Apresentação de trabalhos – II Workshop UFPR CAPES-PrInt

Durante o II Workshop UFPR CAPES-PrInt: New Perspectives in Nanotechnology for Pharmaceutical Sciences teremos espaço para a apresentação de trabalhos. Estes, abordam a temática e/ou incluem aspectos de nanotecnologia.

Confira os trabalhos selecionados abaixo!

Palestrante: Alice Vitoria Frota Reis

Alice é farmacêutica formada pela Universidade Federal do Ceará (UFC) e mestranda do Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas (PPGCF) da instituição. Atuou no desenvolvimento de lipossomas anti-EGFR aplicáveis à terapia fotodinâmica (TFD) do câncer de pele e do câncer de mama, e colaborou com projetos focados no desenvolvimento de nanocarreadores responsivos a estímulos sob a orientação da professora Dra. Raquel Petrilli e do professor Dr. Josimar Eloy. Atualmente, trabalha na pesquisa de biomarcadores nanoestruturados para o câncer colorretal. Possui artigos publicados em revistas qualis A1 e A3 na área de drug delivery, nanotecnologia e câncer, e um capítulo de livro, publicado pela editora Springer Nature, acerca de anticorpos monoclonais voltados para a funcionalização de nanocarreadores aplicados ao tratamento do câncer.

Palavras-chave: liposomes; topical route; photodynamic therapy.

Abstract: Introduction: Chloroaluminum phthalocyanine (AlClPc) is a metallic derivative of second-generation photosensitizers that exhibits long-lived high triplet oxygen yield and absorptive spectrum within the therapeutic window of light (650-780 nm), making it a promising photosensitizer for topical photodynamic therapy (PDT) of non-melanoma skin cancer. However, the main obstacle is its high hydrophobicity and, consequently, tendency to aggregation in an aqueous medium, which mitigate its photosensitizing property and make its direct administration unfeasible. Therefore, it is hypothesized that the encapsulation of AlClPc in liposomes with a chemical penetration promoter can enhance its cutaneous penetration and reactive oxygen species (ROS) production. Objective: In this study, we aimed to develop, characterize and investigate the in vitro cutaneous penetration of AlClPc in liposomes containing oleic acid (OA). Methods: Liposomal composition was determined using 33 Box-Behnken design. The independent variables chosen were the levels of OA, AlClPc, and cholesterol in the liposomes, and the dependent variables were size, encapsulation efficiency (EE%) and polydispersity index (PdI). Liposomes were produced by the lipid film hydration method, and particle size, zeta potential (ZP) and PdI were determined by dynamic light scattering. The EE% was evaluated by the direct method, defined by the ratio between the portion of encapsulated drug and the total fraction added to the formulation. The quantification of AlClPc was performed by spectrofluorimetry with λex of 615 nm and λem 635-750nm, following previously validated methodology. The investigation of the production of ROS was carried out indirectly, by monitoring the absorbance decay at 405 nm of 1,3- diphenylisobenzofuran (DPBF), added to the formulation, after 10 consecutive cycles of light irradiation by 3 min at 630 nm using a 0.7W laser, totaling 4J/cm2 of energy. For the cutaneous penetration studies, full thickness skin from ears of freshly slaughtered pigs arranged in Franz diffusion cells (n=8) were used with polysorbate 80 in phosphate buffer pH 7.4 (2%) as a receptor solution (RS), while the donor compartment (DC) was filled with liposomal dispersion or a solution of AlClPc in propylene glycol, as a control. The diffusion cells were maintained under continuous agitation at 37°C for 24 hours. Then, the stratum corneum (SC) was removed using the tape stripping technique, while the remaining skin, corresponding to the viable epidermis and dermis (VE+D), was cut into small pieces. For extracting the drug from the two portions, dimethylsulfoxide was used. Then, the SC was submitted to an ultrasonic bath, while the VE+D was processed in an ultra-turrax and centrifuged. Together with the RS content, the samples were filtered and analyzed in a spectrofluorimeter. Results: The optimized liposomal dispersion obtained through the experimental design showed a size of 153.20 ±13.39 nm (26% error), PdI of 0.309 ± 0.03 (14% error), EE% of 69.09 ± 3.31% (4% error) and ZP of -15.24 mV. In the ROS detection assay, the DPBF absorbance dropped by approximately 20% in the AlClPc solution group, and by 76% for the liposomes, indicating an almost 4-fold higher production of ROS by the nanocarriers. The penetration assay did not generate detectable drug concentrations in the RC. However, AlClPc encapsulation increased by 180x and 18x, approximately, its concentration in SC and VE+D, respectively (p < 0.0001). Conclusions: In short, the quality by design strategy was successfully used to obtain formulations with physical-chemical characteristics suitable for topical application. AlClPc encapsulation severely increased its accumulation in the upper layers of the skin and considerably potentiated its photosensitizing activity, corroborating the therapeutic potential of liposomes for PDT of skin cancer.

