Sistema de liberação de fármaco desenvolvido em matriz de nanocelulose bacteriana para o tratamento da recidiva de câncer de mama

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016.Esta tese relata o desenvolvimento de um sistema de liberação de fármaco (DDS), a doxorrubicina (Dox), composto de micropartículas híbridas de carbonato de cálcio e carragenina (CaCO3/?-Car), sintetizadas em matriz de nanocelulose bacteriana (BNC), aqui denominado CarDS. A caracterização do CarDS revelou uma distribuição uniforme das micropartículas híbridas de CaCO3/?-Car entre as fibras de BNC, proporcionando alta incorporação de Dox (80%) e perfis de liberação modulados pela concentração de Dox incorporada, assim como pela variação do pH local. A razão entre as micropartículas e as fibras de BNC permanece a mesma, quando aumentadas as dimensões do sistema. A presença das micropartículas diminuiu a área superficial, a capacidade de absorção de água, a taxa de reidratação e altera as propriedades mecânicas. O CarDS é atóxico a células de fibroblastos da linhagem L929. As células de fibroblastos são capazes de aderir, proliferar e interagir com biomaterial (CarDS). Os índices hemolíticos permanecem dentro da normalidade, evidenciando a não citotoxicidade e hemocompatibilidade do CarDS. A bioequivalência da Dox liberada pelo sistema (DoxDS) em comparação com Dox em solução (DoxSol) na toxicidade de células de câncer de mama evidenciaram a atividade do fármaco pela diminuição da atividade metabólica e índices proliferativos, causando alterações características na morfologia, ciclo celular e morte celular por apoptose/necrose durante o tratamento com DoxDS quando cultivadas in vitro. Por fim, os resultados aqui relatados comprovam que o CarDS desenvolvido poderia ser uma alternativa para auxiliar na terapia adjuvante da recidiva do câncer de mama e, como consequência, na redução dos efeitos colaterais ocasionados pelo fármaco em nível sistêmico.Abstract : This thesis reports the development of a drug (doxorubicin) delivery system (DDS) with hybrid microparticles of calcium carbonate and carrageenin (CaCO3/?-Car), synthesized in bacterial nanocellulose matrix (BNC), here called CarDS. Characterization of CarDS revealed a uniform distribution of the CaCO3/?-Car hybrid microparticles between the BNC fibers, providing a high Dox incorporation (80%) and release profiles modulated by the incorporated Dox concentration, as well as by the variation of the local pH. The ratio of the microparticles to the BNC fibers remains the same when the system dimensions are increased. Presence of the microparticles decreased the surface area, its water absorption capacity and rehydration rate, that the presence of the microparticles altered its mechanical properties, making the biomaterial more malleable and easy to apply. CarDS is non-toxic to fibroblast cells of the L929 lineage. Fibloblast cells are able to adhere, proliferate and interact with the biomaterial (CarDS). Hemolytic indices remained within the normal values, showing its non cytotoxicity and hemocompatibility of CarDS. The bioequivalence of Dox released by the system (DoxDS) compared to Dox in solution (DoxSol) in the toxicity of breast cancer cells showed the activity of the drug by the decrease of the metabolic activity and proliferative indices, causing characteristic alterations in the morphology, cell cycle, and cell death by apoptosis/necrosis during the treatment with DoxDS when cultured in vitro. Finally, the results reported suggest that the developed CarDS could be used as an aid in the adjuvant therapy of recurrent breast cancer and consequently reduce the side effects caused by the drug at systemic level, and therefore be suitable for breast cancer therapies