Ocular delivery of moxifloxacin-loaded liposomes / Perfil de liberação ocular de lipossomas contendo moxifloxacino

ABSTRACT Purpose: To determine the release profile of moxifloxacin encapsulated in liposomes in the aqueous humor as a controlled release system for intracameral application. Methods: Liposomes containing moxifloxacin were obtained using the lipid film hydration method and were characterized by particle size and encapsulation efficiency. Female rabbits were used for the in vivo profile release study. Liposomes containing moxifloxacin was injected into the anterior chamber of the right eye of each animal. The rabbits were divided into five groups, and a sample of aqueous humor was collected 2, 4, 8, 24, and 48 h after administration of liposomes containing moxifloxacin administration. Moxifloxacin concentrations in the aqueous humor were analyzed using high-performance liquid chromatography. Results: The average size of the liposomes containing moxifloxacin was 60.5 ± 0.72 nm with a particle size distribution of 0.307. The encapsulation efficiency of moxifloxacin in liposomes was 92.24 ± 0.24%. The results of an in vivo release study of liposomes containing moxifloxacin, showed that the maximum moxifloxacin concentration was achieved within the first 2 h after administration (5.27 ± 1.09 mg/mL) and was followed by a decrease in intracameral concentration (0.35 ± 0.05 mg/mL) until the 24 h mark. Conclusions: The in vivo experiments resulted in liposomes containing moxifloxacin that were homogenous in size and exhibited high drug encapsulation efficiency. The results indicate that liposomes containing moxifloxacin offers a satisfactory aqueous humor release profile after intracameral application.

RESUMO Objetivo: Determinar o perfil de liberação, no humor aquoso, de moxifloxacino encapsulado em lipossomas como um sistema de liberação controlada para aplicação intracameral. Métodos: Lipossomas contendo moxifloxacino foram obtidos através do método de hidratação do filme lipídico e caracterizados por tamanho da partícula e eficiência de encapsulação. Utilizaram-se coelhos fêmeas foram para o estudo do perfil de liberação in vivo. Lipossomas contendo moxifloxacino foram injetados na câmara anterior do olho direito de cada animal. Os coelhos foram divididos em cinco grupos, e uma amostra de humor aquoso foi coletada 2, 4, 8, 24 e 48 h após a administração de lipossomas contendo moxifloxacino. As concentrações de moxifloxacino no humor aquoso foram analisadas usando cromatografia líquida de alta eficiência. Resultados: O tamanho médio dos lipossomas contendo moxifloxacino foi de 60,5 ± 0,72 nm com uma distribuição de tamanho de partícula de 0,307. A eficiência de encapsulação de moxifloxacino nos lipossomas foi de 92,24 ± 0,24. Os resultados de um estudo de liberação in vivo de lipossomas contendo moxifloxacino, mostraram que a concentração máxima de moxifloxacino foi atingida dentro das primeiras 2 h após sua administração (5,27 ± 1,09 mg/mL) e foi seguida de um decréscimo na concentração intracameral (0,35 ± 0,05 mg/mL) até a marca de 24 h. Conclusão: Os experimentos in vivo resultaram em lipossomas contendo moxifloxacino que eram homogêneos em tamanho e exibiam alta eficiência de encapsulação do fármaco. Os resultados indicam que lipossomas contendo moxifloxacino oferecem um perfil de liberação de humor aquoso satisfatório após a aplicação intracameral.

Advances in the use of nanocarriers for cancer diagnosis and treatment / Avanços na utilização de nanocarreadores no tratamento e no diagnóstico de câncer

ABSTRACT The use of nanocarriers as drug delivery systems for therapeutic or imaging agents can improve the pharmacological properties of commonly used compounds in cancer diagnosis and treatment. Advances in the surface engineering of nanoparticles to accommodate targeting ligands turned nanocarriers attractive candidates for future work involving targeted drug delivery. Although not targeted, several nanocarriers have been approved for clinical use and they are currently used to treat and/or diagnosis various types of cancers. Furthermore, there are several formulations, which are now in various stages of clinical trials. This review examined some approved formulations and discussed the advantages of using nanocarriers in cancer therapy.

