Hidrogel como sistema de liberação do fotossensibilizante clorofila A, para aplicação em terapia fotodinâmica frente ao câncer de pele do tipo melanoma

Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Pós-Graduação em Nanociência e Nanobiotecnologia, 2022.O melanoma maligno é o tipo mais agressivo de câncer de pele, no qual fatores genéticos e ambientais estão intimamente envolvidos em seu desenvolvimento. A Organização Mundial da Saúde (OMS) prevê incidência média de 100 mil novos casos por ano em todo o mundo até o ano de 2040. Isso mostra os desafios que órgãos governamentais enfrentarão ao longo desses anos, exigindo novas estratégias de tratamento com maior eficácia e com menos efeitos colaterais. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar a atividade anticancerígena do fotossensibilizante (FS) Clorofila a (Chl_a, em inglês) incorporada a hidrogéis (HGs) à base de quitosana (QS) e poloxamer 407 (P407) aplicado na Terapia Fotodinâmica (TFD) in vitro frente à linhagem celular de melanoma murino B16-F10. A formulação de HG baseado em QS e P407 contendo Chl_a foi avaliada por meio de estudos reológicos, tais como: temperatura da fase de transição sol-gel (Tsol-gel), tempo da fase de Tsol-gel, viscosidade e bioadesão. Também foram realizados estudos de caracterização morfológica através da microscopia eletrônica de varredura (MEV) e estudos por infravermelho por transformada de Fourier (FTIR, em inglês) para identificar interações de grupos funcionais dos polímeros utilizados e qualquer outro composto contaminante. Além disso, a atividade fotodinâmica do HG contendo Chl_a foi avaliada por meio da TFD in vitro. O HG à base de QS e P407 mostrou-se eficaz na liberação do FS Chl_a. Além disso, apresentou características essenciais para aplicações tópicas, como a temperatura de 34,46 ºC da fase de Tsol-gel, tempo de 10,20 s da fase de Tsol-gel e força de deslocamento de 50 mN. Todas essas propriedades favoreceram a biodisponibilidade do fármaco, liberação do princípio ativo e aumento do tempo de permanência do FS no local aplicado devido à sua baixa fluidez. Como também, proporcionou efetividade da TFD in vitro em que o FS apresentou alta atividade fotodinâmica com um IC50 de 25,99 µM, uma redução significativa da viabilidade celular das células de melanoma em comparação ao IC50 de 173,8 µM da Cisplatina (CDDP). Portanto, foi possível evidenciar a efetividade da formulação de um HG à base de QS e P407 como sistema termossensível em aplicações tópicas para a liberação do FS Chl_a em TFD contra melanoma. Permitindo inferir, que este sistema termossensível de aplicação tópica também proporciona uma liberação sustentada de fármacos, necessitando-se de estudos que confirmem essa evidência.Coordenação de Aperfeiçoamento de Nível Superior (CAPES).Malignant melanoma is the most aggressive type of skin cancer, in which genetic and environmental factors are closely involved in its development. The World Health Organization (WHO), predict an average increase of 100,000 new cases worldwide by the year 2040. This shows the challenges that government agencies will face over these years, requiring new treatment strategies with greater effectiveness and with fewer side effects. Thus, this study aimed to evaluate the anticancer activity of the photosensitizer (PS) Chlorophyll a (Chl a) incorporated into hydrogels (HGs) based on chitosan (CS) and poloxamer 407 (P407) using Photodynamic Therapy (PDT) against the murine melanoma cell line B16-F10. The formulation of HG based on CS and P407 containing Chl a was evaluated through rheological studies, such as: sol-gel (Tsol-gel) transition phase temperature, Tsol-gel phase time, viscosity and bioadhesion. Morphological characterization studies were also carried out by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) studies to identify interactions at the level of functional groups of the polymers used and to identify any contaminating compound. In addition, the photodynamic activity of HG containing Chl a was evaluated by in vitro PDT. The HG based on QS and P407 proved to be effective in releasing PS Chl a. In addition, it presented essential characteristics for topical applications, such as a temperature of 34,46 ºC in the Tsol-gel phase, a time of 10.20 s in the Tsol-gel phase and a displacement force of 50 mN. All these properties favored the bioavailability of the drug, controlled release of the active ingredient and an increase in the permanence time of the PS at the applied site due to its low fluidity. It also provided effectiveness in vitro PDT in which PS showed high photodynamic activity with an IC50 of 25.99 µM, a significant reduction in the cell viability of melanoma cells compared to the IC50 of 173.8 µM of Cisplatin (CDDP). Therefore, it was possible to evidence the effectiveness of the formulation of a HG based on QS and P407 as a thermosensitive system in topical applications for the release of PS Chl a in PDT against melanoma. Allowing us to infer that this thermosensitive system of topical application also provides a controlled release of drugs, requiring further studies to confirm this evidence