O câncer de mama é uma das principais causas de morte entre as mulheres, representando cerca de 25% de novos casos anuais no Brasil e no mundo. Os carcinomas ductais in situ (DCIS) representam a forma mais comum de câncer de mama não invasivo. Considerando que os DCIS geralmente se iniciam nas células epiteliais que revestem os dutos, foram desenvolvidas neste estudo nanoemulsões (NE) bioadesivas e nanopartículas poliméricas (NP) termossensíveis a base de pNIPAM para administração intraductal do quimioterápico piplartina (piperlongumina). Para conferir propriedades bioadesivas, a NE foi modificada com quitosana (NE-Q) ou ácido hialurônico (NE-HA). O uso de fosfatidilcolina associado ao polissorbato 80 e glicerol como tensoativos permitiu a formação sistemas de 76,5 ± 1,2 nm. A inclusão de quitosana ou ácido hialurônico resultou em NEs com carga oposta, potencial bioadesivo in vitro semelhante e capacidade comparável de prolongar a retenção do marcador fluorescente Alexa flúor 647 no tecido mamário por 120 h in vivo comparado à solução e administração sistêmica do composto. Não foram observadas alterações histológicas. As nanopartículas de pNIPAM foram modificadas com o peptídeo SILY para ligação ao colágeno e direcionamento, e a piplartina foi coencapsulada com um peptídeo inibidor de MK2 (YARA) para potencialização da citotoxicidade. As NPs apresentaram diâmetro médio de 361,5 ± 04,6 nm, sendo observada diminuição no raio hidrodinâmico em temperaturas acima da temperatura de solução crítica. Sua administração intraductal in vivo prolongou a retenção da rodamina no tecido mamário por 120 h sem promover alterações histológicas. A piplartina em solução apresentou IC₅₀ de 10,1 11,3 mM nas linhagens de câncer de mama T47-D e MCF-7. Sua incorporação em NE-HA e NP resultou em aumento da citotoxicidade e redução do IC₅₀ em até 3,6 vezes para NE-HA e 1,6 vezes para NP. Uma redução adicional (~4,0 vezes) foi observada com a combinação de piplartina com YARA em NP. Resultados ainda mais pronunciados foram observados em modelos 3D, representados por esferoides de T47-D ou MCF7, com redução do IC₅₀ em até 6,6 e 4,6 vezes utilizando NE-HA e NP, respectivamente. Consistente com os resultados em monocamadas, a associação de piplartina e YARA em NP reduziu ainda mais o IC₅₀ (até 15 vezes) do fármaco em esferoides. O aumento da citotoxicidade medida pelos nanocarreadores pode decorrer de penetração mais eficiente, como observado por meio da visualização da penetração da rodamina B em culturas 2D e 3D. Em modelo pré-clínico de câncer de mama, tumores palpáveis desenvolveram-se em 77,7% dos animais no grupo não tratado induzido (2,5 ± 1,6 tumores por animal). Por outro lado, semelhante ao grupo não induzido, não foram observados tumores palpáveis no grupo tratado com NE-HA, enquanto que o tratamento com NP reduziu em 18 vezes a incidência desses tumores. Esses resultados foram confirmados por meio de análises histológicas, em que alterações histológicas compatíveis com DCIS foram observadas no grupo induzido e não tratado, enquanto os grupos tratados com NE-HA e NP apresentaram um padrão de organização tecidual mais semelhante ao grupo controle não induzido. Em conjunto, esses resultados evidenciam as vantagens da nanoencapsulação da piplartina, inclusive em associação com inibidor de MK2, e a potencial aplicabilidade dos nanocarreadores desenvolvidos para administração intraductal e tratamento de DCIS e lesões mamárias de baixo risco.

Breast cancer is a major cause of death among women, accounting for about 25% of new annual cases. In situ ductal carcinomas (DCIS) represent the most common form of noninvasive breast cancer. Considering that DCIS usually begins in the epithelial cells that line the ducts, in this study, we developed bioadhesive nanoemulsions (NE) and thermosensitive pNIPAM polymeric nanoparticles (NP) for intraductal administration of the chemotherapeutic agent piplartine (piperlongumine). To confer bioadhesive properties, the NE was modified with chitosan (NE-Q) or hyaluronic acid (NE-HA). The use of phosphatidylcholine associated with polysorbate 80 and glycerol as surfactants enabled the formation of systems with 76.5 ± 1.2 nm. The inclusion of chitosan or hyaluronic acid resulted in NEs with opposite charge, similar in vitro bioadhesive potential and comparable capacity to prolong in vivo breast tissue retention of a fluorescent marker for up 120 h compared to the solution and systemic administration of the compound. No histological changes and local irritation were observed. The PNIPAM nanoparticles were modified with the SILY peptide for collagen binding and targeting, and piplartine was coencapsulated with a MK2 inhibitor peptide (YARA) to potentiate cytotoxicity. The average diameter of NPs was 361.5 ± 04.6 nm, with a decrease in the hydrodynamic radius at temperatures above the lower critical solution temperature. NP in vivo intraductal administration prolonged the retention of rhodamine in the breast tissue for up 120 h without promoting histological changes. The IC₅₀ of piplartine in solution was 10.1 - 11.3 mM in T47-D and MCF-7 breast cancer cell lines. Its incorporation in NE-HA and NP resulted in an increase in the cytotoxic effect and a reduction of IC₅₀ up to 3.6 times for NE-HA and 1.6 times for NP. An additional reduction (~ 4.0 times) was observed with the combination of piplartine and YARA in NP. Even more pronounced results were observed in 3D models, represented by T47-D or MCF7 spheroids, with an IC₅₀ reduction of 6.6- and 4.6-times using NE-HA and NP, respectively. Consistent with the results in monolayer cell culture, the combination of piplartine and YARA in NP further reduced the piplartine IC₅₀ (~ 15 times) in spheroids. The nanocarriermediated increase in cytotoxicity may result from a more efficient cell penetration, as observed by visualizing the penetration of rhodamine B in 2D and 3D cultures. In a preclinical model of breast cancer, 77,7% of the animals in the induced untreated group developed palpable tumors (2.5 ± 1.6 tumors per animal). On the other hand, similar to the non-induced group, palpable tumors were not observed in the group treated with NE-HA, while treatment with NP reduced the incidence of these tumors by 18 times. These results were confirmed through histological analyzes, in which histological changes compatible with DCIS were observed in the induced and untreated group, while the groups treated with NE-HA and NP showed a pattern of tissue organization similar to the uninduced control group. Together, these results demonstrate the advantages of piplartine nanoencapsulation and its combination with the MK2 inhibitor, and the potential applicability of the nanocarriers developed for intraductal administration and treatment of DCIS and low-risk mammary lesions.