Palestrante: Ana Carolina Cruz de Sousa

Ana é farmacêutica graduada pela Universidade Federal do Ceará (UFC), mestranda do Programa de pós-graduação em Ciências Farmacêuticas (PPGCF) da Universidade Federal do Ceará e integrante do Grupo de pesquisa em Nanotecnologia Farmacêutica (GPNANO). Tem experiência de mais de 5 anos com ênfase na área de Tecnologia e Nanotecnologia farmacêutica no âmbito da elaboração e caracterização de nanopartículas para o tratamento de doenças. Atualmente desenvolve pesquisa com desenvolvimento de lipossomas vetorizados com anticorpo monoclonal anti-EGFR encapsulados com cabazitaxel para liberação sítio específica e aplicações em câncer de próstata metastático sob orientação do Prof. Dr. Josimar Eloy e coorientação da professora Dra. Cláudia do Ó Pessoa. Possui artigo publicado em revista qualis A1 com ênfase em nanocarreadores responsivos a estímulos, capítulo de livro na editora Springer Nature com ênfase em anticorpos monoclonais em nanossistemas como Estratégia de Tratamento do Câncer e duas patentes depositadas a cerca de imunoliposssomas pH sensíveis anti-EGFR para liberação de docetaxel e imunolipossomas anti-EGFR para liberação de cabazitaxel em câncer de próstata.

Palavras-chave: cabazitaxel; imunolipossoma; EGFR.

