Desenvolvimento e caracterização da ação terapêutica de docetaxel associado à nanopartículas lipídicas sólidas em carcinoma mamário murino

Tese (Doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Nanociência e Nanobiotecnologia, 2019.O câncer é um conjunto de doenças que têm em comum o crescimento desordenado de células, resultando na formação de um novo tecido chamado de tumor maligno. O câncer de mama, atualmente, é o tipo de neoplasia mais comum entre mulheres. Os tratamentos convencionais induzem toxicidade tanto em células tumorais, quanto em células normais, causando toxicidade sistêmica. Com o objetivo de tentar melhorar esta questão da falta de especificidade dos agentes terapêuticos convencionais, os estudos sobre nanobiotecnologia têm crescido. Nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) com docetaxel parecem ser uma alternativa às terapêuticas convencionais. Este trabalho teve como objetivo desenvolver, caracterizar e avaliar os efeitos biológicos e a atividade terapêutica de uma formulação de nanopartículas lipídicas sólidas contendo docetaxel (NLS-DTX) em carcinoma mamário. As NLS foram produzidas usando o método de alta energia. O Compritol ATO 888 foi selecionado como matriz lipídica, o Pluronic F127 e o Span 80 como surfactantes para estabilizar a dispersão das nanopartículas. As partículas mostraram ser estáveis por pelo menos 120 dias. As NLS apresentaram tamanho médio de 120 nm, índice de polidispersão (PDI) de 0,2 e Potencial Zeta negativo (-11 mV). As NLS apresentam uma alta eficiência de encapsulação do docetaxel (DTX) (86%) e um perfil de liberação controlada do fármaco. A concentração inibitória média (IC50) das nanopartículas lipídicas sólidas contendo docetaxel (NLS-DTX) em células 4T1 foi 100 vezes menor que a do fármaco livre (DTX) após 24 horas de tratamento. No teste de internalização, as NLS-DTX foram significativamente mais captadas pela célula do que o DTX livre. A quantidade de células paradas nas fases G2-M foi significativamente maior nas células tratadas com NLS-DTX (73,6%) do que nas células tratadas com DTX livre (67,8%) assim, induzindo apoptose. A análise de MET revelou que a internalização das NLS-DTX é mediada por endocitose, e a microscopia de fluorescência mostrou danos aos microtúbulos induzidos pelo DTX. Estudos in vivo mostraram que NLS-DTX em comparação com o docetaxel livre exibiu maior eficácia antitumoral reduzindo o volume do tumor (****p<0,0001) e também preveniu metástases espontâneas nos pulmões de camundongos portadores de tumor 4T1. A análise histológica dos pulmões confirma que o tratamento com NLS-DTX foi capaz de prevenir metástase. Os níveis séricos de IL-6, expressão de ki-67 e BCL-2 foram analisados e mostraram uma redução significativa quando o fármaco encapsulado foi utilizado. Esses resultados indicam que as NLS-DTX podem ser um carreador promissor no tratamento do câncer de mama e na prevenção de metástase.Cancer is a group of diseases involving abnormal cell growth, resulting in the formation of a new tissue called tumor. Breast cancer, is the most common type of cancer in women. Conventional treatments induce toxicity in both tumor and normal cells, causing systemic toxicity. In aiming to improve this issue, the lack of specificity of conventional therapeutic agents, studies about nanotechnology have emerged. Docetaxel-loaded solid lipid nanoparticles (SLN) appears to be an alternative to conventional therapies. The aim of this study was to develop, characterize and evaluate the biological effects and therapeutic activity of a docetaxel-loaded solid lipid nanoparticles (SLN-DTX) formulation in breast cancer. Solid lipid nanoparticles (SLNs) were produced using the high-energy method. Compritol 888 ATO was selected as the lipid matrix, and Pluronic F127 and Span 80 as the surfactants to stabilize nanoparticle dispersion. The particles showed high stability for at least 120 days. SLNs’ dispersion size was 128 nm, their polydispersity index (PDI) was 0.2, and they showed a negative zeta potential (-11 mV). SLNs had high docetaxel (DTX) entrapment efficiency (86%) and showed a controlled drug-release profile. The half-maximal inhibitory concentration (IC50) of Docetaxel-loaded solid lipid nanoparticles (SLN- DTX) in 4T1 cells was 100 times lower than that of free DTX after 24h treatment. In the cellular uptake test, SLN-DTX was more significantly taken into the cells than free DTX. The accumulation in the G2-M phase was significantly higher in cells treated with SLN-DTX (73.6%) than in cells treated with free DTX (67.8%), which induced subsequent apoptosis. TEM analysis revealed that SLN-DTX internalization is mediated by endocytosis, and fluorescence microscopy showed DTX induced microtubule damage. In vivo studies showed that SLN-DTX compared to free docetaxel exhibited higher antitumor efficacy by reducing tumor volume (****p