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TitleDevelopment of pH-sensitive liposomes for biomedical applications
Author(s)Carvalho, Hugo José Fernandes
Advisor(s)Oliveira, M. Elisabete
Gomes, Andreia
Issue date2013
Abstract(s)Drug delivery systems, such as liposomes, have undergone a great evolution in the last years, with more and more systems being developed, and with some of them starting to be used in the clinic on a regular basis. This has increased the number of strategies developed, either by encapsulating different compounds, directed to various clinical applications, or by functionalizing those systems, conferring different features to them. One type of functionalization that has been seen to be of great importance is facilitating sensibility to pH variations, which has the objective of improving the ability of the system to deliver the content when in the presence of acidic conditions, such as those encountered in the endosomal pathway, one of the main gateway of such systems in the cell. Other acidic environment sites, with potential interest for the clinical application of pH-sensitive liposomes are, for example, tumor and inflammatory tissues. In this work, a new pH-sensitive formulation was developed, based in the dioctadecyldimethylammonium chloride (DODAC):monoolein (MO) system, which was already described as a good gene delivery vector. The sensitivity to pH was given by the introduction in the formulation of cholesteryl hemisuccinate, which has been described has a promoter of membrane fusion when in the presence of pH conditions below pKa. The results showed that the inclusion of CHEMS did not promote substantial changes in liposomal physicochemical characteristics, such as size, superficial charge and their stability in the presence of salt, serum or pH. However, by using lipid mixing assays, it was possible to verify that DODAC:MO:CHEMS (6:3:1 and 6:2:2) presented pH sensibility, since they showed increased membrane fusion at pH 5.4. It was also observed that low concentrations of liposomes, did not induce significant cytotoxicity. pH-sensitive liposomes were also able to efficiently complex with DNA, which is essential in gene therapy applications.
Os sistemas de entrega controlada de fármacos, como os lipossomas, têm sofrido uma evolução enorme nos últimos anos, com cada vez mais sistemas a serem desenvolvidos e com a chegada de alguns deles à clinica, onde já começam a ser utilizados regularmente. Isto tem feito com que cada vez mais abordagens sejam desenvolvidas, quer com a encapsulação de diferentes compostos, dirigidos a diferentes aplicações clinicas, quer com a funcionalização dos sistemas, conferindo-lhes propriedades particulares. Um tipo de funcionalização em que se tem apostado bastante é a sensibilidade ao pH. Esta caraterística tem como objetivo conferir uma maior capacidade ao sistema de entregar o seu conteúdo quando na presença de condições acídicas, como aquelas que se encontram na via endossomal, uma das principais portas de entrada deste tipo de sistema nas células. Outros locais com ambiente acídico com potencial interesse clinico para a aplicação de lipossomas sensíveis ao pH são, por exemplo, os tecidos tumorais e inflamatórios. Neste trabalho, tentou-se desenvolver um novo sistema lipossomal sensível ao pH baseado no sistema cloreto de dioctadecildimetilamónio (DODAC):monoleína (MO), que já foi descrito como sendo um bom vector para entrega de material genético. Para isso, foi introduzido na formulação liposomal um lípido sensível ao pH, o colesteril hemisuccinato (CHEMS) que está descrito como sendo um promotor de fusão entre membranas quando na presença de condições de pH abaixo do seu pKa. Os resultados mostraram que a presença de CHEMS na formulação lipossomal não promoveu alterações substanciais em propriedades fisico-quimicas dos lipossomas, como o tamanho, a carga superficial e a estabilidade na presença de sal, soro e pH. No entanto, através de ensaios de fusão de membranas foi possível verificar que as formulações DODAC:MO:CHEMS (6:3:1 e 6:2:2) apresentaram sensibilidade ao pH, ao mostrar maior fusão entre membranas quando em pH 5.4. Observou-se ainda que baixas concentrações de lipossomas não induzem citotoxicidade significativa. Os lipossomas sensíveis ao pH foram também capazes de complexar eficientemente com DNA, o que é util para aplicações em terapia genética.
TypeMaster thesis
DescriptionDissertação de mestrado em Biophysics and Bionanosystems
URIhttp://hdl.handle.net/1822/27811
AccessRestricted access (UMinho)
Appears in Collections:BUM - Dissertações de Mestrado
DBio - Dissertações de Mestrado/Master Theses

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