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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.60.2017.tde-03052017-155607
Document
Author
Full name
Ivana Pereira Santos Carvalho
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2016
Supervisor
Committee
Gaspari, Priscyla Daniely Marcato (President)
Chorilli, Marlus
Marchetti, Juliana Maldonado
Title in Portuguese
Desenvolvimento de nanopartículas lipídicas sólidas no carreamento de extrato alcaloídico de Solanum lycocarpum e avaliação biológica in vitro em células de câncer de bexiga
Keywords in Portuguese
Carreador lipídico nanoestruturado
Citotoxidade
Extrato alcaloídico
Solanum lycocarpum
Abstract in Portuguese
Solanum lycocarpum é uma espécie brasileira conhecida por sua diversidade em glicoalcalóides (GA). Os GA solasonina (SS) e solamargina (SM), extraídos dos frutos desta planta, apresentaram propriedades antioxidantes e anticancerígenas atuando em diferentes mecanismos moleculares para a terapia do câncer. No entanto, a baixa solubilidade em água destas moléculas e a sua toxicidade limita a aplicação destes glicoalcalóides. Desta forma, o desenvolvimento de uma formulação nanoestruturada contendo GA pode possibilitar a sua aplicação clínica na terapia do câncer de bexiga (CB). Assim, este projeto visa o desenvolvimento e caracterização de carreadores lipídicos nanoestruturados (CLN) como sistemas de carreamento do extrato alcaloídico de S. Lycocarpum (EA), rico em GA, e avaliação da citotoxidade in vitro em células de câncer de bexiga. Os CLN foram preparadas pelo método de emulsão à quente e sonicação e otimizados utilizando um planejamento fatorial 23. No planejamento avaliou-se a influência de três variáveis independentes: tipo e quantidade de lipídio e tipo de surfactante nos fatores de resposta diâmetro e índice de polidispersão (PdI). CLNs foram caracterizadas de acordo com diâmetro médio, distribuição de tamanho e potencial zeta por espalhamento dinâmico de luz (DLS), índice de recristalização (IR) por calorimetria exploratória diferencial (DSC), porcentagem da eficiência de encapsulamento (EE%) por LC-MS/MS, avaliação morfológica por microscopia de força atômica (AFM), distribuição e concentração de nanopartículas por análise de rastreamento de nanopartículas (NTA), perfil de liberação do EA encapsulado em CLN pelo ensaio de perfil de liberação in vitro em células de Franz, e estabilidade ao longo do tempo. A citotoxidade dos glicoalcalóides foi avaliada pelo ensaio de captura do corante de vermelho neutro utilizando células de câncer de bexiga (RT4). As células foram tratadas com EA livre e encapsulado no CLN nas concentrações de 5 ?g/mL à 20 ?g/mL, assim como CLN vazia no período de 24h e 48h e foram calculadas suas respectivas concentrações inibitórias médias (IC50). O CLN desenvolvido apresentou tamanho inferior a 80 nm e potencial zeta negativo. O PdI foi inferior a 0,2 indicando uma baixa polidispersão. O CLN foi estável por 60 dias em relação ao tamanho, PdI e potencial zeta. O índice de recristalização (IR) do CLN com EA foi 47,23%, indicando uma estrutura menos cristalina do lipídio no CLN que propicia uma alta eficiência de encapsulamento de SS (86%) e SM (89,1%) e evita a expulsão dos ativos durante a estocagem. Os CLNs apresentaram-se semiesféricas como observado por AFM. A concentração de partículas, medida por NTA, foi de 9,74x 1011 partículas/mL e o diâmetro médio foi de 125 nm. Os glicoalcalóides presentes no EA encapsulado em CLN apresentam perfil de liberação in vitro sustentado após 36 h de liberação em condição "sink". O mecanismo de liberação dos GA foram diferentes, sendo que para o SS foi não-fickano enquanto que o SM foi fickano. O EA livre e encapsulado (CLN-EA) foi citotóxico frente células RT4, sendo que o CLN-EA foi mais citotóxico que o EA livre após 48h de tratamento. O IC50 das CLN-EA, após 24h de tratamento, foi de 15,94 ?g.mL-1 e 12,35 ?g.mL-1 após 48 h de tratamento. Esta redução no valor do IC50 está relacionada ao perfil de liberação dos glicoalcalóides SS e SM das nanopartículas. Os resultados demonstraram que a CLN desenvolvida é um sistema interessante para encapsular EA com potencial para futura terapia do câncer de bexiga
