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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.60.2021.tde-29092021-071109
Document
Auteur
Nom complet
Paula Anatália Pereira Bredarioli
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Ribeirão Preto, 2021
Directeur
Jury
Lopez, Renata Fonseca Vianna (Président)
Fialho, Silvia Ligório
Paiva, Cíntia Sade de
Titre en portugais
Avaliação in vivo do potencial de lipossomas contendo insulina para terapia tópica da doença do olho seco
Mots-clés en portugais
Administração tópica
Citocinas pró-inflamatórias
Citologia de impressão
Olho seco evaporativo
Secreção lacrimal
Resumé en portugais
A doença do olho seco (DOS) é uma doença multifatorial da superfície ocular que ocasiona diminuição da secreção lacrimal, hiperosmolaridade e inflamação. Estudos recentes mostram que a administração tópica de insulina (INS) aumenta a secreção lacrimal. No entanto, a rápida drenagem do local de aplicação associada à sua conhecida instabilidade em fluidos biológicos diminui a biodisponibilidade local da INS e impõem administrações múltiplas que acarretam baixa adesão ao tratamento. Lipossomas são sistemas de liberação de fármacos biocompatíveis que aumentam a estabilidade e o tempo de residência de fármacos na superfície ocular. Também há indícios de que sua composição lipídica evite a evaporação exacerbada do fluido lacrimal, característico da DOS. Com a hipótese de que a associação da INS à lipossomas aumente a biodisponibilidade ocular da INS e auxilie na proteção das células do epitélio corneano, lesionadas nos casos de DOS, o objetivo deste trabalho foi avaliar, in vivo, o efeito de lipossomas contendo INS (lipossoma-INS) nos principais sinais da DOS: secreção lacrimal diminuída, células epiteliais agredidas, epitélio fino e inflamação. Lipossomas-INS foram preparados e caracterizados em relação ao seu tamanho médio (108±6 nm), índice de polidispersão (PdI) (0,28), potencial zeta (-5±10 mV), pH (6,7±0,1) e osmolaridade (230±5 mOsm/L), além da eficiência de encapsulação (50%, aproximadamente 0,25 mg/mL). Injetados em ratos Wistar Hannover, os lipossomas-INS reduziram a glicemia a níveis semelhantes ao provocado pela injeção de uma dispersão simples de INS (disp-INS), com um retardo nos primeiros 30 min, sugerindo que os lipossomas sustentam a liberação da INS. A avaliação da influência na DOS do lipossoma-INS comparada ao lipossoma branco (sem INS) e a disp-INS foi realizada em ratos Wistar Hannover em dois modelos de DOS: induzida por instilação de cloreto de benzalcônio (BAC) e induzida por diabetes após injeção de streptozotocina (STZ). No modelo de DOS induzida por BAC, as formulações foram instiladas diariamente. Observou-se que as características gerais do epitélio da córnea, avaliadas por citologia de impressão, foram semelhantes as apresentadas pelo controle negativo (animal saudável) quando os animais foram tratados com o lipossoma-INS, classificadas como grau 0 na escala de Nelson. O epitélio dos animais tratados com disp-INS e lipossoma branco foi classificado como grau 2 e 1, respectivamente. No entanto, utilizando esse modelo de DOS, não foi possível observar diferenças na secreção lacrimal nem mesmo entre o controle positivo (animal com DOS não tratado) e o controle negativo. A espessura do epitélio da córnea foi significativamente maior nos grupos tratados com lipossoma-INS em relação ao controle positivo. No modelo de DOS induzida por STZ, os animais foram tratados em dias alternados com as formulações. A secreção lacrimal foi significativamente maior nos animais tratados com o lipossoma branco e lipossoma-INS, com volume semelhante ao controle negativo. A expressão na córnea das citocinas pró-inflamatórias, IL-6, IL1-β e TNF-α, foi avaliada por PCR. Não houve alteração significativa na expressão de IL-6 entre os grupos estudados. A avaliação do gene para IL-1β mostrou que os animais com DOS não tratados expressaram 2,5 vezes mais IL-1β do que os animais saudáveis. O tratamento com o lipossoma-INS diminuiu essa expressão para níveis estatisticamente semelhantes ao controle negativo, enquanto o tratamento com a disp-INS não os diminuiu. Os níveis de TNF-α, elevados nos animais com DOS, foram reduzidos a níveis semelhantes ao apresentado pelo controle negativo em todos os animais tratados. Apesar dos tratamentos com a disp-INS e lipossoma branco apresentar resultados melhores do que o controle positivo em alguns dos sinais avaliados, o tratamento com o lipossoma-INS foi o único que possibilitou a recuperação dos sinais da DOS a níveis semelhantes ao controle negativo em todos os parâmetros avaliados. Sugere-se, desta forma, que a associação do lipossoma com a INS apresente um efeito sinérgico e é promissora para o tratamento da DOS.
