Magnetolipossomas baseados em nanopartículas de ferrite de magnésio e mistas para aumento do potencial da curcumina na terapia do cancro

Abstract

A nanomedicina abriu caminhos à terapia oncológica ao impulsionar o desenvolvimento de novas abordagens de diagnóstico precoce, imagiologia de precisão, terapia e entrega de fármacos. As dificuldades no alcance de uma efetividade terapêutica fazem desta patologia um dos principais focos de investigação nas vertentes da área. Os lipossomas, enquanto nanotransportadores de agentes quimioterápicos, permitem melhorar a solubilidade, farmacocinética, esta bilidade in vivo e toxicidade e eles inerentes. Com vista a contrariar o rápido reconhecimento e captura pelo sistema imunitário e proporcionar o direcionamento e acumulação no local alvo, foram desenvolvidos lipossomas furtivos magnetossensitivos que contêm, na sua formulação lipídica, a conjugação com polietilenoglicol (PEG). Este projeto envolveu a síntese (pelo método de coprecipitação) e respetiva caracterização (MgFe2O4; diâmetro ≈ 25 nm; magnetização de saturação = 16,2 emu/g; coercividade = 22,1 Oe) e ≈ 150 (morfológica, estrutural e de resposta magnética) de ferrites de magnésio superparamagnétic as ferrites de magnésio com substituição parcial por iões de cálcio (Ca0.75Mg0.25Fe2O4 e Ca0.25Mg0.75Fe2O4). Estas nanopartículas foram incorporadas em lipossomas enquanto dispersões na bicamada lipídica (SMLs e SMLs furtivos; diâmetro ≈ 100 nm). fase aquosa (AMLs e AMLs furtivos; diâmetro nm) e como agregados rodeados por uma Dada a atividade quimiopreventiva e quimioterápica reportada à curcumina, este com posto foi encapsulado nos diferentes nanossistemas com intuito de aumentar o seu potencial na terapia do cancro. A sua localização nos nanossistemas foi avaliada através de ensaios de anisotropia de fluorescência em estado estacionário, sendo concluída a sua localização na bicamada lipídica e uma taxa média de eficiência no encapsulamento de 98% ± 1,5 nos AMLs e 89% ± 8,6 nos SMLs. Foram realizados ensaios de interação não específica dos nanossistemas com vesículas unilamelares gigantes (GUVs), com o recurso ao processo de transferência de energia ressonante de Förster (FRET) e de decréscimo da inibição de fluorescência, com vista a tirar ilações acerca do comportamento que os nanossistemas apresentam quando em contacto com as células. Os resultados obtidos evidenciam que os diferentes magnetolipossomas são nanotransportadores resistentes e promissores para direcionamento magnético e terapia dual e sinérgica (quimioterapia e hipertermia) no tratamento oncológico.

Nanomedicine opened paths on cancer therapy by propelling the development of new approaches in early diagnosis, precision imaging, therapy and drug delivery. The difficulties in reaching a therapeutic effectiveness make this pathology one of the main investigation focus in the slopes of this area. Liposomes, as nanotransporters of chemotherapeutic agents, make it possible by improving solubility, pharmacokinetics, in vivo stability and by reducing their cytotoxicity. In order to counteract the fast recognition and capture by the immune system and to provide the accumulation at the target site, magneto-sensitive stealth liposomes have been developed by conjugation with polyethylene glycol (PEG). This project entailed the synthesis (by co-precipitation method) and respective characterization (morphological, structural and magnetic response) of superparamagnetic magnesium ferrites (MgFe2O4; diameter 25 nm; saturation magnetization = 16,2 emu/g; coercivity = 22,1 Oe) and mixed ferrites (Ca0.75Mg0.25Fe2O4 e Ca0.25Mg0.75Fe2O4). These nanoparticles were incorporated into liposomes as dispersions in the aqueous phase (AMLs and stealth AMLs; diameter ≈ 150 nm) and as clusters surrounded by a lipid bilayer (SMLs and stealth SMLs; diameter ≈ 100 nm). Given the chemopreventive and chemotherapeutic activity reported to curcumin, this compound was encapsulated in the nanosystems to increase its potential on cancer therapy. Its location was evaluated by fluorescence anisotropy assays, being concluded that the drug is carried in the lipid bilayer with an average encapsulation efficiency rate of 98% ± 1,5 in AMLs and 89% ± 8,6 in SMLs. Non-specific interactions with giant unilamellar vesicles (GUVs) were performed, using the Förster Resonant Energy Transfer (FRET) and fluorescence emission unquenching processes, in order to draw conclusions about the nanosystems behavior when in contact with the cells. The obtained results point out to magnetoliposomes as promising and stealth nanotransporters capable of magnetic targeting and to a dual and synergic therapy (chemotherapy and hyperthermia) on cancer treatment.