A área sob a curva, concentração versus tempo da Lyso-7 associada às NC aumentou 5,5 vezes em relação à Lyso-7 livre, sendo a depuração reduzida de 75,27 para 19,08 mL/min.Kg. Além disso, observou-se uma dramática diminuição dos efeitos tóxicos da Lyso-7 quando administrada por via intravenosa, aumentando-se a DL100 para valores superiores a 2,17 mg/Kg de camundongo. Os resultados apresentados neste estudo se mostraram promissores para posterior investigação do efeito das NP in vitro e in vivo em modelos experimentais de inflamação crônica de tecidos, especialmente associados à doença de chagas e à aterosclerose.