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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.9.2021.tde-20122021-154241
Documento
Autor
Nome completo
Aline de Souza
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2021
Orientador
Banca examinadora
Bou-Chacra, Nádia Araci (Presidente)
Andréo Filho, Newton
Gaspari, Priscyla Daniely Marcato
Lopes, Luciana Biagini
Título em inglês
Nanostructured lipid carrier containing hydroxymethylnitrofurazone: preparation, characterization and in vitro and in vivo evaluation of leishmanicidal activity
Palavras-chave em inglês
Hydroxymethylnitrofural
Leishmaniasis
Lymphatic system
Nanostructured lipid carrier
Oral administration
Resumo em inglês
Leishmaniasis, a neglected tropical disease (NTD), is a set of diseases caused by obligatory parasitic protozoa of the genus Leishmania. And it has cutaneous and visceral eishmaniasis as its main forms. Treatment includes pentavalent antimonials. These drugs have several disadvantages, such as the need for parenteral administration, use of high dosages, long duration of treatment, severe toxicity, resistance and variable efficacy. The candidate for hydroxymethylnitrofural drug (NFOH), a prodrug derived from nitrofural, showed high activity in cell cultures infected with Trypanosoma cruzi and less toxicity when compared to nitrofural. Due to its low solubility in water and reduced bioavailability, NFOH has failed the in vivo efficacy tests. Nanostructured drug delivery systems have the potential to overcome these challenges due to their evident advantages: greater therapeutic efficacy, less toxicity, modified drug release and increased gastrointestinal absorption of drugs with low water solubility. The objective of this project will be the preparation and evaluation of the physicochemical characteristics of a nanostructured lipid carrier containing hydroxymethylnitrofural (NLC-NFOH). The NFOH showed the highest solubility in Miglyol® 840 among the tested liquid lipids. For solid lipids, Gelucire® 50/13 and Precirol® ATO5 proved to be more suitable for the solubilization of NFOH. The optimized NLC-NFOH consisted of these three lipids. These lipids were selected using a quick Technobis Crystal 16TM methodology, microscopy and DSC. Different lipid selection tools provided scientific knowledge relevant to the development of NLC. The NLC-NFOH had an average z of 198.6 ± 5.4 nm, a PDI of 0.11 ± 0.01 and a zeta potential of -13.7 ± 0.7 mV. This study allowed a design space development approach of the first NLC-NFOH with the potential to treat leishmaniasis orally. The development of a sensitive bioanalytical method using HPLC and evaluation of some analytical figures of merit for the validation allowed the quantification of NFOH and NF. The bioanalytical method for analysis of NFOH and NF use Zorbax SB-C18, 5µm, (4.6x250mm) HPLC column. The mobile phase was consisted of acetonitrile:water (20:80 v/v) with flow rate of 1.2 ml/min, at UV detection of 370 nm. The linearity of NFOH and NF was found in the range 0.0253.0 µg/ml with a correlation coefficient of r > 0.98. The precision was 2.44 to 13.77% for NFOH and 2.61 to 18.42%; the accuracy was 2.66 to 14.28% for NFOH and 2.09 to 19.06% for NF. The method showed to be suitable for effectively evaluation of NFOH is serum. NLC-NFOH (2.8 mg/kg) was administered to animals by gavage, and the blocking flow of the chylomicrons model was performed with an intraperitoneal injection of cycloheximide. The presence of NFOH in serum was evaluated with and without cycloheximide. The cytotoxicity assay of NLC-NFOH and blank-NLC showed more than 90% viable cells at the maximum concentration used (2560 µM). NFOH and NF were detected at 1h after the gavage of DMSO-NFOH or NLC-NFOH, without the pretreatment with cycloheximide. The concentration found for DMSO-NFOH and NLC-NFOH were 0.0316 and 0.0291 µg/mL, respectively. The NLC presented the NFOH absorption by the lymphatic system, demonstrated by blocking chylomicrons flow.