RESUMO A utilização de nanocarreadores como sistemas de entrega de drogas para agentes terapêuticos ou de imagem pode aumentar as propriedades farmacológicas dos compostos normalmente utilizados no tratamento e diagnóstico de câncer. Avanços em engenharia de superfície de nanopartículas para a acomodação de ligantes alvo têm feito dos nanocarreadores candidatos atrativos para um futuro trabalho envolvendo entrega de droga direcionada. Embora não direcionados, muitos nanocarreadores terapêuticos foram aprovados para uso clínico no tratamento e/ou diagnóstico de vários tipos de câncer. Além disso, há várias outras formulações que se encontram agora em estágio de testes clínicos. Este artigo de revisão examinou algumas formulações aprovadas e discutiu as vantagens da utilização de nanocarreadores na terapia de câncer.

Desenvolvimento e fabricação de filmes ultra-­finos, obtidos pela técnica layer-by-layer, para aplicações na entrega direcionada de fármacos e na captura seletiva de bio-­marcadores / Development and fabrication of ultrathin films obtained by layer­-by­-layer, aiming targeted drug delivery applications and the selective capture of biomarkers

O objetivo geral deste trabalho foi explorar a versatilidade de filmes multicamadas de polieletrólitos (PEM) e suas aplicações em sistemas de entrega de drogas e como filmes funcionais para aplicações biomédicas. Filmes PEM montados pela técnica de camada por camada (layer­-by­-layer, LbL), foram explorados em três aplicações principais. Na primeira, foi explorado o desenvolvimento de um protocolo de funcionalização em filmes de poli(alilamina)/poli (estireno sulfonato), PAH/SPS. Os parâmetros de construção do filme para biotinilação dos grupamentos amina do PAH foram otimizados e aplicados na captura e detecção do antígeno específico da próstata (PSA), na concentração de 100 a 0,1 ng/mL, usando pontos quânticos (Qdots). Em comparação com outros trabalhos, este sistema apresentou uma boa sensibilidade na detecção de PSA, dentro do limite de detecção clínica de 0,4 a 0,1 ng/mL. A segunda aplicação envolveu o desenvolvimento de filmes de sacrifício baseados nas interações naturais da mucina submandibular bovina e da lectina, jacalina (BSM/JAC). Filmes de BSM/JAC apresentaram estabilidade quando submetidos a uma ampla faixa de pH (pH 3-­-9) e em solução de alta força iônica (5 M NaCl). A dissolução dos filmes BSM/JAC pôde ser seletivamente desencadeada mediante à incubação em solução de melibiose, 37 °C, pH 7,4, sem apresentar citotoxicidade às células. Na última parte deste trabalho, a incorporação de lipossomos ecogênicos (ELIP) em mochilas celulares foi investigada. Mochilas celulares são "patches" de 7­-10 µm de diâmetro que podem ser fabricados por meio de deposição alternada de polímeros utilizando-­-se a técnica de LbL, sobre uma matriz pré­-moldada obtida por fotolitografia, a fim de criar um sistema composto por três multicamadas estratificadas: uma região de liberação, para promover o destacamento do substrato, uma região de carga de droga, e uma região adesiva às células. O uso de ELIP permitiu incorporação de até 9x mais doxorrubicina (DOX) se comparado com o fármaco livre em solução absorvido pelos dos filmes. A liberação de DOX pelos filmes foi monitorado por 25 dias. Mochilas contendo ELIP-­DOX foram então aderidos a monócitos, e sua viabilidade monitorados por 72h. Mochilas vazias mostraram diminuir a proliferação de monócitos ao longo das 72 horas, enquanto mochilas carregadas com ELIP-­DOX mostraram uma diminuição dramática na população celular, apontando uma potencialização dos efeitos da droga pela sua proximidade com as células

