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Type: Tese
Title: Avaliação da atividade antitumoral e toxicidade, em modelo experimental, do lapachol e do L-fucosídeo peracetilado do lapachol (F-LapA) encapsulados em nanoemulsões O/A.
Authors: Sued Eustáquio Mendes Miranda
First Advisor: André Luís Branco de Barros
First Co-advisor: Lucas Antônio Miranda Ferreira
metadata.dc.contributor.advisor-co2: Ricardo José Alves
First Referee: Anna Eliza Maciel de Faria Mota Oliveira
Second Referee: Daniel Crístian Ferreira Soares
Third Referee: Tiago Hilário Ferreira
Abstract: O câncer de mama é o câncer de maior incidência entre as mulheres, sendo responsável por cerca de 30% de novos casos no Brasil. Devido a sua grande incidência e letalidade, a busca por novas moléculas para um tratamento eficiente se torna cada vez mais importante. Nesse contexto, o lapachol apresenta atividade antitumoral já relatada, porém limitada devido a problemas de baixa solubilidade e efeitos adversos. Dentre as alternativas para superar esses desafios, podemos citar a busca por análogos sintéticos do lapachol e o emprego de nanossistemas que possam viabilizar sua administração. Assim, esse trabalho teve como objetivo realizar a avaliação da atividade antitumoral do lapachol e seu derivado L-fucosídico encapsulados em nanoemulsões em modelo animal de câncer de mama. As nanoemulsões foram preparadas utilizando óleo de soja (4,0%), polissorbato 80 (1,4%), glicerol (2,24%) e água (qsp 100%)) contendo o lapachol ou seu derivado. As formulações foram caracterizadas físico-quimicamente e morfologicamente, realizados ainda estudos in vitro de liberação, hemólise, viabilidade celular e estudos in vivo. Para o derivado L-fucosídico, também foi realizado a validação analítica para doseamento utilizando as normas da RDC 166/2017. As nanoemulsões de lapachol apresentaram tamanho 170 nm, índice de polidispersão menor que 0,3, potencial zeta em torno de -20mV, alto teor de encapsulação com estabilidade físico-química de pelo menos 30 dias. A formulação apresentou morfologia esférica, estabilidade coloidal em meios biológicos por até 24 horas, atividade citotóxica contra células tumorais de câncer de mama, sem atividade hemolítica importante. A radiomarcação da nanoemulsão apresentou pureza superior a 95%, com aumento no tempo de meia vida, alta captação na região tumoral e atividade antitumoral em modelo experimental sem sinais de toxicidade. A validação analítica apresentou linearidade entre 2 e 500 µg com R2 superior a 0,99, precisão com desvio padrão relativo inferior a 5%, limite de detecção de 0,72 µg e quantificação de 2,41 µg com robustez avaliada por alteração dos fornecedores de solventes e equipamentos. A nanoemulsão contendo o derivado L-fucosídico apresentou tamanho de 180 e 190 nm, avaliado por análise por rastreamento de partículas e espalhamento dinâmico da luz, respectivamente, índice de polidispersão menor que 0,2, potencial zeta em cerca de -20 mV e encapsulação próxima de 100% quando a concentração do derivado foi de 1,5 e 2,0 mg/mL. A estabilidade físico-química da nanoemulsão também foi avaliada por microscopia de luz polarizada (presença de cristais), foi até 6 e 3 meses, respectivamente. Obtivemos também uma formulação estável em meios biológicos, capaz de proteger o derivado de degradação, com diminuição da concentração inibitória média em aproximadamente três vezes em linhagens de câncer de mama e seletividade de quatro vezes comparada a linhagem saudável, ainda tivemos aumento de cinco vezes na captação do derivado L-fucosídico encapsulado em comparação com derivado livre. Foi evidenciado nos estudos com camundongos saudáveis baixa toxicidade, enquanto em animais portadores de tumor de mama induzido houve eficácia antitumoral melhorada. Em conjunto, os resultados demonstraram que as nanoemulsões carregadas com lapachol ou derivado apresentaram potencial como plataforma de tratamento mais seletivo para o câncer de mama com redução de efeitos adversos.
Abstract: Breast cancer is the cancer with the highest incidence among women, accounting for about 30% of new cases in Brazil. Due to its high incidence and lethality, the search for new molecules for an efficient treatment becomes increasingly important. In this context, LAP presents antitumor activity already reported, but limited due to problems of low solubility and adverse effects. Among the alternatives to overcome these challenges, we can mention the search for synthetic analogues of lapachol and the use of nanosystems that can enable its administration. Thus, this work aimed to evaluate the antitumor activity of lapachol and its fucoside derivative encapsulated in nanoemulsions in an animal model of breast cancer. Nanoemulsions were prepared using soybean oil (4.0%), polysorbate 80 (1.4%), glycerol (2.24%) and water (qsp 100%)) containing lapachol or its derivative. The formulations were characterized physicochemically and morphologically, and in vitro release, hemolysis, cell viability and in vivo studies were performed. For the fucoside derivative, analytical validation for dosing was also performed using the standards of RDC 166/2017. The LAP nanoemulsions showed 170 nm size, polydispersity index less than 0.3, zeta potential around -20mV, high encapsulation content with physicochemical stability of at least 30 days. The formulation showed spherical morphology, colloidal stability in biological media for up to 24 hours, cytotoxic activity against breast cancer tumor cells, without significant hemolytic activity. The nanoemulsion radiolabeling showed purity higher than 95%, with increased half-life, high uptake in the tumor region and antitumor activity in an experimental model without signs of toxicity. The analytical validation showed linearity between 2 and 500 µg with R2 greater than 0.99, precision with relative standard deviation less than 5%, detection limit of 0.72 µg and quantification of 2.41 µg with robustness evaluated by changing the suppliers of solvents and equipment. The nanoemulsion containing the fucoside derivative showed size of 180 and 190 nm, evaluated by particle tracking and dynamic light scattering analysis, respectively, polydispersity index less than 0.2, zeta potential at about -20 mV and encapsulation close to 100% when the derivative concentration was 1.5 and 2.0 mg/mL. The physicochemical stability of the nanoemulsion was also evaluated by polarized light microscopy (presence of crystals), was up to 6 and 3 months, respectively. We also obtained a stable formulation in biological media, capable of protecting the derivative from degradation, with approximately three-fold decrease in the mean inhibitory concentration in breast cancer strains and four-fold selectivity compared to healthy strains, and a five-fold increase in the uptake of the encapsulated fucoside derivative compared to the free derivative. Low toxicity was evidenced in the healthy mices studies, while in animal with induced breast tumor there was enhanced antitumor efficacy. Taken together, the results demonstrated that nanoemulsions loaded with lapachol or derivative showed great potential as a more selective treatment platform for breast cancer with reduced adverse effects.
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: FARMACIA - FACULDADE DE FARMACIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/58357
Issue Date: 28-Apr-2023
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