Titre en anglais
In vivo evaluation of insulin-loaded liposomes' potential for topical dry eye disease therapy
Mots-clés en anglais
Evaporative dry eye
Impression cytology
Proinflammatory cytokines
Tear secretion
Topical administration
Resumé en anglais
Dry eye disease (DED) is a multifactorial disease of the ocular surface that causes decreased tear secretion, hyperosmolarity, and inflammation. Recent studies show that topical insulin (INS) administration increases tear secretion. However, the rapid drainage of the application site associated with its known instability in biological fluids decreases the INS's local bioavailability and imposes multiple administrations that cause low treatment adherence. Liposomes are biocompatible drug delivery systems that increase the stability and residence time of drugs on the ocular surface. There is also evidence that its lipid composition prevents the tear fluid's exacerbated evaporation, characteristic of DED. With the hypothesis that the association of INS to liposomes increases the INS ocular bioavailability and assists in the protection of corneal epithelium cells damaged in DED, the objective of this work was to evaluate, in vivo, the effect of liposomes containing INS (liposome-INS) in the main signs of DED: decreased tear secretion, battered epithelial cells, thin epithelium, and inflammation. Liposome-INS was prepared and characterized in relation to their average size (108 ± 6 nm), polydispersion index (PdI) (0.28), zeta potential (-5 ± 10 mV), pH (6.7 ± 0, 1) and osmolarity (230 ± 5 mOsm/L), in addition to the encapsulation efficiency (50%, approximately 0.25 mg/mL). Injected into Wistar Hannover rats, liposomes-INS reduced blood glucose to levels similar to that caused by the injection of a simple INS dispersion (disp-INS), with a delay in the first 30 min, suggesting that liposomes sustain INS release. The evaluation of the influence of the liposome-INS compared to the blank liposome (without INS) and disp-INS on the DED was carried out in Wistar Hannover rats in two DED models: induced by instillation of benzalkonium chloride (BAK) and induced by diabetes after streptozotocin (STZ) injection. In the BAK-induced DED model, the formulations were instilled daily. It was observed that the corneal epithelium's general characteristics, assessed by impression cytology, were similar to those presented by the negative control (healthy animal) for liposome-INS treated animals, classified as grade 0 on the Nelson scale. The epithelium of animals treated with disp-INS and blank liposome was classified as grade 2 and 1, respectively. However, using this DED model, it was impossible to observe differences in tear secretion even between the positive control (animal with untreated DED) and the negative control. The corneal epithelium thickness was significantly greater in the groups treated with liposome-INS compared to the positive control. In the STZ-induced DED model, animals were treated on alternate days with the formulations. Lacrimal secretion was significantly higher in animals treated with blank liposome and liposome-INS, with a volume similar to the negative control. Corneal expression of pro-inflammatory cytokines, IL-6, IL1-β, and TNF-α, was assessed by PCR. There was no significant change in the expression of IL-6 between the groups studied. The evaluation of the gene for IL-1β showed that animals with untreated DED expressed 2.5 times more IL-1β than healthy animals. Treatment with the liposome-INS decreased this expression to levels statistically similar to the negative control, while treatment with disp-INS did not decrease them. The levels of TNF-α, elevated in animals with DED, were reduced to levels similar to that presented by the negative control in all treated animals. Although the treatments with disp-INS and blank liposome show better results than the positive control in some of the evaluated signs, the treatment with the liposome-INS was the only one that made it possible to recover DED signs at levels similar to the negative control in all evaluated parameters. Therefore, it is suggested that the association of the liposome with INS has a synergistic effect and is promising for the treatment of DED.
 
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Date de Libération
2023-04-28
Date de Publication
2021-09-29
 
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