The overall goal of this thesis was to exploit the versatility of polyelectrolite multilayers (PEM) to be applied in drug delivery systems and biofunctionalizable films for biomedical applications. PEM films assembled by the layer-by­-layer technique were explored in three main applications. In the first part of this work, the development of a functionalization protocol of poly(allylamine)/poly(styrene sulfonate), PAH/SPS was explored. The optimal film parameters to the use of biotinylated multilayers were applied for the capture and detection of prostate specific antigen (PSA) protein in the range of 100 to 0.1 ng/mL, by using quantum dots. Compared to previous work, this system presented a good sensitivity for PSA detection that is within the clinical limit range of 0.4 to 0.1 ng/mL. The second application involved the creation of a novel sacrificial multilayer film. Films based in natural interactions of bovine submaxillary mucin and the lectin jacalin, BSM/JAC were assembled. BSM/JAC films showed stability when underwent a wide rage of pH (pH 3 to 9) and high ionic strength (5 M NaCl) solutions. BSM/JAC dissolution could be triggered released by incubation in melibiose at 37 °C in pH 7.4 buffer, without cytotoxicity. In the last part of this work the incorporation of echogenic liposomes (ELIP) into cell backpacks was investigated. Cell backpacks are 7-10 µm diameter patches that can be fabricated through LbL polymer deposition onto a photopatterned array to create a stacked composite of three stratified multilayer systems: a releasable region for easy detachment from the substrate, a drug payload region, and a cell adhesive region. The use of ELIP allowed up to 9x more doxorubicin (DOX) loading when compared to free drug in solution adsorbed through the films. DOX release from films was monitored for over 25 days. ELIP­-DOX backpacks were then attached to mouse monocytes and their viability monitored by 72h. Empty backpacks showed to decrease monocytes proliferation over the course of 72h, while ELIP­-DOX backpacks showed a dramatic decrease in cell population, showing that DOX effects were enhancement in drug potency by its proximity

Avaliação físico-química e biológica da eficácia de uma água mineral lipossomada na pele / Physico-chemical and biological effectiveness evaluation of a liposome- enhanced mineral water on the skin

Introdução: Devido aos seus efeitos hidratante e anti-inflamatório, a água mineral tem sido progressivamente mais utilizada em Dermatologia. Não obstante, apresenta penetração aparentemente superficial. Um lipossoma elástico contendo água mineral foi desenvolvido para melhorar a sua penetração e ação na pele. Objetivos: O presente estudo avaliou a eficácia de um lipossoma de 30-100nm, composto de trealose e fosfatidilcolina de soja, que pode atravessar espaços 30nm e carregar a água mineral para as camadas mais profundas da pele. Métodos: O método de RAMAN foi utilizado para avaliar a penetração do lipossoma na pele. A análise dos seus efeitos hidratantes foi realizada através da medida da expressão gênica da filagrina e da acquaporina. Os efeitos anti-inflamatórios foram medidos através da quantidades de NF-¿¿. Resultados: A fosfatidilcolina foi utilizada como um marcador no teste de RAMAN, tendo sido localizada a 1-7nm mais profundamente no estrato córneo 30 minutos depoisda aplicação; 60 minutos após a aplicação, o lipossoma foi encontrado sobre a camada espinhosa. Nenhuma alteração foi verificada 120 minutos após a a plicação. A expressão gênica da filagrina aumentou 3 vezes e a da aquaporina, 1.8 vez. Em relação à NF-¿¿, houve 47% de diminuiçãoi na sua atividade. Conclusão: A multidisciplinaridade da nanotecnologia e seus benefícios não podem ser minimizados. O desenvolvimento de lipossomas com tecnologia brasileira denotam a capacidade de nossos cientistas de inovar os sistemas de delivery em cosméticos, beneficiando a dermatologia. O aproveitamento da riqueza hídrica do Brasil também deve ser ressaltado a fim de estimular novos estudos relacionados com a nossa diversidade natural. O presente estudo permite concluir que a água lipossomada pode permear a pele e permite melhores efeitos biológicos.