Abstract: Introduction: Prostate cancer is the most common non-cutaneous malignancy in men in the world, whose treatment may have limited effectiveness, due to the mechanism of resistance to multiple drugs, present side effects due to lack of selectivity and direction, in addition to causing hypersensitivity effects to patients. Thus, the application of nanostructured drug delivery systems becomes a possible solution to these challenges. Liposomes are amphiphilic nanocarriers that provide many benefits. The incorporation of ligands, monoclonal antibodies, on the surface of liposomes, generating immunoliposomes, is an innovative and potential alternative in the selective delivery of drugs in a tumor environment. In this sense, immunoliposomes functionalized with anti-EGFR monoclonal antibody encapsulated with cabazitaxel are the target of the present study in order to minimize the cytotoxicity of the drug in normal tissues, reducing side effects and improving the delivery of the nanocarrier system developed in CaP cells, which overexpress EGFR . Objectives: In the present work, the objective is the development of immunoliposomes functionalized with cetuximab and encapsulated with cabazitaxel that present satisfactory physicochemical characterizations, in addition to in vitro evaluations of the structure and integrity of the antibody and interaction with the EGFR receptor. Methods: The nanocarriers were produced by the lipid film hydration method testing the lipids SPC (Soy Phosphatidylcholine), HSPC (Hydro Soy Phosphatidylcholine) and DSPC (1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine) and conjugated with cetuximab antibody , then they were characterized in terms of particle size, polydispersion index, zeta potential and encapsulation efficiency by UV-spectrophotometry. The efficiency of antibody conjugation was evaluated by the bicinchoninic acid reaction. The structure and integrity of the antibody conjugated to the surface of the nanoparticle was evaluated by SDS-PAGE and thermophoresis techniques. Finally, the interaction of the EGFR receptor antibody was evaluated both by ELISA and Western blot. Results: The developed immunoliposomes showed satisfactory physicochemical characteristics. Among the tested formulations (DSPC, SPC and HSPC) the one that presented the best characterizations was composed of the lipid SPC, with a particle size of 95± 3.97 nm, polydispersity index of 0.270±0.1 and zeta potential of -16 .4±1.18 mV, with a high percentage of cabazitaxel encapsulation, 89 ± 9.8%, but with a low percentage of conjugation efficiency, 39%. Electrophoresis under reducing conditions allowed identifying the presence of the antibody in the immunoliposomes, confirmed by the observation of the light (25 kDa) and heavy (50 kDa) chains of IgG, indicating the presence and success in the functionalization of the nanocarrier system. The inflection points generated by microscale thermophoresis showed that the immunoliposome formulations presented the presence of the monoclonal antibody without altering its structure and integrity. The antibody-to-receptor interaction by ELISA showed that the developed immunoliposome presented an interaction very similar to the free antibody (cetuximab), interacting with the receptor. The interaction by Western Blot allowed the visualization of the chains, showing that the formulations developed with conjugated antibody did not present impairment of their structure in the face of the conjugation process. Conclusion: In conclusion, the developed system showed good physicochemical characterizations, suitable for drug delivery, with preserved structure and integrity of the antibody and showing intense interaction between the antibody conjugated to the nanoparticle and the EGFR receptor.

Palestrante: Ellen Nobrega de Azevedo

Ellen é formada em engenharia química pela Faculdade Oswaldo Cruz e possui tecnólogo em cosméticos pela Faculdade de Tecnologia de São Paulo – Campus Diadema. Atualmente realizando mestrado em Ciências Farmacêuticas, na área de medicamentos e cosméticos, na Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto – USP/RP.

Palavras-chave: ferritina; sistemas de liberação de origem biológica; lipofílico.

Resumo: Nos últimos anos há um interesse crescente em sistemas de liberação de origem biológica para entrega de fármacos e materiais genéticos, como é o caso da ferritina, uma proteína composta por 24 subunidades que pode ser desorganizada de maneira reversível sob mudança de pH. Mais especificamente, a apoferritina, sua forma carecida de ferro, pode abrigar uma série de moléculas entre seus espaçamentos, e, somado a isso, suas maiores vantagens são o fato de apresentar baixa toxicidade, biodegradabilidade, possuir tamanho nanométrico na faixa de 8 – 12 nm, e por ser extremamente versátil podendo ser modulada em sua composição. Neste trabalho foi feita a associação entre a apoferritina e uma molécula lipídica, solubilizada em etanol, para liberação prolongada da mesma. Trabalhos anteriores já haviam desenvolvido formulações com moléculas lipídicas solubilizadas em etanol sendo preparadas neste sistema de liberação. Com o decorrer do trabalho, foi verificada a necessidade de compreender a influência do etanol na apoferritina, visto que este solvente orgânico, contendo o lipídio, é adicionado no preparo da formulação entre as etapas de desorganização e reorganização da proteína, e desta forma poderia comprometer o retorno de seu formato original. Para isto, foi realizado um gel de poliacrilamida a fim de avaliar a integridade da estrutura da apoferritina (Ft), observando sua massa molecular antes, durante e após o processo de alteração de pH. As amostras analisadas, todas na concentração final de 0,27 mg/mL, foram: Ft em tampão PBS 1x (a) e Ft em tampão PBS 1x e etanol (b), antes (pH 7,5), durante (pH 13) e após alteração de pH (retorno ao pH 7,5). Juntamente, a formulação final preparada nesta concentração contendo o lipídio também foi analisada. Os resultados mostram que há um retorno menor da estrutura da Ft à sua massa molecular original quando em presença do etanol, comparado ao que ocorre quando em presença apenas de solução tampão. Este resultado mostra uma possível influência do solvente no processo de desorganização das subunidades ou no impedimento da reorganização das mesmas.

