Nanopartículas com superfície modificada do tipo núcleo-coroa e novos copolímeros de dextrana-policaprolactona para conjugação de ligantes de reconhecimento

A vetorização de fármacos para órgãos específicos é extremamente complexa devido a necessidade do carreador desempenhar simultaneamente diferentes funções. Primeiramente, as nanopartículas devem ser capazes de conduzir uma quantidade significativa de fármacos e promover a sua liberação com perfil cinético adequado. Numa segunda fase, após a administração o fármaco deve ser capaz de atingir o sítio alvo de uma maneira específica e subsequentemente liberar a droga. O Estado da Arte demonstra que as ferramentas para atingir estes objetivos devem ser aprimoradas. Objetiva este trabalho investigar a preparação e caracterização de nanopartículas como carreadores de fármacos utilizando um novo copolímero de dextrana-policaprolactona (Dex-PCLn). Duas abordagens destintas foram investigadas. Inicialmente, foi verificada a possibilidade da aplicação das nanopartículas para o encapsulamento de substâncias de interesse farmacêutico. Dentre essas substâncias, peptídeos e proteínas são de considerável interesse devido a difículdade no encapsulamento de quantidades importantes e na manutenção da estabilidade durante o processo de fabricação. Diferentes proteínas foram utilizadas como substâncias modelo, incluindo a albumina sérica bovina (BSA), lectina de folha de Bauhinia monandra (BmoLL), a qual demonstrou uma atividade hipogliciemiante, e lectina de Lens culinaris (LC). Várias matrizes poliméricas foram utilizadas para o encapsulamento de BmoLL em nanopartículas. Polímeros convencionais de ε-caprolactona (PCL), ácido lático (PLA) e copolímero de ácido lático e glicólico (PLGA) e novos copolímeros sintetizados a partir de dextrana e policaprolactona foram utilizados para atingir este objetivo. A outra estratégia consistiu na preparação de nanopartículas do tipo núcleo-coroa com novos copolímeros anfifílicos de dextrana e policaprolactona. Estas partículas apresentam uma superfície hidrofílica com alta densidade de grupos hidroxilas que podem ser utilizados para conjugação de ligantes de reconhecimento de sítios específicos no organismo. No presente trabalho, nanopartículas foram preparadas e caracterizadas na tentativa preliminar de adsorção ou conjugação das lectinas BmoLL e LC na superfície das nanopartículas. A tese consiste em três partes experimentais. A primeira parte da tese diz respeito ao estudo da estabilidade de BmoLL e sua encapsulação em nanopartículas. Inicialmente, foram avaliados os efeitos das condições de armazenamento de BmoLL e da preparação de nanopartículas na atividade hemaglutinante da BmoLL. Em seguida, BmoLL foi 49 encapsulada em nanopartículas preparadas com PCL, PLA e PLGA. A caracterização físico-química das nanopartículas foi efetuada através da determinação do tamanho médio das partículas, do potencial zeta, da taxa de encapsulação de BmoLL e análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura. A cinética de liberação in vitro de BmoLL a partir das nanopartículas foi avaliada e a cinética de adsorção de BmoLL na superfície das partículas foi estudada. A segunda parte da tese está relacionada com a síntese de novos copolímeros que permitam a fabricação de nanopartículas com possibilidade de conjugação de lectinas na superfície. Neste contexto, diferentes copolímeros de dextrana e policaprolactona (Dex- PCLn) foram sintetizados por ligação química entre grupos funcionais carboxílicos presentes na policaprolactona e grupos hidroxilas presentes naturalmente no polissacarídeo. A composição de uma série de copolímeros Dex-PCLn com uma média de 3, 5,5 e 7,1 cadeias de PCL conjugadas em dextrana foi determinada por cromatografia de permeação em gel e espectroscopia de ressonância magnética nuclear de prótons (RMN1H) e de infravermelho (FTIR). A terceira parte da tese está dedicada à aplicação de novos copolímeros Dex-PCLn na obtenção de nanopartículas do tipo núcleo coroa com matriz polimérica de PCL e coroa de dextrana. As nanopartículas de Dex-PCLn foram desenvolvidas utilizando o método de emulsão múltipla seguida de evaporação de solvente e caracterizadas pelos métodos citados anteriormente para as nanopartículas convencionais. Um estudo da citotoxicidade dos constituintes e das nanopartúculas foi efetuado com células de carcinoma humano de cólon (Caco-2). Adicionalmente, a resistência transepitelial (TEER) e o potencial bioadesivo das nanopartículas radiomarcadas foram avaliados em células Caco-2. Os resultados relacionados ao estudo de estabilidade de BmoLL demonstraram que a forma liofilizada mantém a atividade hemaglutinante após submissão aos ultra-sons, à agitação mecânica e aos solventes orgânicos. BmoLL foi eficientemente encapsulada em nanopartículas de polímeros convencionais. A cinética de liberação de BmoLL a partir das nanopartículas foi de forma controlada e a adsorção de BmoLL na superfície das nanopartículas foi comprovada. Dentre os copolímeros testados, o Dex-PCL5,5 produziu nanopartículas de menor diâmetro e de maior estabilidade. A caracterização físico-química das nanopartículas Dex-PCLn demonstrou um diâmetro médio das partículas inferior a 200 nm e carga de superfície, medida através do potencial Zeta, elevada com relação as nanopartículas constituídas de polímeros convencionais. O potencial Zeta elevado das nanopartículas de Dex-PCLn confirmou a hipótese de formação da uma cobertura com carga proporcionada pelas cadeias de dextrana organizadas em forma de coroa em torno do núcleo constituído de PCL. A taxa de encapsulação de BmoLL e de lectina de Lens culinaris nas nanoparticulas de Dex-PCLn foi elevada. Os resultados do estudo de bioadesão demonstraram uma maior interação não específica das nanopartículas de Dex-PCL com as membranas de células Caco-2, comparada às nanopartículas de PCL. Concluindo, sistemas com superfície modificada do tipo núcleo coroa, preparados com copolímeros anfifílicos foram obtidos e caracterizados. Níveis razoáveis de encapsulação de proteínas foram atingidos e a modificação na superfície oferece a possibilidade de produção de sistemas com ligantes conjugados para a aplicação na vetorização de moléculas de interesse biofarmacêutic