Introduction: Introduction: Mineral water has been used in Dermatology for its moisturizing and anti-inflammatory effects. Its penetration seems to be superficial. An elastic liposome containing mineral water was developed in efforts to improve its penetration and action in the skin. Objectives: This study evaluated the efficacy of a 30-100 nm liposome, made of trehalose and soy phosphatidylcholine, which can cross 30 nm spaces and deliver the mineral water to deeper layers of the skin. Methods: The RAMAN method was used to evaluate the permeation of the liposome into the skin. Its moisturizing effects were measured through the genic expression of filaggrin and acquaporin, and its anti-inflammatory effects were measured through NF-¿ß quantities. Results: After 30 minutes, the phosphatidylcholine was localized 1-7 nm deeper in the corneum layer; 60 minutes after, the liposome had penetrated to the spinous layer; and no changes were verified after 120 minutes. The genic expression of filaggrin increased 3 times and the expression of acquaporin increased 1.8 times. NF-¿ß activity decreased 47%. Conclusion: Nanotechnology and its benefits are very important to dermatology. The development of liposomes with Brazilian technology demonstrates the emergence of a knowledge base regarding cosmetic delivery systems in the country. Therefore, Brazil's wealth of mineral spring waters represents a considerably valuable resource and should be the object of further studies in dermatology. This study has verified that liposome-encapsulated water can permeate the skin and provide enhanced biological effects

Sistemas de transporte de drogas para o segmento posterior do olho: bases fundamentais e aplicações / Drug delivery systems for the posterior segment of the eye: fundamental basis and applications

As doenças do segmento posterior do olho são responsáveis pela maioria dos casos de cegueira irreversível no mundo inteiro. Este cenário estimula o desenvolvimento de novas modalidades de tratamento para estas doenças. O sucesso no tratamento visa, essencialmente, o transporte de doses efetivas de drogas diretamente para os locais a serem tratados. Devido às dificuldades encontradas no transporte de drogas para o segmento posterior do olho, pesquisas têm sido realizadas no sentido de desenvolver sistemas de administração intra-oculares que permitam liberar concentrações terapêuticas das drogas por período prolongado. Tais sistemas podem proporcionar inúmeras vantagens, como: aumentar a biodisponibilidade e a concentração local da droga, atingir especificamente um tipo de tecido ou célula, reduzir a freqüência de injeções intra-oculares. Tais vantagens podem aumentar o conforto do paciente e reduzir as complicações observadas com a utilização das injeções intra-oculares. Diferentes sistemas de transporte de drogas têm sido desenvolvidos com as finalidades acima descritas. Estes sistemas podem ser compostos por polímeros biodegradáveis ou não-biodegradáveis ou serem formulações lipídicas. Os sistemas de transporte de drogas são representados, principalmente, pelas micro e nanopartículas e pelos implantes, sendo eles compostos por diferentes polímeros; pelos lipossomos, que são compostos por lípides e emulsionantes; e pela iontoforese, que se baseia na aplicação de corrente elétrica. Nesta revisão, as principais características dos diferentes sistemas de transporte de drogas serão descritas, expondo suas potencialidades de aplicação clínica.

The diseases of the posterior segment of the eye are responsible for most cases of irreversible blindness worldwide. These conditions stimulate the development of new modalities of treatment for vitreoretinal diseases. The success in the treatment aims, mainly, the delivery of effective doses of pharmacological agents directly to the target sites. Because of the difficulties in delivering drugs to the posterior segment of the eye, the development of intraocular delivery systems that allow the delivery of therapeutic concentrations of drugs for long periods are being studied. These systems offer many advantages, such as increase in drug bioavailability, obtaining constant and sustained drug release, to achievement of elevated local concentrations of drugs without systemic side effects, targeting one specific tissue or cell type, reducing the frequency of intraocular injections. These advantages can increase the comfort of the patient and reduce the complications observed with intraocular injections. Several drug delivery systems are being developed with the above described purposes. These systems may be prepared with biodegradable or non-biodegradable polymers or they may be lipid formulations. The drug delivery systems are represented, mainly, by micro- e nanoparticles and implants, composed of different polymers; by liposomes, which are made of lipids and surfactants; and by iontophoresis, that is based on the application of an electric current. In this review, the main characteristics of the different drug delivery systems will be shown, with their potentialities of clinical application.