ABSTRACT
Em estudos prévios, mostramos que uma nanoemulsão lipídica (LDE) é reconhecida e se liga aos receptores de LDL após sua injeção na corrente sanguínea. Como tais receptores estão superexpressos em células com altas taxas de proliferação, como ocorre no câncer e na aterosclerose, a LDE pode ser utilizada como veículo para direcionar fármacos a essas células, diminuindo sua toxicidade e aumentando sua eficácia terapêutica. Anteriormente, reportamos que o tratamento com um derivado do paclitaxel, o oleato de paclitaxel, associado à LDE (PTX-LDE), reduziu em 60% a área lesionada de aortas de coelhos submetidos à dieta aterogênica, comparados a animais não tratados. No presente trabalho, avaliamos o efeito da associação de sinvastatina, medicamento hipolipemiante, e PTX-LDE, sobre a aterosclerose induzida por dieta em coelhos. Trinta e seis coelhos machos da raça Nova Zelândia foram submetidos à dieta enriquecida com 1% de colesterol durante oito semanas. A partir da quinta semana, os animais foram divididos em quatro grupos, de acordo com o tratamento: controle (solução salina EV), sinvastatina (2mg/kg/dia, VO), paclitaxel (PTX-LDE, 4mg/Kg/semana, EV), ou combinação de sinvastatina (2mg/Kg/dia, VO) com paclitaxel (PTX-LDE, 4mg/Kg/semana, EV). Após oito semanas, os animais foram sacrificados para análise das aortas. Em comparação aos controles, a área lesionada das aortas foi em torno de 60% menor, tanto no grupo paclitaxel, quanto no grupo da combinação, e em torno de 40% menor no grupo sinvastatina (p<0,05). A razão entre as camadas íntima/média foi menor nos grupos tratados, em relação ao grupo controle (controles, 0,35±0,22, sinvastatina, 0,10±0,07, paclitaxel, 0,06±0,16 e combinação, 0,09±0,05, p<0,0001). Os grupos combinação e sinvastatina apresentaram um aumento da porcentagem de colágeno nas lesões (combinação, 20% e sinvastatina, 22%), em comparação aos controles (11%) e ao grupo paclitaxel (12%), (p<0,0001). Houve uma diminuição da porcentagem de macrófagos na lesão em todos os grupos tratados (paclitaxel, 11%, sinvastatina, 8% e combinação, 5%), comparados ao grupo controle (30%), (p<0,0001). O grupo paclitaxel apresentou menor porcentagem de células musculares lisas na lesão (20%) em relação aos controles (33%), (p<0,0001), já na combinação, houve aumento dessa porcentagem (44%), (p<0,0001). A combinação com sinvastatina não aumentou a eficácia do tratamento com PTX-LDE na redução da área de lesões ateroscleróticas, porém, os efeitos adicionais sobre o perfil lipídico e na composição das lesões, observadas com o uso da combinação, são achados importantes, que sugerem benefícios no sentido de aumentar a estabilidade das placas ateroscleróticas, o que nos abre um caminho de pesquisa muito promissor
In previous studies we have shown that a lipid nanoemulsion (LDE) is recognized and binds to LDL receptors after injection into the bloodstream. As those receptors are upregulated in cells with higher proliferation rates, as occurs in cancer and atherosclerosis, LDE can be used as a vehicle to direct drugs to those cells, diminishing toxicity and increasing therapeutic efficacy. Previously, we reported that treatment with antiproliferative agent paclitaxel derivative, paclitaxel oleate, associated with LDE (PTX-LDE), reduced by 60% the injured area of the aorta of rabbits subjected to atherogenic diet compared to untreated animals. In the current study we aim to test the effect of a combination of lipid-lowering drug simvastatin with PTX-LDE on diet-induced atherosclerosis in rabbits. Thirty-six male New Zealand rabbits were fed a 1% cholesterol diet for 8 weeks. Starting from week 5, animals were divided into four groups, according to the following treatments: controls (I.V. saline solution injections), simvastatin P.O. (2mg/kg/day), paclitaxel (PTX-LDE I.V. injections, 4mg/Kg/week), or paclitaxel-simvastatin combination (PTX-LDE I.V., 4mg/Kg/week + simvastatin P.O., 2mg/Kg/day). After 8 weeks, the animals were sacrificed for aorta evaluation. Compared to controls, the injured