Palestrante: Fabiano Yokaichiya

Fabiano é professor do departamento de física da Universidade Federal do Paraná (UFPR). Possui graduação em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal do Paraná (1995), mestrado em Física pela Universidade Estadual de Campinas (1997), especialização em Bioinformática pelo Laboratório Nacional de Computação Cientifica (LNCC), doutorado em Física pela Universidade Estadual de Campinas (2003), pós-doutorado pelo Laboratoire Louis Neel/CNRS (2005), pós-doutorado pelo National Synchrotron Light Source/BNL (2006) e pós-doutorado pelo Helmholtz-Zentrum-Berlin (2007-2010) e (2014-2019) e pós-doutorado pelo IPEN-Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (2013-2014). Trabalhou por dois anos no Laboratório Nacional de Luz Sincrotron como coordenador da linha de difração de pó, XPD. Tem experiência na área de Física, com ênfase em materiais magnéticos, propriedades magnéticas, sistemas cimentícios e sistemas biológicos (proteínas e carreadores de fármacos) atuando principalmente nos seguintes temas: luz síncrotron, difração magnética de raios-x, sistemas fortemente correlacionados, difração de raios-X e difração de nêutrons em sistemas policristalinos, espalhamento a baixo ângulo de raios-X (SAXS) e nêutrons (SANS) e tomografia de raios-X e nêutrons.

Palavras-chave: drug delivery systems; small angle X ray scattering; small angle neutron scattering.

Abstract: The use of X-ray and neutron techniques, especially with the advent of large synchrotron light sources, nuclear reactors and “spallation sources” dedicated to scientific research, offer unique possibilities in the complementary use of its radiation for structural analysis in the advances of material engineering and provides information about the microstructure in regions of the material close to the surface and throughout the volume in a non-destructive manner. The objective of this presentation is the study of drug delivery systems such as cyclodextrins, poloxamers, solid lipid nanoparticles (SNL), nanostructured lipid carriers (NLC), self-emulsive drug delivery systems (SNEDDS) and hybrid systems for biological applications (medical and agriculture applications) such as anesthetics, high blood pressure control, colitis and cancer using X-ray and neutrons techniques. The presentation will focus on small-angle X-ray (SAXS) and neutrons (SANS) scattering techniques in order to characterize the drug carrier systems, and show the changes that these systems undergo with the addition of drugs, as a function of temperature (and also pH). The results from all these studies aim to improve the formulation of the drug carrier systems, their efficiency to act in the diseases and to minimize the side effects that most of the drugs can produce in other organs of the body.

Palestrante: Karen Cristina Cordeiro dos Santos

Karen é formada em farmácia pela Universidade Federal de Santa Catarina. É mestranda pelo Programa de Pós-Graduação em Farmácia pela Universidade Federal de Santa Catarina. Atua em linhas de pesquisa envolvendo a aplicação de nanopartículas para entrega de siRNAs e miRNAs em câncer de mama triplo-negativo, e a determinação de miRNAs como biomarcadores em câncer de mama triplo-negativo.

Palavras-chave: siRNA; nanopartículas; câncer de mama triplo-negativo.

