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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.60.2019.tde-24052019-145811
Document
Author
Full name
Juliana dos Santos Rosa
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2019
Supervisor
Committee
Bentley, Maria Vitoria Lopes Badra (President)
Lima, Eliana Martins
Leopoldino, Andréia Machado
Lopes, Luciana Biagini
Title in Portuguese
Carreador lipídico nanoestruturado multifuncional contendo 5-fluorouracil e siRNA para tratamento de câncer de pele
Keywords in Portuguese
Câncer de pele não melanoma
Co-delivery
Melanoma
Nanopartícula multifuncional
Nanotecnologia
siRNA BCL-2
Terapia de silenciamento gênico
Abstract in Portuguese
O tratamento de câncer baseado em plataformas multifuncionais tem sido, de forma geral eficientes, pois tratam-se de terapias que atuam de forma simultânea em mais de uma das vias da patogênese no câncer. Neste sentido, a co-administração de fármacos antimetabólicos, tal como o 5-Fluorouracil (FU) e small interference RNA (siRNA) específicos para alvos do câncer, representam uma estratégia racional para o tratamento do câncer de pele. O 5FU é um fármaco que possui importante aplicação no tratamento tópico do câncer de pele. No entanto, sua baixa meia vida e altas toxicidades cutânea e sistêmica impede a adesão correta ao tratamento. Um dos grandes alvos para tratamentos de tumores, são as proteínas da família BCL-2, estas impedem que a cascata da apoptose se ative. Uma das maneiras mais eficazes para reduzir a super expressão de proteínas, é o uso de small interfering RNA (siRNA) específicos, que impedirão que o RNA mensageiro seja traduzido na proteína alvo. Entretanto, aspectos físico-químicos e biológicos do 5FU e de siRNA impedem uma adequada biodisponibilidade no tecido cutâneo após aplicação tópica. Desta forma, o desenvolvimento de sistemas nanoestruturados para a co-administração do 5FU e de siRNA específico para proteína BCL-2, representa uma alternativa para a redução dos efeitos adversos e o aumento da segurança terapêutica. Assim, o presente trabalho objetivou desenvolver e caracterizar carreadores lipídicos nanoestruturados (CLN) para encapsular o 5FU e complexar com siRNA BCL-2, além de sua avaliação in vitro para perfis de liberação, permeação cutânea, retenção cutânea, bem como viabilidade e transfecção celular, além de ensaios ex vivo visando conhecer as características de interação com a pele humana, e por fim, avaliação da atividade antiproliferativa e apoptótica. Os resultados obtidos demonstram que o CLN desenvolvido possui diâmetros de partículas, índices de polidispersão e potencial zeta adequados para exercer sua função, se mostrou estável, além de ter encapsulado o 5FU e complexado com o siRNA de maneira eficiente. O CLN apresentou perfis de permeação e retenção cutânea in vitro promissoras para aplicação tópica dos agentes terapêuticos em questão. A viabilidade celular indicou que o CLN desenvolvido possui IC50 menores para as linhagens tumorais, além de apresentarem transfecção celular comparado com o controle Lipofectamina 2000®. Os ensaios ex vivo foram indispensáveis para entender o comportamento do CLN desenvolvido na pele humana e o mesmo impediu o estrato córneo de descamar, devido ao filme lipídico oclusivo que formou, sendo esta uma observação inédita no modelo hOSEC. Os ensaios de atividade, por ELISA, Western Blot e qRT-PCR se complementaram e apontaram que o CLN foi capaz de reduzir significativamente, a proliferação das linhagens tumorais e o RNAm para a proteína BCL-2. Estes resultados em conjunto cooperam entre si para que o CLN em questão seja considerado promissor para o tratamento tópico do câncer de pele
Title in English
Nanostructured lipid carrier containing 5-fluorouracil and siRNA for the treatment of skin cancer
Keywords in English
BCL-2 siRNA
Co-delivery
Gene silencing therapy
Melanoma
Multifunctional nanoparticle
Nanotechnology
Non-melanoma skin cancer
Abstract in English
The treatment of cancer based on multifunctional platforms has been generally efficient because they are therapies that act simultaneously in more than one of the pathogenesis pathways in cancer. Therefore, the co-administration of antimetabolic drugs, such as 5-Fluorouracil (FU) and small interference RNA (siRNA) specific for cancer targets, represents a rational strategy for the treatment of skin cancer. The 5FU is a drug that has important application in the topical treatment of skin cancer. However, its low half-life and high cutaneous and systemic toxicity prevents correct treatment adherence. One of the major targets for tumor treatments, are the BCL-2 family proteins, which prevent the cascade of apoptosis from activating. One of the most effective ways to reduce protein overexpression is to use specific RNA (siRNA), which will prevent messenger RNA from being translated into the target protein. However, physico-chemical and biological aspects of 5FU and siRNA limit their prevent adequate bioavailability in cutaneous tissue after topical application. Thus, the development of nanostructured systems for co-administration of 5FU and specific siRNA for BCL-2 protein represents an alternative for reducing adverse effects and increasing therapeutic safety. Thus, the present work aimed to develop and characterize nanostructured lipid carriers (NLC) to transport 5FU and to complex with BCL-2 siRNA, in addition to its in vitro evaluation for profiles of release, cutaneous permeation, cutaneous retention, as well as cell viability and transfection , in addition to ex vivo tests aiming to know the interaction characteristics with the human skin, and, finally, evaluation of the antiproliferative and apoptotic activity. The results obtained demonstrate that the developed NLC has particle diameters, polydispersion indices and zeta potential adequate to perform its function, it has shown to be stable, besides encapsulating the 5FU and complexing with the siRNA efficiently. The NLC presented promising in vitro skin permeation and retention profiles for topical application. Cell viability indicated that the developed NLC has lower IC 50 for the tumor cell lines, besides presenting cellular transfection compared to the control Lipofectamina 2000®. The ex vivo assays were indispensable to understand the behavior of NLC developed in the human skin and the same prevented the stratum corneum from peeling due to the occlusive lipid film that formed, this was an unprecedented observation in the hOSEC model. The activity assays, by ELISA, Western Blot and qRT-PCR were complemented and indicated that NLC was able to significantly reduce proliferation of tumor lines and mRNA for BCL-2 protein. These results together cooperate with each other so that the NLC in question is considered promising for the topical treatment of skin cancer
 
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Release Date
2021-05-23
Publishing Date
2019-11-22
 
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