area was reduced by 60% in both paclitaxel and combination groups, and by 40% in simvastatin group (p<0,05). The intima/media ratio was reduced in treated groups, compared to control group (controls, 0,35±0,22, simvastatin, 0,10±0,07, paclitaxel, 0,06±0,16 and combination, 0,09±0,05, p<0,0001). Simvastatin and combination groups showed increased collagen content within the lesions (simvastatin, 22% and combination 20%), compared to controls (11%) and to paclitaxel group (12%), (p <0.0001). Macrophage content within the lesions was reduced in all treated groups (paclitaxel, 11%, simvastatin, 8% e combination, 5%), compared to controls (30%), (p <0.0001). The percentage of smooth muscle cells in the lesions was diminished in paclitaxel group (20%) compared to control group (33%), while the combination group showed increased percentage (44%) of smooth muscle cells in the lesions (p<0,0001). The combination of simvastatin did not improve the efficacy of the treatment with PTXLDE in reducing the area of atherosclerotic lesions, but the additional effects on lipid profile and lesion composition observed with the use of the combination are important findings that suggest benefits in order to enhance the stability of atherosclerotic plaques, which may lead us to a very promising research path
Subject(s)
Animals , Male , Rabbits , Simvastatin/analysis , Atherosclerosis/chemically induced , Arteriosclerosis/drug therapy , Paclitaxel/analysisABSTRACT
Uma nova alternativa para o tratamento do câncer foi proposta em estudos anteriores, consistindo no uso de uma nanoemulsão lipídica como transportadora de agentes quimioterápicos às células neoplásicas. A redução da toxicidade da quimioterapia promovida pelo direcionamento específico de quimioterápicos às células tumorais nos levou a testar o potencial de aplicação do sistema de nanopartículas lipídicas na terapêutica combinada do paclitaxel com a sinvastatina, um agente hipolipemiante que pode ser empregado como coadjuvante no tratamento do câncer. Nos dias 11, 14 e 19 após a inoculação de células de melanoma B16F10, camundongos C57BL/6J receberam pela via intraperitoneal soluções de oleato de paclitaxel associado à nanoemulsão lipídica 17,5µmol/kg (Nano-paclitaxel), formulação comercial do paclitaxel 17,5µmol/kg, nanoemulsão lipídica (Nanoemulsão) e solução salina (Controle). A sinvastatina 50mg/kg/dia foi administrada por gavagem do 11° ao 19° dia após a inoculação do tumor em um dos grupos de animais tratados com o Nano-paclitaxel (Nano-paclitaxel + Sinva), no grupo tratado com a formulação comercial do paclitaxel (Paclitaxel + Sinva) e como monoterapia (Sinva). Camundongos Balb-c saudáveis receberam os mesmos tratamentos para avaliação dos possíveis efeitos tóxicos dos diferentes tratamentos. A terapia combinada Nano-paclitaxel + Sinva apresentou toxicidade negligível em comparação com a terapia combinada Paclitaxel + Sinva que provocou perda de peso e mielossupressão nos animais. Nos animais portadores de tumor, o tratamento Nano-paclitaxel + Sinva inibiu 95% do crescimento tumoral, comparado à inibição de 44% promovida pelo tratamento Paclitaxel + Sinva. Além disso, apenas 37% dos animais portadores de melanoma submetidos ao tratamento com Nano-paclitaxel + Sinva apresentaram metástases, em contraste com 90% dos tratados com Paclitaxel + Sinva. A probabilidade de sobrevida também foi maior nos camundongos tratados com o Nano-paclitaxel + Sinva em comparação aos tratados com Paclitaxel + Sinva. A análise de amostras de tumores por citometria de fluxo mostrou que somente nos grupos de animais tratados com Sinva, Nano-paclitaxel ou com a combinação Nano-paclitaxel + Sinva houve aumento na expressão de p21 em comparação ao grupo Controle. Da mesma forma, apenas nos grupos Sinva e Nano-paclitaxel + Sinva houve redução na expressão de ciclina D1 em comparação ao grupo Controle. O teste de viabilidade celular com rodamina 123 mostrou despolarização da membrana mitocondrial com redução no número de células tumorais viáveis em todos os grupos de