Resumo: Introdução: Entre todas as formas de câncer, exceto pele não-melanoma, o câncer de mama é mundialmente o mais incidente em mulheres, sendo o subtipo triplo-negativo (TNBC) conhecido por seu prognóstico desfavorável e escassez de tratamentos eficazes. Neste contexto, a utilização de siRNA é uma estratégia que vem apresentando destaque recentemente, sendo baseada na inibição da expressão de proteínas essenciais para desenvolvimento e progressão da doença. Dessa forma, os genes AKT3 e PD-L1 foram selecionados com base em revisão da literatura, análise da expressão gênica no subtipo triplo-negativo e sinergismo entre os alvos. AKT3 está relacionado com o crescimento celular e a expressão desta proteína tem sido associada a fenótipos tumorais de maior agressividade. PD-L1, por sua vez, é uma proteína responsável por inibir a resposta imunológica no microambiente tumoral. Considerando o grande número de barreiras para entrega sistêmica de ácidos nucleicos, duas formulações de nanopartículas híbridas de CaP-PEG-b-poli(GLU)-poliânion foram preparadas e caracterizadas visando entrega dos siRNAs para AKT3 e PD-L1 em modelos in vitro de TNBC. Objetivo: Preparo e caracterização de sistema nanocarreador híbrido em diferentes formulações para incorporação de siRNA (siPD-L1 ou siAKT3). Métodos: Inicialmente foram aplicadas ferramentas de bioinformática e revisão da literatura para avaliação de expressão de AKT3 e PD-L1 entre os diferentes subtipos de câncer de mama, seleção de linhagem celular e desenho das sequências de siRNA. Os nanocarreadores híbridos foram preparados através da técnica de self-assembly, e caracterizados pela técnica de espalhamento dinâmico de luz (DLS). A estabilidade da formulação foi avaliada durante 65 dias, e sua eficiência de incorporação foi determinada utilizando kit comercial. Resultados: Os genes de interesse apresentaram expressão elevada em tumores do tipo triplo-negativo, e a linhagem MDA-MB-231 foi selecionada como modelo da doença. A distribuição de tamanho estreita para ambas as formulações, apresentando diâmetro médio foi de 58,3 ± 1,7 e 48,6 ± 0,07, e o índice de polidispersão (PdI), foi de 0,09 ± 0,01 e 0,11 ± 0,01, para os sistemas contendo copolímero nas concentrações de 1000 µg/mL e 750 µg/mL, respectivamente. Os ensaios de estabilidade indicaram que a mudança na concentração de polímero ocasionou redução do período de estabilidade da formulação, em que nanopartículas contendo maior concentração de copolímero mantiveram-se estáveis durante 65 dias em temperatura controlada de 4ºC, enquanto o sistema contendo menor concentração polimérica apresentou estabilidade de 35 dias nas mesmas condições. A estabilidade de ambas as formulação foi inferior a 3 dias em temperatura ambiente. O carreador com a maior concentração de copolímero apresentou eficiência de incorporação de aproximadamente 45%. Conclusão: Através de ferramentas de bioinformática, os genes AKT3 e PD-L1 demonstraram-se alvos proeminentes para terapias envolvendo o TNBC. Foi possível obter nanocarreadores adequados para entrega de material genético a partir de uma técnica simples e de baixo custo, demonstrando reprodutibilidade de síntese, estabilidade e eficiência de incorporação adequada.

Palestrante: Melissa Marques Gonçalves

Melissa é farmacêutica (Universidade Estadual de Ponta Grossa), especialista em Farmácia Estética (Centro Universitário Ingá), mestra em Ciências Farmacêuticas (Universidade Estadual de Ponta Grossa) e doutora em Ciências Farmacêuticas (Universidade Federal do Paraná com período de estágio na Université Claude Bernard Lyon1).

Palavras-chave: complex coacervation; nanoparticles; chitosan.

Abstract: From the classic ionotropic gelation method, chitosan/polyphosphates nanoparticles with positive surface charge are obtained. In this study, we modified this method in order to obtain negatively charged chitosan/polyphosphates nanoparticles. Until now, stable negatively charged chitosan/polyanions nanoparticles have not been reported in the literature. Obtaining negatively charged nanoparticles is important because they can encapsulate positively charged proteins (most proteins of biomedical interest). Furthermore, positively charged materials strongly interact with serum components, causing their rapid clearance from circulation after parenteral administration. Through a systematic study, polyphosphates of varying molar masses and electrical charges were investigated as alternatives to the commonly used tripolyphosphate, so as to assess the influence of the strength of electrostatic interactions on the fabrication possibility, the size of particles, and their overall charge. Sodium hexametaphosphate and sodium polyphosphate allowed the manufacture of such nanoparticles with either a positive or a negative charge, depending on the chitosan/polyphosphate ratio and the order of mixing. The standard way of mixing by pouring the polyphosphate solution into the chitosan solution yielded microparticles. The inversion of the order of mixing by pouring the chitosan solution into the polyphosphate solution allowed the precipitation of negatively charged nanoparticles with diameters in the range 100–200 nm. Such charge inversion of the chitosan from positive to negative was not possible with the common tripolyphosphate. Charge inversion of chitosan allowed an efficient encapsulation of positively charged proteins with improved encapsulation efficiency compared to the usual tripolyphosphate-based coacervate. The encapsulation of the bovine serum albumin was given as a case study of a positively charged protein.

