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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.60.2021.tde-29092021-104422
Document
Author
Full name
Ana Vitória Pupo Silvestrini
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2020
Supervisor
Committee
Bentley, Maria Vitoria Lopes Badra (President)
Guimarães, Pedro Pires Goulart
Fantini, Marcia Carvalho de Abreu
Title in Portuguese
Desenvolvimento e caracterização de nanodispersão de fase líquido-cristalina como sistema carreador multifuncional de siRNA TNF-α e triptolida no tratamento tópico da psoríase
Keywords in Portuguese
Nanodispersão líquido-cristalina
Psoríase
Terapia gênica
Triptolida
Abstract in Portuguese
A psoríase é uma doença inflamatória crônica, que pode acometer a pele, unhas, mucosas e articulações. A sua ocorrência esta associada à uma complexa interação entre fatores genéticos, metabólicos, imunológicos e ambientais. O tratamento convencional é baseado na sua gravidade, sendo recomendado o uso de imunossupressores, foto- ou quimiofototerapia e imunobiológicos. No entanto, a terapia a longo prazo é limitada. Neste contexto, a busca de novos agentes terapêuticos é alvo constante de pesquisas e necessária para melhorar as condições clínicas dos pacientes. Desta forma, foi proposto a entrega combinada de dois agentes farmacológicos, triptolida e small interfering RNA (siRNA) com alvo o TNF-α, veiculados por nanodispersões líquido-cristalinas (NLCs), que são sistemas que apresentam características vantajosas para a aplicação tópica de fármacos, devido a sua arquitetura ordenada, biocompatibilidade com membranas biológicas, e são passíveis de modificações químicas e físicas, permitindo maior multifuncionalidade. Neste sentido, as NLCs foram produzidas e caracterizadas quanto às suas propriedades físicas, químicas e funcionais in vitro. A modificação com poli-(alilamina hidroclorada) (PAH), agente catiônico, forneceu carga residual positiva ao sistema, permitindo maior interação eletrostática com o siRNA. As partículas apresentaram tamanho hidrodinâmico médio ≤160 nm, índice de polidispersão ≤0,2 e uma eficiência de encapsulação ≥90%. A presença do PAH, triptolida ou siRNA não alteraram a mesoestrutura líquido-cristalina hexagonal. As NLCs apresentaram estabilidade física e química por pelo menos 90 dias armazenadas a 25 ºC. Estudos cinéticos mostraram que as NLCs apresentam maior retenção na região da epiderme e derme viável, com uma maior entrega das moléculas ativas quando foi aplicado um hidrogel de hidroxietilcelulose contendo as NLCs. Dados reológicos mostraram que o aumento da viscosidade da formulação melhorou as características pseudoplásticas e o perfil de textura. In vitro, a presença do PAH e da triptolida conferiram toxicidade às NLCs, ainda que, os efeitos tóxicos da triptolida foram atenuados com a encapsulação ao sistema. A rápida internalização celular, com taxas acima de 80% em 6 h de tratamento, foi atribuída aos mecanismos de endocitose mediada por caveolina e macropinocitose. Durante o tráfico intracelular, foi observado uma diminuição da localização endo-lisossomal das NLCs após 6 h, resultando em escape endossomal e liberação efetiva de seu conteúdo. Em cultura de monócitos primários humanos a co-entrega de triptolida e siRNA-TNF pelas NLCs mostrou atenuar a produção de TNF-α, IL-1β, IL-6 e TGF-β1, após tratamento concomitante ou com prévia exposição ao lipopolissacarídeo. Face aos resultados obtidos, pode-se concluir que as NLCs multifuncionais desenvolvidas é uma estratégia relevante para a administração tópica desses agentes para o tratamento da psoríase e outras condições cutâneas de ordem inflamatória ou autoimune.
Title in English
Development and characterization of phase liquid-crystalline nanodispersion as a multifunctional carrier system of TNF-α siRNA and triptolide in the topical treatment of psoriasis
Keywords in English
Gene therapy
Liquid-crystalline nanodispersions
Psoriasis
Triptolide
Abstract in English
Psoriasis is a chronic inflammatory disease that can affect the skin, nails, mucous membranes and joints. Its occurrence is associated with a complex interaction between genetic, metabolic, immunological and environmental factors. Conventional treatment is based on its severity, and the use of immunosuppressants, photo- or chemophototherapy and immunobiologicals is recommended. However, long-term therapy is limited. In this context, the search for new therapeutic agents is a constant target for research and necessary to improve the clinical conditions of patients. Thus, it was proposed the combined delivery of two pharmacological agents, triptolide and small inference RNA (siRNA) targeting TNF-α, carried by liquid-crystalline nanodispersions (LCNs), which are systems that have advantageous characteristics for the topical application of drugs, due to their orderly architecture, biocompatibility with biological membranes, and are subject to chemical and physical modifications, allowing greater multifunctionality. In this sense, LCNs were produced and characterized in terms of their physical, chemical and functional properties in vitro. The modification with poly(allylamine hydrochloride) (PAH), a cationic agent, provided a positive residual charge to the system, allowing greater electrostatic interaction with the siRNA. The particles had an average hydrodynamic size ≤160 nm, polydispersion index ≤0.2 and an encapsulation efficiency ≥90%. The presence of PAH, triptolide or siRNA did not alter the hexagonal liquid-crystalline mesostructure. The LCNs showed physical and chemical stability for at least 90 days stored at 25 ºC. Kinetic studies have shown that LCNs have greater retention in the region of the epidermis and viable dermis, with greater release of the active molecules when a hydroxyethylcellulose hydrogel containing NLCs is applied. Rheological data showed that the increased viscosity of the formulation improved the pseudoplastic characteristics and the texture profile. In vitro, the presence of PAH and triptolide conferred toxicity to the LCNs, although the toxic effects of triptolide were attenuated with the encapsulation of the system. Rapid cell internalization, with rates above 80% in 6 h of treatment, was attributed to mechanisms of caveolin-mediated endocytosis and macropinocytosis. During intracellular trafficking, a decrease in the endo-lysosomal location of LCNs was observed after 6 h, resulting in endosomal escape and effective release of their content. In culture of primary human monocytes, the co-delivery of triptolide and siRNA-TNF by LCNs has been shown to attenuate the production of TNF-α, IL-1β, IL-6 and TGF-β1, after concomitant treatment or with previous exposure to lipopolysaccharide. In view of the results obtained, it can be concluded that the multifunctional LCNs developed are a relevant strategy for the topical administration of these agents for the treatment of psoriasis and other skin conditions of an inflammatory or autoimmune.
 
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Release Date
2023-02-05
Publishing Date
2021-10-01
 
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