tratamentos em comparação aos grupos Nanoemulsão e Controle. A avaliação histológica dos tumores demonstrou que os grupos Nanoemulsão e Controle apresentaram alta densidade de células tumorais, diferentemente dos demais grupos de tratamento e que apenas os tumores do grupo Nano-paclitaxel + Sinva apresentaram aumento na presença de fibras de colágeno tipo I e III. Em comparação ao grupo Controle, os tumores dos grupos Sinva, Paclitaxel + Sinva, Nano-paclitaxel e Nano-paclitaxel + Sinva apresentaram redução na expressão imunohistoquímica de ICAM, MCP-1 e MMP-9 sendo que o grupo Nano-paclitaxel + Sinva apresentou a menor porcentagem de área marcada positivamente para a MMP-9. A terapia combinada com Nano-paclitaxel + Sinva é menos tóxica e mais efetiva na inibição do crescimento tumoral do que a mesma terapia com a formulação comercial do paclitaxel
In previous studies we have proposed a novel approach for cancer treatment consisting of the use of a lipid nanoemulsion as a vehicle to direct chemotherapeutic agents to neoplastic cells. Reduction of chemotherapy toxicity promoted by specific targeting of antineoplastic agents to tumor cells led us to test the application of the lipidic nanoparticle system in combined treatment with paclitaxel and simvastatin, a cholesterol-lowering drug that can be used as coadjuvant in cancer treatment. On days 11, 14 and 19 after B16F10 melanoma cells inoculation, C57BL/6J mice were intraperitoneally injected with paclitaxel oleate associated to the lipidic nanoemulsion 17.5 µmol/kg (Nano-paclitaxel), commercial formulation of paclitaxel 17.5 µmol/kg, lipidic nanoemulsion (Nanoemulsion) or saline solution (Control). Simvastatin 50 mg/kg/day was administered by gavage from days 11 to 19 after tumor inoculation in one group of animals treated with Nano-paclitaxel (Nano-paclitaxel + Simva), in the group treated with commercial formulation of paclitaxel (Paclitaxel + Simva) and as monotherapy (Simva). Evaluation of possible toxic effects of the treatments was accessed in healthy Balb-c mice. Combined therapy with Nano-paclitaxel + Simva showed negligible toxicity as compared with the combination of Paclitaxel + Simva which resulted in animal weight loss and myelosuppression. In tumor-bearing animals, treatment with Nano-paclitaxel + Simva resulted in a remarkable tumor growth inhibition rate of 95%, compared to a 44% inhibition rate promoted by treatment with Paclitaxel + Simva. Moreover, only 37% of melanoma bearing animals treated with Nano-paclitaxel + Simva developed metastasis, in contrast to 90% of those treated with Paclitaxel + Simva. Survival rates were also higher in mice treated with Nano-paclitaxel + Simva in comparison to Paclitaxel + Simva treated animals. Analysis of tumor samples by flow cytometry showed that only animals treated with Simva, Nano-paclitaxel or Nano-paclitaxel + Simva increased the expression of p21 in comparison to Control group. Also, tumors from animals treated with Simva or Nano-paclitaxel + Simva presented a decrease in the expression of cyclin D1 in comparison to Control group. Cell viability test with rhodamine 123 showed mitochondrial membrane depolarization with reduction of tumor viable cells in all treatment groups in comparison to Nanoemulsion and Control groups. The histological study revealed that in contrast to drugs treated groups, tumors from Nanoemulsion and Control groups presented high tumor cell density and only Nano-paclitaxel + Simva treated animals presented tumors with increased presence of collagen fibers I and III. In comparison to Control group, tumors from groups Simva, Paclitaxel + Simva, Nano-paclitaxel and Nano-paclitaxel + Simva showed a reduction in immunohistochemical expression of ICAM, MCP-1 and MMP-9 and the group Nano-paclitaxel + Simva presented the lowest percentage of area positively stained for MMP-9. Combined therapy with Nano-paclitaxel + Simva was less toxic and more effective in promoting tumor growth inhibiton than the same combined therapy with the commercial formulation of paclitaxel