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Type: Tese de Doutorado
Title: Avaliação da citotoxicidade do composto de inclusão de erlotinibe em hidroxipropil-beta-ciclodextrina e da hipertermia associada à cisplatina
Authors: Savio Morato de Lacerda Gontijo
First Advisor: Maria Esperanza Cortes Segura
First Co-advisor: Ruben Dario Sinisterra Millan
First Referee: Ruben Dario Sinisterra Millan
Second Referee: Carolina Cavalieri Gomes
Third Referee: Elene Cristina Pereira Maia
metadata.dc.contributor.referee4: Carlos Eduardo de Matos Jensen
metadata.dc.contributor.referee5: Karina Imaculada Rosa Teixeira
Abstract: Estratégias amplamente utilizadas para potencializar os efeitos citotóxicos de moléculas antitumorais com o objetivo de reduzir a dose aplicada e os efeitos colaterais são a inclusão molecular e a associação da quimioterapia com a hipertermia. No presente trabalho foram estudadas estas duas estratégias, sendo a primeira a inclusão molecular que é muito utilizada para aumentar a solubilidade, a absorção e a disponibilidade de moléculas; e a segunda, a hipertermia que é uma proposta de tratamento do câncer no qual as células dotumor são afetadas pela elevação da temperatura local, podendo ser associada com a quimioterapia para potencializar os efeitos dessa técnica. Para a inclusão molecular usou-se a hidroxipropil--ciclodextrina (HP--CD) a fim de aumentar a solubilidade, a absorção e a disponibilidade do erlotinibe (ERL), caracterizou-se fisico-quimicamente, e avaliou-se a citotoxicidade e a apoptosein vitro, e a angiogênese inflamatória in vivo em camundongos Swiss. Para avaliar o efeito citotóxico da hipertermia (aquecimento a 42°C ou 43°C por 1h) associada à cisplatina utilizou-se linhagens de câncer de mama triplo-negativos (MDA-MB-231, MDA-MB-436, MDA-MB-468 e HCC-1937), linhagens de câncer de colo do útero (ME-180 e SiHa) e linhagens de câncer de pulmão (A549 e H460). A caracterização físico-química mostrou a formação do complexo de inclusão em estado sólido e aquoso, e com uma razão molar entre o ERL e HP--CD preferencialmente de 1:1. O estudo de solubilidade de fases mostrou um diagrama do tipo AL e a calorimetria de titulação isotérmica e a espectrometria de ressonância magnética nuclear, efeito Overhauser nuclear suportam essa formação. Os ensaios de citotoxicidade mostraram uma maior citotoxicidade do composto de inclusão (ERL:HP--CD) em relação ao ERL livre (37,5 M), o que pode ser explicado pelo aumento na solubilidade do ERL pela HP--CD.Além disso, o ERL e o composto de inclusão ERL:HP--CD apresentaram citotoxicidade maior para as células tumorais (A431 e Caco-2) em relação a célula normal (osteoblastos). Em adição, o composto de inclusão apresentou atividade anti-angiogênica sem afetar a ativação e recrutamento de neutrófilos e macrófagos. Sendo assim, os resultados sugerem que o composto de inclusão (ERL:HP--CD) poderia ser utilizado para o desenvolvimento de formulações à base de ERL. Com relação ao efeito da hipertermia, o calor apresentou citotoxicidade em 3 das 4 linhagens de câncer de mama avaliadas(MDA-MB-231, MDA-MB-436 e MDA-MB-468) e em 2 linhagens de câncer de colo do útero (ME-180 e SiHa), sendo esse efeito mais evidente na temperatura de 43°C. As células de câncer de pulmão apresentaram resistência ao aquecimento. Além disso, o calor alterou o valor da concentração inibitória 50% (IC50) da cisplatina nas células MDA-MB-231 e MDA-MB-436. A hipertermia mostrou apresentar atividade citotóxica para as células tumorais, mas deve ser utilizada com critério, uma vez que determinadas células apresentaram resistência ao aumento da temperatura.
Abstract: Strategies widely used to potentiate the cytotoxic effects of antitumor molecules with the aim of reduce the applied dose and side effects are molecular inclusion and the combination of chemotherapy with hyperthermia. In this thesis, these two strategies were studied, the first molecular inclusion that is widely used to enhance solubility, absorption and availability molecules; and the second, hyperthermia which is a proposal for treatment of cancer where the tumor cells are affected by local temperature elevation and can be associated with chemotherapy to enhance the effects of this technique. For molecular inclusion used to hydroxypropyl--cyclodextrin (HP--CD) to enhance solubility, absorption and availability of erlotinib (ERL), was characterized physicochemicallyand evaluated the in vitro cytotoxicity and apoptosis, and in vivo inflammatory angiogenesis in Swiss mice. To evaluate the cytotoxic ofhyperthermia (heating to 42°C or 43°C for 1h) associated with cisplatin was used triple-negative breast cancer cell lines (MDA-MB-231, MDA-MB-436, MDA-MB-468 and HCC-1937), cervical cancer cell lines (ME-180 and SiHa) and lung cancer cell lines (A549 and H460). The physico-chemical characterization showed the formation of the inclusion complex in solid and aqueous state and with a molar ratio between the ERL and HP--CD preferably 1:1. Phase-solubility analysis showed AL-type diagrams and the isothermal titration calorimetry and nuclear Overhauser effect spectroscopy support that formation. Cytotoxicity assays showed a higher cytotoxicity of inclusion complex (ERL:HP--CD) in relation to the free ERL (37.5 M), which can be explained by increase in solubility of ERL by HP--CD. Furthermore, the ERL and inclusion complex ERL:HP--CD showed higher cytotoxicity to tumor cells (A431 and Caco-2) than to normal cell (osteoblasts). In addition, the inclusioncomplex exhibited antiangiogenic activity without affect the activation andrecruitment of neutrophils and macrophages. Thus, the results suggest that the inclusion complex (ERL:HP--CD) may be used for the development of ERLbased formulations. With regard the effect of hyperthermia, heat was cytotoxicity in 3 of the 4 breast cancer cell lines evaluated (MDA-MB-231, MDAMB- 436 and MDA-MB-468) and in 2 cervical cancer cell lines (ME-180 and SiHa), this being more evident on 43°C. The lung cancer cells were resistant to heat. Furthermore, the heat changed the cisplatin value of 50% inhibitory concentration (IC50) in MDA-MB-231 and MDA-MB-436 cells. Hyperthermia showed cytotoxic activity for tumor cells, but should be used with a criterion, because certain cells exhibit resistance to the temperature increase.
Subject: Ciclodextrinas
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/ODON-A3RP9M
Issue Date: 13-Jul-2015
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