Development and characterization of delivery systems

Trabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, 2020, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.O melanoma é um tipo de cancro de pele que deriva dos melanócitos. É o tipo de cancro de pele mais letal e a sua incidência continua a aumentar. Atualmente, as abordagens terapêuticas para melanoma incluem a remoção cirúrgica, quimioterapia, radioterapia, terapias baseadas em luz e terapias direcionadas para alvos específicos relacionados com a progressão do tumor. No entanto, estas estratégias não são totalmente eficazes nos estadios mais avançados e estão associadas ao desenvolvimento de resistências. A imunoterapia surgiu recentemente como o quarto pilar do tratamento do cancro e tem a vantagem de ajustar a resposta imunológica para destruir especificamente as células tumorais, podendo ser usada na terapia do melanoma mesmo em estadios avançados. Diferentes imunoterapias já estão disponíveis ou sob investigação, incluindo a vacinação. Esta terapia envolve a administração de antigénios específicos de tumor ou neoantigénios sozinhos ou em combinação com adjuvantes. As células dendríticas constituem um alvo preferencial para vacinas porque são as células apresentadoras de antigénios mais fortes. Os sistemas de nanopartículas podem ser compostos por vários materiais, incluindo polímeros e polissacáridos. São sistemas com muitos benefícios e permitem um direcionamento para um local específico e desta forma reduzir a toxicidade inerente à sua ação em células saudáveis. Por este motivo, podem ser uma solução para a entrega de antigénios específicos de tumor / neoantigénios às células dendríticas. O objetivo principal deste trabalho residiu na produção de três sistemas de transporte de antigénios e adjuvantes para células dendríticas: nanopartículas de base polimérica, uma nanoesponja baseada em ciclodextrina carregada positivamente e uma nanoesponja baseada em ciclodextrina carregada negativamente. Este trabalho inclui a caracterização das propriedades físico-químicas destes sistemas, bem como a quantidade de péptidos e da molécula coestimuladora ICOS-L incorporada no interior destes. O método de dupla emulsão com evaporação de solventes mostrou ser uma técnica complexa cujas várias etapas e variáveis necessitam de ser otimizadas para a produção de nanosistemas estáveis e com propriedades adequadas à ativação de células dendríticas. No entanto, a falta de tempo no laboratório não permitiu a conclusão do trabalho. Desta forma, são necessários ainda muitos estudos para se concluir qual destes tipos de nanosistemas será mais adequado para o transporte de combinações do péptido e ICOS-L para as células dendríticasMelanoma is a skin cancer that derives from melanocytes, cells of the basal layer of the epidermis. It is the deadliest type of skin cancer and its incidence continues to increase. Currently, melanoma treatment approaches include surgical removal, chemotherapy, radiotherapy, light-based therapies, and targeted therapies. However, these strategies are not completely effective in advanced stages of melanoma, being also associated with the development of resistance. Immunotherapy has recently emerged as the fourth pillar of cancer treatment and it has the advantage of tuning the immune response to kill tumor cells specifically, without damaging the healthy cells. Immunotherapy can be used in melanoma’s therapy, including in advanced stages already involving metastases. Different immunotherapeutic treatments are now available or under investigation for melanoma, including vaccination. Vaccination is based on the administration of tumor associated antigens or neoantigens alone or in combination with adjuvants. Dendritic cells constitute a preferential target for vaccines because they are the most powerful antigen presenting cell. Nanoparticulated systems have many physical and biological benefits, and they allow a specific site targeting and reduced toxicity. For this reason, they can be a solution for the delivery of the tumor associated antigens / neoantigens to dendritic cells. Nanoparticulate delivery systems can be produced using various materials, including polymers and polysaccharides. The main goal of this work was to produce three different delivery systems for dendritic cells targeting: polymeric-based nanoparticle, a positively charged cyclodextrin-based nanosponge and a negatively charged cyclodextrin-based nanosponge. These delivery systems would then be characterized and tested to entrap both a peptide and a co-stimulatory molecule, ICOS-L. Results suggested that the double emulsion solvent evaporation method is a complex multistep technique and, as expected, several parameters need to be optimized in order to meet the nanosystem specification required for the best activation of DC. However, the lack of time in the laboratory did not allow the conclusion of the work. Therefore, several studies need to be still performed in order to conclude which of the nanosystems under discussion will be the most nanocarrier most suitable for the delivery of peptide and ICOS-L to DC.Com o patrocínio do Dipartimento di Scienza e Tecnologia del Farmaco, Università degli Studi di Torino