Título em português
Carreador lipídico nanoestruturado contendo hidroximetilnitrofural: preparação, caracterização físico-química e avaliação in vitro e in vivo da atividade leishmanicida
Palavras-chave em português
Administração oral
Carreador lipídico nanoestruturado
Hidroximetilnitrofural
Leishmanioses
Sistema linfático
Resumo em português
A leishmaniose, uma doença tropical negligenciada (DTN), é um conjunto de doenças causadas por protozoários parasitas obrigatórios do gênero Leishmania. E tem como formas principais a leishmaniose cutânea e visceral. O tratamento inclui antimoniais pentavalentes. Esses fármacos apresentam várias desvantagens, como necessidade de administração parenteral, uso de altas dosagens, longa duração do tratamento, toxicidade grave, resistência e eficácia variável. O candidato ao fármaco hidroximetilnitrofural (NFOH), um pró-fármaco derivado do nitrofural, apresentou alta atividade em culturas de células infectadas pelo Trypanosoma cruzi e menor toxicidade quando comparado ao nitrofural. Devido à sua baixa solubilidade em água e biodisponibilidade reduzida, o NFOH falhou nos testes de eficácia in vivo. Os sistemas nanoestruturados de liberação de fármacos têm potencial para superar esses desafios devido às suas vantagens evidentes: maior eficácia terapêutica, menor toxicidade, liberação modificada do fármaco e aumento da absorção gastrointestinal de fármacos com baixa solubilidade em água. O objetivo deste projeto será a preparação e avaliação das características físico-químicas de um carreador lipídico nanoestruturado contendo hidroximetilnitrofural (NLC-NFOH). O NFOH apresentou a maior solubilidade no Miglyol® 840 entre os lipídios líquidos testados. Para lipídios sólidos, Gelucire® 50/13 e Precirol® ATO5 se mostraram mais adequados para a solubilização de NFOH. O NLC-NFOH otimizado consistiu desses três lipídios. Esses lipídios foram selecionados usando Technobis Crystal 16TM, microscopia e DSC. Diferentes ferramentas de seleção de lipídios forneceram conhecimento científico relevante para o desenvolvimento de NLC. O NLC-NFOH teve z-average de 198,6 ± 5,4 nm, PDI de 0,11 ± 0,01 e potencial zeta de -13,7 ± 0,7 mV. Este estudo permitiu o desenvolvimento por abordagem de Design Space do primeiro NLC-NFOH com potencial para tratar a leishmaniose por via oral. O desenvolvimento de um VIII método bioanalítico sensível utilizando HPLC e a avaliação de algumas figuras analíticas de mérito para a validação permitiram a quantificação de NFOH e NF em soro. O método bioanalítico para análise de NFOH e NF usou coluna de HPLC Zorbax SB-C18, 5 µm, (4,6 x 250 mm). A fase móvel foi constituída por acetonitrila: água (20:80 v / v) com vazão de 1,2 ml / min, com detecção no UV de 370 nm. A linearidade de NFOH e NF foi encontrada na faixa de 0,0253,0 µg / ml com um coeficiente de correlação de r> 0,98. A precisão foi de 2,44 a 13,77% para NFOH e 2,61 a 18,42%; a precisão foi de 2,66 a 14,28% para NFOH e 2,09 a 19,06% para NF. O método mostrou-se adequado para avaliação efetiva do NFOH no soro. NLC-NFOH (2,8 mg / kg) foi administrado aos animais por gavagem, e o modelo de bloqueio do fluxo de quilomícrons foi realizado com injeção intraperitoneal de cicloheximida. A presença de NFOH no soro foi avaliada com e sem cicloheximida. O ensaio de citotoxicidade de NLC-NFOH e brancoNLC mostrou mais de 90% de células viáveis na concentração máxima utilizada (2560 µM). NFOH e NF foram detectados 1h após a gavagem de DMSO-NFOH ou NLC-NFOH, sem o pré-tratamento com cicloheximida. As concentrações encontradas para DMSO-NFOH e NLC-NFOH foram 0,0316 e 0,0291 µg / mL, respectivamente. O NLC apresentou a absorção do NFOH pelo sistema linfático, demonstrada pelo bloqueio do fluxo dos quilomícrons.
 
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Data de Publicação
2021-12-22
 
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