Palestrante: Stephanie Guimarães Carvalho

Stephanie é farmacêutica graduada pela Universidade Federal do Ceará (UFC). Realizou atividades de iniciação científica no Centro de Desenvolvimento e Ensaios Farmacêuticos (CEDEFAR), onde atuou junto ao Grupo de pesquisa em Nanotecnologia Farmacêutica (GPNANO), adquirindo experiência no desenvolvimento e caracterização de lipossomas com potencial para tratamento de câncer de pele associado a biomateriais, sob orientação do Prof Dr. Josimar de Oliveira Eloy. Contribuiu com publicação de artigo de pesquisa pelo AAPS PharmSciTech. Atualmente, como mestranda (UFC), pretende direcionar suas pesquisas para o desenvolvimento e caracterização de filmes poliméricos destinados a aplicação em lesões cutâneas.

Palavras-chave: hidrogéis; 5-FU; lipossomas.

Resumo: O 5-Fluorouracil (5-FU) é um antineoplásico, análogo da pirimidina, amplamente usado no tratamento de carcinoma celular escamoso. Entretanto, apresenta características físicas químicas que dificultam sua passagem pela principal barreira da pele, o estrato córneo, podendo comprometer os resultados terapêuticos observados nos pacientes. Diante disso, os nanossistemas, particularmente os lipossomas, surgem como veículos capazes otimizar a entrega de fármacos hidrofílicos, como o 5-FU, auxiliando na penetração e difusão dessa molécula através das camadas cutâneas. Na composição dessas vesículas nanométricas pode ser considerado o uso de promotores químicos de penetração cutânea, como o monolaurato de sorbitano (Span 20), potencializando essa passagem dos nanocarreadores pelas barreiras da pele. A incorporação dessas dispersões lipossomais em hidrogéis à base de hidroxietilcelulose (HEC) permite contornar as limitações das propriedades mecânicas dessas formulações e contribui fortemente com sua retenção no local de ação, a partir da obtenção de uma forma farmacêutica semissólida de fácil aplicação. O presente estudo teve o objetivo de desenvolver e caracterizar hidrogéis com lipossomas associados a Span 20 contendo 5-FU, com propósito de avaliar quanto à sua estabilidade preliminar, comportamento reológico, perfil de textura e bioadesão, além de realizar ensaios de penetracão cutânea in vitro e citotoxicidade. Com os lipossomas previamente caracterizados físico-quimicamente (tamanho de partícula = 88,08 nm, PDI = 0,169 e potencial zeta = -12,3mV) foi realizada sua incorporação em hidrogel de HEC a 2%. A partir do observado durante 30 dias, a estabilidade preliminar foi confirmada, considerando os seguintes parâmetros: espalhabilidade, viscosidade, pH e densidade. Os ensaios também constataram que não houve comprometimento das propriedades reológicas do hidrogel base, após a adição dos lipossomas. Logo, foi mantido o comportamento pseudoplástico e tixotrópico de interesse para formulações semissólidas direcionadas a via tópica, fornecendo características mecânicas favoráveis a aplicação, como viscosidade adequada.À medida que também reduz o risco de escoamento e melhoram a retenção e biodisponibilidade do fármaco no local de interesse. Nos ensaios de penetração cutânea, os melhores resultados foram do hidrogel veiculando lipossomas contendo span 20 com 5-FU, em que foi quantificado em média cerca de 734.899 ± 95 ng/cm2 de fármaco nas camadas da epiderme viável + derme, demonstrando uma ótima penetração do fármaco quando comparado aos demais grupos. Em paralelo, nos ensaios de MTT a mesma amostra obteve menor valor de IC50, ou seja, apresentou maior citotoxicidade em células da linhagem A413, com valor de IC50 equivalente a 1,88 ± 0,01, seguido de hidrogel carreando lipossomas, sem span 20, com 5-FU ou hidrogel contendo solução 5-FU com valor de IC50 de 2,68 ± 0,26 e 5,84 ± 0,62, respectivamente. Logo, os resultados sugerem que a associação dos nanossistemas ao hidrogel contribuiu para o desenvolvimento de uma formulação promissora com entrega tópica eficaz de 5-FU.

