Impact of dose and surface features on plasmatic and liver concentrations of biodegradable polymeric nanocapsules
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Impacto da dose e características de superfície nas concentrações plasmáticas e hepáticas de nanocápsulas poliméricas biodegradáveis
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Resumo
The effect of polymeric nanocapsule dose on plasmatic and liver concentrations 20min after intravenous administration in mice was evaluated. Nanocapsules were prepared with different polymers, namely, poly(D,L-lactide) (PLA), polyethylene glycol-block-poly(D,L-lactide) (PLA-PEG), and PLA with chitosan (PLA-Cs) and compared with a nanoemulsion. These formulations were labelled with a phthalocyanine dye for fluorescent detection. The nanostructures had narrow size distributions upon separation by asymmetric flow field flow fractionation with static and dynamic light scattering detection, with average hydrodynamic diameters in the 130-300nm range, negative zeta potentials, except PLA-Cs nanocapsules, which had a positive zeta potential. Flow cytometry revealed uptake mostly by monocytes and neutrophils in mice and human blood. PLA nanocapsules and the nanoemulsion showed dose-dependent plasma concentrations, where the percentage of plasmatic fluorescence increased with increasing administered dose. In contrast, PLA-PEG nanocapsules led to a dose-independent plasmatic profile. PLA-Cs nanocapsules showed the lowest plasmatic and liver levels of fluorescence at all administered doses and significant intravenous toxicity in mice. This work demonstrates the importance of considering the nanocarrier dose when evaluating pharmacokinetic and biodistribution data and emphasizes the role of surface features in determining the plasmatic and liver concentrations of a poorly soluble lipophilic encapsulated compound.
Abstract
O efeito da dose de nanocápsulas poliméricas nas concentrações plasmáticas e hepáticas 20min após administração intravenosa em camundongos foi avaliado. As nanocápsulas foram preparadas com diferentes polímeros, a saber, poli(D,L-lactídeo) (PLA), bloco de polietileno glicol-poli(D,L-lactídeo) (PLA-PEG), e PLA com quitosana (PLA-Cs) e comparado com uma nanoemulsão. Estas formulações foram marcadas com um corante ftalocianina para detecção fluorescente. As nanoestruturas apresentaram distribuições de tamanho estreitas após separação por fracionamento de fluxo de campo de fluxo assimétrico com detecção estática e dinâmica de espalhamento de luz, com diâmetros hidrodinâmicos médios na faixa de 130-300nm, potenciais zeta negativos, exceto nanocápsulas de PLA-Cs, que apresentaram potencial zeta positivo. A citometria de fluxo revelou captação principalmente por monócitos e neutrófilos em camundongos e sangue humano. As nanocápsulas de PLA e a nanoemulsão apresentaram concentrações plasmáticas dose-dependentes, onde a porcentagem de fluorescência plasmática aumentou com o aumento da dose administrada. Em contraste, as nanocápsulas de PLA-PEG levaram a um perfil plasmático independente da dose. As nanocápsulas de PLA-Cs apresentaram os menores níveis plasmáticos e hepáticos de fluorescência em todas as doses administradas e toxicidade intravenosa significativa em camundongos. Este trabalho demonstra a importância de considerar a dose do nanocarreador ao avaliar os dados farmacocinéticos e de biodistribuição e enfatiza o papel das características da superfície na determinação das concentrações plasmáticas e hepáticas de um composto encapsulado lipofílico pouco solúvel.
Assunto
Nanocápsulas, PLA-PEG, Quitosana, Dose de polímero, Fracionamento de fluxo de campo
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https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0928098717302117?via%3Dihub