Desenvolvimento de sistemas de liberação nano- e/ou microestruturados contendo sinvastatina para liberação colônica visando o tratamento do câncer colorretal

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Centro de Ciências da Saúde, Programa Programa de Pós-Graduação em Nanotecnologia Farmacêutica, Florianópolis, 2016A liberação colônica de fármacos a partir de nano- e micropartículas por via oral é uma estratégia promissora para o tratamento local de diversas doenças que afetam o cólon, como o câncer colorretal. A sinvastatina é um fármaco inibidor competitivo efetivo da 3-hidroxi-3-metil-glutaril coenzima A redutase e atua diretamente na inibição da via da biossíntese do colesterol. Além do seu efeito redutor dos níveis de colesterol, evidências sugerem que a sinvastatina possui efeitos terapêuticos contra o câncer devido à sua interação com uma série de funções celulares essenciais. Desta maneira, objetivo deste trabalho foi desenvolver carreadores microestruturados gastroresistentes encapsulando nanopartículas de quitosana (CSNP) para a liberação colônica da sinvastatina. As nanopartículas de quitosana (CS) e tripolifosfato (TPP) foram preparadas por meio da técnica de interação iônica. Para aumentar a associação da sinvastatina nas nanopartículas foram adicionadas diferentes concentrações de taurocolato de sódio (STC) ou sulfobutiléter-ß-ciclodextrina (SBE-ß-CD) nas formulações. Para a quantificação da sinvastatina, uma metodologia de espectroscopia de absorção do ultravioleta foi desenvolvida e validada. As CSNP contendo STC apresentaram teores de sinvastatina entre 66,91 e 225,14 µg/mL e diâmetros variando entre 317,2 e 443,7 nm. Para as CSNP contendo SBE-ß-CD os teores variaram de 121,4 a 634,62 µg/mL e os diâmetros de 321,07 a 549,53 nm. A eficiência de encapsulação da sinvastatina foi superior a 91 % e o potencial zeta foi positivo para todas as amostras. Estudos in vitro demonstraram que tanto a sinvastatina livre quanto encapsulada (CSNP70) exibiram efeitos citotóxicos, além de induzir a morte celular por apoptose, inibir a migração celular e reduzir a capacidade das células HT-29 de formar colônias. As micropartículas encapsulando as CSNP foram obtidas mediante adição das suspensões de nanopartículas em soluções aquosas de Eudragit® S100 pH 7,2 e estes sistemas foram submetidos à secagem utilizando a técnica de spray-drying. Para avaliar o efeito da concentração de Eudragit® S100 adicionada no controle da liberação do fármaco, diferentes proporções de nanopartículas/Eudragit® S100 (1:4, 1:6 e 1:8) foram testadas. As micropartículas contendo CSNP70 apresentaram teores de sinvastatina entre 0,88 e 1,05 % e diâmetros de cerca 3 µm. As micropartículas encapsulando CSNPCD65 e CSNPTPP/CD45 apresentaram teores de sinvastatina de 0,97 a 1,51 % e diâmetros de cerca de 5 µm. As interações entre os componentes das formulações e as propriedades do estado sólido das partículas foram avaliadas por calorimetria exploratória diferencial, espectroscopia de absorção no infravermelho com transformada de Fourier e difração de raio X. Os ensaios de liberação in vitro confirmaram a obtenção de micropartículas gastroresistentes visto que apenas uma pequena fração de sinvastatina foi liberada em meio ácido. Entretanto, as micropartículas promoveram uma liberação sustentada do fármaco em meio tampão fosfato pH 7,2 ao longo de 8 horas, sendo esta liberação afetada pela proporção nanopartículas/Eudragit® S100 utilizada. Estes resultados indicam que estes sistemas de liberação inovadores podem ser promissores para a liberação colônica da sinvastatina visando o tratamento do câncer colorretal. Abstract : The colonic delivery of drugs from nano-microparticles after oral administration is a promising strategy for the local treatment of colonic diseases, such as colorectal cancer. Simvastatin (SIM) is a hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A inhibitor that acts directly in the suppression of the cholesterol biosynthesis by the inhibition of the mevalonate pathway. Besides the lip-lowering effect, increasing evidences suggest that simvastatin has therapeutic effects against cancer due to its interaction with essential cellular functions. Therefore, the aim of this study was to develop nano- and/or microparticles containing simvastatin for colonic delivery aiming the treatment of colorectal cancer. The chitosan nanoparticles were prepared using a modified ionic interaction technique by adding sodium taurocholate (STC) and/or sulfobutylether-ß-cyclodextrin (SBE-ß-CD). To determine the SIM loading in the nano- and/or microparticles an ultraviolet spectroscopy method was developed and validated. The nanoparticles containing STC presented SIM loading ranging between 66.91 and 225.14 µg/mL and mean diameters varying from 317.2 to 443.7 nm. The nanoparticles containing SBE-ß-CD exhibited SIM loading between 121.41 and 634.62 µg/mL and mean diameters ranging from 321.07 to 549.53 nm. The encapsulation efficiency of SIM was above 91 % and the zeta potential was positive for all the samples. In vitro studies demonstrated that both free and encapsulated SIM exhibited cytotoxic effect, induced apoptosis, inhibited cell migration, and reduced the ability of HT-29 cells to form colonies. The microparticles entrapping chitosan nanoparticles (SDP) were obtained by adding the nanoparticles suspensions in a Eudragit® S100 aqueous solution pH 7.2 and dried using the spray-dryer technique. In order to evaluate the effect of the Eudragit® S100 concentration on SIM release, different nanoparticles/Eudragit® S100 ratios (1:4, 1:6, and 1:8) were tested. The microparticles containing STC showed SIM 14 loading between 0.88 and 1.05 % with mean diameters around 3 µm. The microparticles containing SBE-ß-CD presented SIM loading varying from 0.97 to 1.51 % with mean diameters around 5 µm. The interactions between the components of the formulations and crystallinity properties of the nano- and/or microparticles were assessed by differential scanning calorimetry, Fourier-transformed infrared spectroscopy, and X-ray diffraction techniques. The in vitro release studies confirmed the enteric characteristic of all microparticles since a small fraction of SIM was released in the acidic medium. However, the microparticles revealed a sustained drug release in phosphate buffer solution pH 7.2 over 8 hours, that was affected by the nanoparticles/Eudragit® S100 ratios tested. These results indicated that these innovative drug delivery systems could be promising to deliver SIM in the colon for the treatment of colorectal cancer