Title in English
Development of solid lipid nanoparticles in loading alcaloídico extract of Solanum Lycocarpum and biological evaluation in vitro in bladder cancer cells
Keywords in English
Alkaloidic extract (AE)
Cytotoxicity
Nanostructured lipid carrier
Solanum lycocarpum
Abstract in English
Solanum lycocarpum is a native species of the Brazilian savannah known for its diversity in glycoalkaloids (GA). The GA solasonine (SS) and solamargine (SM), extracted from the fruits of their plant, have antioxidant and antitumoral activity; acting on different molecular mechanisms interesting for cancer therapy. However, the low water solubility of these molecules and their toxicity limits their application. Thus, the development of a nanostructured formulation containing these glycoalkaloids may allow their clinical application in bladder cancer therapy (BC). Thus, this project aims at the development and characterization of nanostructured solid lipid (NLC) as carrier systems of alkaloidic extract of S. lycocarpum (AE), rich in GA, and their cytotoxic evaluation in order to obtain a nanostructured system for future intravesical therapy of bladder cancer. The NLC were prepared by the emulsion and sonication method and optimized using a factorial design 23. The influence of three independent variables was evaluated as type and amount of lipid and type of surfactant in response factors diameter and polydispersity index (PdI). NLCs were characterized according to average diameter, size distribution and zeta potential by dynamic light scattering (DLS), recrystallization index (RI) by differential scanning calorimetry (DSC), percentage of encapsulation efficiency (EE%) by LC MS/MS, morphological analysis by atomic force microscopy (AFM), distribution and concentration of nanoparticles by nanoparticle tracking analysis (NTA), the in vitro release profile of GA from NLC was done by Franz's cells diffusion, and stability over time by DLS. Cytotoxicity assay was evaluated by neutral red uptake assay in bladder cancer cells (RT4). Cells were treated with different concentrations of GA free and encapsulated in NLC (5-40 ?g/mL) and empty NLC for 24h, 48h and 72h. The NLC developed showed diameter smaller than 80 nm and zeta potential of -9.26 mV. The PdI was less than 0.2 indicating dispersion with low polydispersity. The NLC was stable for 60 days regarding to size, PdI and zeta potential. Recrystallization index (RI) of NLC-AE was 47.23%, indicating a less crystalline structure of the lipid in the particle, which provides high encapsulation efficiency of SS (86%) and SM (89.1%). This low RI prevents the expulsion of GA from NLC during the storage. NLCs exhibited semi-spherical form as observed by AFM. The particles concentration, measured by NTA, was 9.74 x 1011 particles/mL and the diameter was about 125 nm. The GA present in NLC-AE showed an in vitro sustained release profile after 36 h of release in a sink condition. The release mechanisms of SS and SM were different. The release mechanism of SS was non-Fickan while SM was Fickan. The AE free and NLC-AE was cytotoxic to RT4 cells, and the NLC-AE was more cytotoxic than the AE free after 48 hours of treatment. The IC50 of NLC-AE, after 24 hours of treatment, was 15.94 ?g.mL-1 and 12.35 ?g.mL-1 after 48 h of treatment. This reduction in IC50 value can be related to the release profile of the GA (SS and SM) of the nanoparticles. The results demonstrate that NLC developed is an interesting system to encapsulate AE with potential for future therapy of bladder cancer
 
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Release Date
2019-05-03
Publishing Date
2017-07-20
 
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