Characterization of 4-nerolidylcatechol encapsulated in liposomes: influence on phospholipid dynamics, drug stability and bioactivity

Lipossomas contendo 4-nerolidilcatecol (4-NC), principal metabólito isolado da Pothomorphe umbellata, foram preparados e caracterizados. A influência da encapsulação em lipossomas na estabilidade do 4-NC foi avaliada. A dispersão lipossomal foi preparada através do método de hidratação do filme lipídico seguido por extrusão em membrana de policarbonato. A eficiência de encapsulação foi de aproximadamente 92%. O diâmetro médio dos lipossomas obtidos foi de 100 nm, com índice de polidispersão em torno de 0,13. Amostras do 4-NC encapsulado em lipossomas (L4-NC) e em solução metanólica (F4-NC) foram submetidas a testes de degradação forçada (fotoestabilidade e hidrólise ácida/básica) e monitoradas por CLAE. Os resultados demonstraram que a encapsulação do 4-NC em lipossomas foi capaz de reduzir as taxas de degradação para todas as condições testas. O teste de fotoestabilidade foi realizado seguindo recomendações do ICH, em câmara de fotoestabilidade equipada com lâmpadas de UV e visível. L4-NC apresentou tempo de meia vida aproximadamente 15% maior quando comparado com a F4-NC. Após 72 horas, a hidrólise ácida e básica do F4-NC promove degradação de 13 e 16 % respectivamente. No entanto, não foi observada degradação em L4-NC para as mesmas condições de hidrólise testadas. Espectros de EPR dos lipossomas contendo 4-NC apresentaram mudanças nas propriedades da membrana quando marcados com o 5-doxil ácido esteárico (5-DSA), apresentando acentuada diminuição na fluidez da bicamada e indicando que o 4-NC está localizado próximo ao grupamento polar da bicamada lipídica. O 4-NC livre induz hemólise em condições isotônicas enquanto que a encapsulação em lipossomas protege os eritrócitos da lise. Após ensaio de citotoxicidade utilizando células K562, F4-NC apresentou perfil concentração dependente, enquanto que o L4-NC exibiu perfil concentração e tempo dependente, indicando que a formulação liposomal constitui um sistema de liberação controlada.Liposomes containing 4-nerolidylcatechol (4-NC), the main metabolite isolated from Pothomorphe umbellata, were obtained and characterized. The influence of liposomal encapsulation on the chemical stability of 4-NC and on the cytotoxicity profile of this drug was evaluated. Liposomal dispersion was prepared by lipid film hydration followed by extrusion through polycarbonate membranes. Entrapment efficiency for 4-NC was approximately 92%. Liposome mean diameter was 100 nm with a polydispersity index below 0.13. 4-NC encapsulated in liposomes (L4-NC) and in methanolic solution (F4-NC) were submitted to forced degradation tests (photostability and acid/base hydrolysis), monitored by HPLC. Photodegradation assay was performed according to ICH Guidelines, using a photostability chamber equipped with both UV and white light sources. Results demonstrated that liposomal encapsulation was able to markedly reduce 4-NC degradation rates for all the forced degradation conditions tested. L4-NC showed a half-live approximately 15% higher than F4-NC under light exposure. After 72 hours, acid and base hydrolysis of F4-NC lead to 13 and 16% of degradation, respectively. However, no degradation was observed in L4-NC. EPR spectra of the liposomal membrane showed that greatest changes in membrane properties were obtained when 5-doxyl stearic acid was used as the spin label, showing a marked decrease in the fluidity of the bilayer and indicating that 4-NC was located near the polar head groups of the phospholipid bilayer. F4-NC induces hemolysis under isotonic conditions whereas liposomal encapsulation protects erythrocytes from lysis. Following incubation with K562 cells, 4-NC showed a concentration-dependent cytotoxicity profile, while L4-NC exhibited a time and concentration-dependent profile, characterizing the liposomal formulation as a controlled release system