Palestrante: Thais da Silva Moreira

Thais é farmacêutica formada pela Universidade Federal do Ceará (UFC) e mestranda do Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas (PPGCF) na UFC. Atua no desenvolvimento, caracterização físico-química e avaliação em estudos in vitro e in vivo de lipossomas pH sensíveis e imunolipossomas anti-EGFR contendo docetaxel para o tratamento de câncer de próstata metastático sob orientação do professor Dr. Josimar de Oliveira Eloy e coorientação da professora Dra. Cláudia do Ó Pessoa. Possui artigos publicados em revista qualis A1 e A3 na área de nanotecnologia, nanocarreadores responsivos a estímulos e terapia alvo direcionada. Além disso, possui um capítulo de livro, publicado pela editora Springer Nature sobre nanocarreadores funcionalizados com anticorpos monoclonais aplicados ao tratamento do câncer e uma patente depositada a cerca de imunolipossomas pH sensíveis anti-EGFR para liberação de docetaxel.

Palavras-chave: docetaxel; immunoliposomes; prostate cancer.

Abstract: Docetaxel (DTX) is the first choice antineoplastic agent for the treatment of metastatic prostate cancer. However, it is characterized by being non-selective, presenting low aqueous solubility and generating a series of side effects. The epidermal growth factor receptor (EGFR) is overexpressed in certain prostate cancer cells and may activate as a target for targeting nanocarriers. Thus, pH-sensitive anti-EGFR immunoliposome technology aims to enhance selective drug delivery in the acidic tumor microenvironment to cells overexpressing EFGR. The immunoliposomes were formed by the lipids DOPE (dioleoylphosphatidylethanolamine), CHEMS (cholesteryl hemisuccinate), SPC (soy phosphatidylcholine), DSPE-PEG-Maleimide (distearoylphosphatidylethanolamine associated with polyethylene glycol and maleimide) functionalized with the anti-EGFR monoclonal antibody, cetuximab. Immunoliposomes were characterized by particle size, zeta potential, polydispersion index (PDI) and encapsulation efficiency (EE%) verifying the stability of the liquid formulation over a period of 60 days. pH sensitivity was evaluated by variation in particle size after incubation at different pH (7.4, 6.4 and 5.0) for a period of 24 hours. The evaluation of the structural integrity of the antibody after conjugation was performed using the thermophoresis technique. Binding of the immunoliposome to the EGFR receptor was assessed by indirect Elisa assay. The cytotoxic potential of the formulation was investigated in two cell lines of metastatic prostate cancer (PC3 and DU145), through the MTT assay, quantifying the activity of mitochondrial dehydrogenase enzymes after 72 hours of treatment. Cell internalization was quantitatively evaluated by flow cytometry, using the fluorophore 3,3′-Dioctadecyloxacarbocyanine perchlorate (Dio) as a nanoparticulate marker. Immunoliposome results showed mean particle size of 100.46 nm ± 1.01; PDI of 0.16 ± 0.01; zeta potential of -15.80 mV ± 0.88 and EE% of 81.81 ± 12.5. The formulation remained stable within 30 days. In the pH sensitivity study, a 66.9% increase in immunoliposome size was observed at pH 6.4 (tumor microenvironment) and a 99.2% increase at pH 5.0 (tumor endosomes) after 24 hours of incubation. In thermophoresis, the cetuximab inflection points were maintained in the immunoliposome samples, which can demonstrate the conjugation of the antibody to the nanoparticle and the maintenance of the structure and stability of the antibody, guaranteeing its structure and activity. The indirect ELISA assay suggested that cetuximab was successfully conjugated to the liposome in the correct conformation to maintain its EGFR binding functionality. Regarding cell viability, the immunoliposome showed a greater cytotoxic effect for the DU145 cell (overexpression of EGFR), with an IC50 of 3.13 ± 0.37 nM, when compared to the liposome and the docetaxel solution (5.36 ± 1. 32 nM and 15.78 ± 1.88 nM, respectively). In the PC3 strain (low EGFR expression), the immunoliposome reached IC50 of 58.19 ± 11.97 nM while the liposome and docetaxel showed IC50 of 112.00 ± 22.87 nM and IC50 of 34.71 ± 0.74 nM, respectively. The internalization of the immunoliposome was fast (15 minutes) and greater (70.17% ± 2.55) when compared to that of the liposome (32.20% ± 0.95) in the DU145 cell line. Thus, based on these results, it was possible to obtain an immunoliposome formulation with adequate physicochemical characteristics and maintenance of antibody integrity, providing, as expected, a reduction in the viability of metastatic prostate cancer cells, with high cellular internalization in cells that overexpress EGFR.

