Lipossomas fusogênicos de circulação prolongada contendo glicoevatromonosídeo com as hidroxilas da glicose peracetiladas: preparo, caracterização, avaliação do potencial citotóxico e antitumoral
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Resumo
O câncer é um relevante problema de saúde coletiva, constituindo-se na segunda principal causa geral de morte por doença no mundo. A quimioterapia é a modalidade de tratamento do câncer mais utilizada. Porém, a maioria dos agentes antineoplásicos causa inúmeros efeitos tóxicos, o que torna necessária a busca por novas estratégias terapêuticas. Evidências epidemiológicas levaram ao início da investigação da atividade citotóxica de cardenolídeos, e tendo em vista seu efeito diferenciado em células saudáveis, essa classe vem sendo amplamente estudada quanto à possibilidade de uso no tratamento do câncer. A proposta desse estudo consistiu na busca por alternativa para veiculação do cardenolídeo glicoevatromonosídeo com as hidroxilas da glicose peracetiladas (GEVGP), que apresenta alta lipofilia, permitindo sua encapsulação em lipossomas pH-sensíveis de circulação prolongada (LpHS-GEVGP). O diâmetro médio das vesículas foi de 182,2 ± 2,7 nm, o índice de polidispersão igual a 0,36 e o potencial zeta próximo à neutralidade, permitindo a aplicação dessa formulação para os estudos in vivo. O teor de GEVGP encapsulado foi de 75,0 ± 7,0%. A avaliação da estabilidade de armazenamento dos lipossomas a 4 °C comprovou a manutenção das características físico-químicas da formulação por no mínimo 30 dias. Os estudos de pH-sensibilidade dos lipossomas contendo GEVGP mostraram uma perda da característica de pH-sensibilidade do nanossistema, que pode ser explicada pela alteração da estrutura da bicamada lipídica devido à presença de GEVGP. A citotoxicidade dos lipossomas contendo o cardenolídeo foi avaliada em três diferentes linhagens celulares tumorais de mama (triplo negativa MDA-MB-231, ER positiva MCF-7 e HER2 positiva SKBR3) e uma linhagem de células não-pequenas de câncer de pulmão (A549), pelo ensaio de Sulforrodamina B e demonstraram grande potencial citotóxico. Adicionalmente, a citotoxicidade dos lipossomas foi avaliada em fibroblastos humanos não-tumorais. A formulação mostrou-se seletiva para células tumorais em relação a células não-tumorais humanas. Estudos in vitro a longo prazo confirmaram que LpHS-GEVGP diminuem a capacidade de crescimento das células tumorais sobreviventes após o tratamento, bem como a formação de colônias a partir dessas células. A avaliação da atividade antitumoral, por análise de variação do volume tumoral demonstrou que LpHS-GEVGP nas doses de 1,0 e 2,0 mg/kg apresentaram capacidade semelhante ao paclitaxel na dose de 10 mg/kg, de inibir o crescimento do tumor de pulmão em camundongos Balb/c nude. Diante do exposto, os LpHS-GEVGP apresentam-se como uma formulação promissora para o tratamento do câncer de mama e pulmão, já que permitiu a administração sistêmica do GEVGP, demonstrou alto potencial citotóxico e seletividade, eficácia antitumoral superior ao paclitaxel e ausência de sinais de toxicidade a partir de um estudo preliminar.
Abstract
Cancer is an important public health problem, being the second cause of death in the
world. Chemotherapy is the most commonly used cancer treatment modality. However,
most antineoplastic agents cause innumerable toxic effects, which makes it necessary
to search for new therapeutic strategies. Epidemiological evidence has led to the
initiation of the investigation of the cytotoxic activity of cardenolides, and in view of their
differentiated effect on healthy cells, this class has been widely studied regarding the
possibility of use in the treatment of cancer. The aim of this study was to search for an
alternative for the cancer treatment, by means of the synthesis of glucoevatromonoside
with peracetylated glucose hydroxyl groups (GEVPG), which has high lipophilicity,
allowing its entrapment in long-circulating and pH-sensitive liposomes (SpHLGEVPG). The mean diameter of the vesicles was of 182.2 ± 2.7 nm, the polydispersity
index was equal to 0.36 and the zeta potential close to neutrality, allowing the
application of this formulation for in vivo studies. The liposomes encapsulated GEVPG
content was equal to 75,0 ± 7,0%. The evaluation of the storage stability of the
liposomes at 4 ° C confirmed the maintenance of the physical chemical characteristics
of the formulation for at least 30 days. pH-sensitivity studies of the liposomal
formulation containing GEVPG showed a reduction of the sensitivity when submitted
to acid pH, which can be explained by the alteration of the lipid bilayer structure by the
GEVPG. The cytotoxic activity of liposomes containing cardenolide against three
different human breast tumor cell lines (triple negative breast cancer MDA-MB-231,
ER positive MCF-7 and HER 2 positive SKBR3) and human non-small cell lung cancer
cells (A549) was evaluated by the Sulforhodamine B assay and demonstrated a high
cytotoxic potential. In addition, the cytotoxic activity of liposomes was evaluated in nontumor human fibroblasts. SpHL-GEVPG was selective for tumor cells relative to human
non-tumor cells. Long-term in vitro studies have confirmed that SpHL-GEVPG
decrease the growth capacity of surviving tumor cells after treatment, as well the
formation of colonies from these cells. The evaluation of antitumoral efficacy of the
treatment with SpHL-GEVPG using Balb/c nude female mice bearing A549 tumor
showed that the treatment with SpHL-GEVPG at doses 1.0 and 2.0 mg / kg had similar
capacity at dose of paclitaxel at the 10 mg / kg dose, to inhibit lung tumor growth.
Considering the above, SpHL-GEVPG is a promising formulation for the treatment of
breast and lung cancer, since it allowed the systemic administration of GEVPG,
demonstrated high cytotoxic potential and selectivity, antitumor activity similar to
paclitaxel and absence of signs toxicity from a preliminary study.
Assunto
Palavras-chave
Câncer, Lipossomas, Cardenolídeo, Citotoxicidade, Atividade antitumoral
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