Desenvolvimento de nanopartículas híbridas para administração de paclitaxel por via intranasal.
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Daniel Crístian Ferreira Soares
Pedro Pires Goulart Guimarães
Pedro Pires Goulart Guimarães
Resumo
Os tumores malignos do sistema nervoso central representam uma das principais causas
de mortalidade por câncer, com destaque para o glioblastoma multiforme. O tratamento
padrão, que inclui ressecção cirúrgica, radioterapia e quimioterapia com temozolomida,
oferece benefícios limitados devido à alta taxa de recorrência e efeitos colaterais
significativos. O paclitaxel surge como alternativa promissora, porém sua aplicação é
dificultada pela barreira hematoencefálica e o uso de nanopartículas têm sido investigado
para contornar essas limitações. Este estudo teve como objetivo preparar uma
nanopartícula híbrida carregada com paclitaxel e incorporá-la em um hidrogel
termossensível com características adequadas para a administração nariz-cérebro. Para
definir as condições otimizadas de produção da nanopartícula, foram utilizadas diferentes
proporções de lipídios e polímeros, bem como concentrações de tensoativo. A
nanopartícula foi desenvolvida por meio do método de nanoprecipitação seguido de
evaporação do solvente. Os resultados mostraram que o diâmetro médio foi inferior a 200
nm, com uma distribuição estreita de tamanho de partículas, potencial zeta próximo a
30,0 mV e pH em torno de 6,0. A eficiência de encapsulação média obtida para a
formulação mais promissora foi de 60%. Além disso, formulações de hidrogéis
termossensíveis compostos por diferentes polímeros e concentrações foram avaliadas
utilizando o método de solubilização a frio. Após a incorporação das nanopartículas, a
temperatura de gelificação foi 35,6ºC e o rápido tempo de gelificação (35-41 segundos)
a 37°C e (130-148 segundos) a 34°C, dentro do espectro de temperatura da cavidade nasal
humana. As formulações apresentaram perfil de pulverização adequada para a via de
administração intranasal. Os perfis de distribuição do tamanho de gotículas das
formulações levaram a um valor de Dv50 compatível com produtos de spray nasal. A
capacidade mucopenetrante das formulações foi demonstrada por meio de estudos de
interação com a mucina, proteína presente no muco da cavidade nasal. As formulações
desenvolvidas apresentaram atividade antiglioma superior à da temozolamida quando
avaliada em linhagem celular tumoral U87. Os resultados deste estudo são promissores,
sugerindo que a formulação desenvolvida pode potencialmente carrear o PTX para
aplicações nariz-cérebro com foco no tratamento de tumores cerebrais.
Abstract
Malignant tumors of the central nervous system represent one of the main causes of
cancer-related mortality, with glioblastoma multiforme standing out as a primary concern.
The standard treatment, which includes surgical resection, radiotherapy, and
chemotherapy with temozolomide, provides limited benefits due to the high recurrence
rate and significant side effects. Paclitaxel emerges as a promising alternative; however,
the blood-brain barrier hinders its application, and the use of nanoparticles has been
investigated to overcome these limitations. This study aimed to prepare a hybrid
nanoparticle loaded with paclitaxel and incorporate it into a thermosensitive hydrogel
with suitable characteristics for nose-to-brain administration. To determine the optimized
production conditions for the nanoparticle, different proportions of lipids and polymers,
as well as surfactant concentrations, were tested. The nanoparticle was developed using
the nanoprecipitation method followed by solvent evaporation. The results showed an
average diameter of less than 200 nm, a straight particle size distribution, a zeta potential
close to -30.0 mV, and a pH of around 6.0. The average encapsulation efficiency for the
most promising formulation was 60%. Additionally, thermosensitive hydrogel
formulations composed of different polymers and concentrations were evaluated using
the cold solubilization method. After incorporating the nanoparticles, the gelation
temperature was 35.6°C, with a rapid gelation time (35–41 seconds) at 37°C and (130
148 seconds) at 34°C, within the temperature range of the human nasal cavity. The
formulations demonstrated a suitable spray profile for intranasal administration. The
droplet size distribution profiles of the formulations resulted in a Dv50 value compatible
with nasal spray products. The mucopenetration capacity of the formulations was
demonstrated through interaction studies with mucin, a protein present in nasal cavity
mucus. The developed formulations exhibited superior antiglioma activity compared to
temozolomide when evaluated in the U87 tumor cell line. The results of this study are
promising, suggesting that the developed formulation has the potential to deliver PTX for
nose-to-brain applications targeting the treatment of brain tumors.
Assunto
Palavras-chave
Nanopartículas híbridas, Paclitaxel, Via nariz-cérebro, Hidrogel, Glioblastoma