Palestrante: Thais Oliveira

Thais é graduada em Física e mestranda em Engenharia e Ciência dos Materiais. Ela busca se aproximar do tema sobre aplicações farmacêuticas para definir um projeto de pesquisa na área.

Palavras-chave: docetaxel; transportadores lipídicos nanoestruturados; caracterização.

Resumo: O câncer é uma das principais causas de morte no mundo. No combate aos diferentes tipos de existentes, são utilizados agentes antineoplásicos tais como o fármaco Docetaxel. Em geral, este e outros antineoplásicos mais comumente utilizados apresentam características como baixa solubilidade em água, degradação rápida e níveis elevados de toxicidade. Essas propriedades geram limitações aos tratamentos de pacientes oncológicos e, portanto, tratamentos menos invasivos e mais eficazes são objetos de estudos científicos de importância na atualidade. Neste cenário, a nanotecnologia tem fornecido soluções interessantes para essa problemática. Por meio de transportadores lipídicos nanoestruturados (NLC) é possível encapsular os fármacos a fim de obter a liberação controlada e maior controle sobre suas propriedades físico-químicas. Neste estudo, busca-se a caracterização do sistema por meio de técnicas físicas, bem como a Difração de Raios-X (DRX), pela qual é feita a caracterização do fármaco Docetaxel encapsulado por um nanocarreador lipídico (NLC), cuja formulação envolve uma mistura de dois lipídios (sólido e líquido) e um surfactante. A técnica DRX possibilita determinar o distanciamento entre os átomos formadores do átomo, o monitoramento da pureza e estabilidade durante o armazenamento, avaliar a tendência de acúmulo em tecidos do corpo e a compreensão da relação entre o fármaco e outros componentes. Além do sistema DTX + NLC, amostras contendo o agente anestésico Lidocaína (LDC) e também um tipo de Hidrogel, também são focos de investigação através da análise dos dados e observações de mudança de fase. Os primeiros resultados mostram que ocorrem alterações na estrutura dos carreadores nanométricos quando a droga é encapsulada, através da formação de dois clusters hidrofóbicos distintos; que a organização estrutural do lipídio sólido que faz parte do NLC é desfeita por volta de 38ºC; o Docetaxel mantém sua estrutura cristalina sem alterações encapsulado mesmo e a adição do Hidrogel juntamente com a Lidocaína afetam a forma do composto NLC.