Estudo da utilização da Fucana como agente de direcionamento de nanopartículas para macrófagos

O objetivo do presente trabalho foi inicialmente extrair e purificar o polissacarídeo fucana proveniente do Sargassum cymosum e utilizá-lo como agente de direcionamento de nanopartículas para macrófagos. A caracterização do material extraído e purificado foi efetuada utilizando análise elementar, espectroscopia de infravermelho (IV), ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN H1) e análise térmica e a determinação da massa molecular foi efetuada por cromatografia de permeação em gel. Em seguida, o material obtido foi utilizado na preparação das novas nanopartículas de Poli(cianoacrilato de isobutila) revestidas de fucana (FC-PIBCA-NP). As nanopartículas foram obtidas através da polimerização por emulsão aniônica (AEP) e polimerização por radicais redox (RREP) utilizando mistura de dextrana e fucana em diferentes proporções. As nanopartículas foram caracterizadas através do tamanho, potencial zeta, morfologia e estabilidade a longo prazo. Nanopartículas estáveis foram obtidas com até 100% de fucana pelo método AEP. Por outro lado, suspensões estáveis de nanopartículas foram obtidas com no máximo 25% de fucana por RREP. As suspensões obtidas com porcentagem mais elevadas de fucana não permaneceram estáveis. O potencial zeta das nanopartículas diminuiu com o aumento da quantidade de fucana, alcançando o valor de 44 mV para as nanopartículas preparadas por AEP com 100% de fucana. Estes resultados indicam que a fucana permanece localizada na superfície das nanopartículas. A análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET) mostrou nanopartículas com forma esférica. A estrutura interna das nanopartículas do tipo núcleo-coroa foi mostrada claramente por análise MET o que está de acordo com os resultados do potencial zeta que sugerem a localização do polissacarídeo na superfície das nanopartículas. As interações das nanopartículas com a linhagem celular de macrófagos J774 e com fibroblastos NIH-3T3 foram investigadas pela avaliação da citotoxicidade e pela observação da captura celular por microscopia confocal de fluorescência. As nanopartículas preparadas pelo método AEP mostraram uma maior citotoxicidade em macrófagos. Por exemplo, as nanopartículas obtidas pelo método AEP contendo 25% de fucana mostraram-se 3 vezes mais citotóxicas em macrófagos J774 comparadas às nanopartículas RREP (IC50 = 4 ± 2μg/mL e IC50 11 ± 3μg/mL, respectivamente). As observações efetuadas por microscopia confocal de fluorescência para avaliar a captura e a distribuição das nanopartículas nas células não permitiram explicar o aumento da citotoxicidade das nanopartículas obtidas pelo método AEP nos macrófagos. Todos os tipos de nanopartículas foram encontradas nos dois tipos de células, demonstrando que elas podem ser capturadas independentemente pelos macrófagos e fibroblastos. As diferenças na aparência da fluorescência no interior das células, i.e., pontual ou difusa, sugerem que as nanopartículas penetraram nas células por mecanismos distintos. No entanto, nenhuma correlação pode ser estabelecida entre o tipo de nanopartículas (AEP ou RREP) e o teor de fucana. As nanopartículas foram administradas em ratos por via oral com objetivo de investigar se elas poderiam ser direcionadas para os macrófagos do tecido linfóide intestinal. As propriedades bioadesivas e localização no tecido intestinal das nanopartículas fluorescentes foram investigadas por microscopia de fluorescência. Somente as nanopartículas revestidas com fucana obtidas pelo método RREP apresentaram uma redução na bioadesão comparada aos outros tipos de nanopartículas. A análise por microscopia de fluorescência revelou que as nanopartículas foram principalmente encontradas associadas ao muco residual. Apenas uma pequena quantidade de nanopartículas pôde ser visualizada na superfície das células epiteliais, do lado da luz intestinal onde estão localizadas as vilosidades e as placas de Peyer. Esses resultados sugerem a retenção das nanopartículas no muco e que uma pequena quantidade de nanopartículas chega à superfície do epitélio para ser eventualmente capturada pelos macrófagos. Embora o presente trabalho tenha permitido realizar a extração da fucana e a preparação de nanopartículas de PIBCA revestidas com fucana, não foi capaz, no entanto, de demonstrar que as novas nanopartículas podem ser utilizadas para aumentar a especificidade e direcionamento para macrófagos. Experimentos complementares serão, portanto, necessários para melhor compreender a origem da citotoxicidade das nanopartículas obtidas pelo método AEP em macrófagos J774. Além do mais, para o direcionamento das nanopartículas para macrófagos presentes em mucosas, as propriedades bioadesivas precisam ser ajustadas com vistas a reduzir a retenção pelo muco e de permitir um maior alcance na quantidade de nanopartículas a atingir a superfície das células epiteliai