RESUMO
Dentro da área da nanotecnologia, o sistema drug delivery vem sendo amplamente utilizado, cujo objetivo é proporcionar uma maior eficácia dos ativos farmacêuticos, podendo envolver desde uma distribuição mais seletiva dentro do organismo até a taxa que as moléculas serão liberadas e/ou a atenuação dos efeitos adversos provocados. Para isso, os ativos são encapsulados em nanoestruturas, podendo estas serem de natureza sintética ou natural. Dentre os nanocarreadores promissores encontram-se os cubossomos, que são nanoestruturas complexas capazes de encapsular ativos tanto hidrofílicos quanto hidrofóbicos. O objetivo deste projeto foi estudar a encapsulação de fármacos antineoplásicos em sistemas drug delivery contra linhagens celulares, investigando também as alterações estruturais sofridas pelos cubossomos e os efeitos sinérgicos dos fármacos, sendo eles: a doxorrubicina, a cisplatina, a vemurafenibe e a curcumina. As metodologias empregadas para elucidar o efeito das combinações dos fármacos, a estruturação da nanopartícula e sua citotoxicidade foram: os estudos de viabilidade celular pós-exposição, espalhamento dinâmico de luz, potencial zeta, análise de rastreamento de nanopartículas, espalhamento de raios-x a baixos ângulos, criomicroscopia eletrônica de transmissão, eficiência de encapsulação e ensaio de liberação. Inicialmente os fármacos foram testados isoladamente e em duplas, sendo utilizadas cinco linhagens celulares, afim de se promover um delineamento aos ensaios futuros. A partir destes resultados, foi-se optado por manter duas linhagens celulares, a HeLa, como representante de tecidos tumorais, e a HaCat, modelo de tecido saudável, devido a menor resistência apresentada por elas. Em relação as combinações entre as drogas, pode-se observar que todas as duplas formadas apresentaram resultados sinérgicos na linhagem tumoral, sendo mantida para os testes seguintes a combinação curcumina e vemurafenibe. Os cubossomos foram sintetizados eficientemente, sendo produzidos na ausência de fármacos bem como contendo curcumina e vemurafenibe. As nanopartículas apresentaram uma variação de diâmetro entre 189 ± 3 nm e 224 ± 2 nm, sendo o PDI entre 0,08 e 0,25. A conformação do cubossomo foi confirmada através da criomicroscopia eletrônica de transmissão e pelo espalhamento de raios-x a baixos ângulos, onde foi determinada uma estruturação característica de Pn3m. Para a eficiência de encapsulação os valores variaram entre 79% de encapsulação para a curcumina e 72% para a vemurafenibe, quando utilizadas isoladamente. No caso da encapsulação em dupla, os valores se converteram para 63% e 53% para a curcumina e vemurafenibe, respectivamente. A liberação das drogas do interior da nanopartícula oscilou entre 1500, 480 e 420 minutos para os cubossomos de curcumina, vemurafenibe e curcumina + vemunafenibe, respectivamente. Os testes de citotoxicidade demonstraram que as concentrações de 0,01 e 0,03 mg/mL foram capazes de promover uma viabilidade acima de 70%, porém, utilizando estas proporções não foi possível observar resultados significativos. Por fim, o sistema se mostrou estável e homogêneo, sendo capaz de promover a encapsulação dos fármacos tanto singularmente quanto em dupla e, apesar da quantidade de fármacos não ter sido suficiente para ocasionar alterações ao sistema celular, a execução deste trabalho abre portas para que novos estudos sejam realizados, podendo-se testar diferentes ativos bem como alterando a composição da nanopartícula afim de se reduzir a citotoxicidade
Within the area of nanotechnology, the drug delivery system has been widely used, whose objective is to provide greater effectiveness of pharmaceutical active ingredients, which may range from a more selective distribution within the organism to the rate at which the molecules will be released and/or the attenuation of adverse effects caused. To achieve this, the active ingredients are encapsulated in nanostructures, which may be synthetic or natural in nature. Among the promising nanocarriers are cubosomes, which are complex nanostructures capable of encapsulating both hydrophilic and hydrophobic active ingredients. The objective of this project was to study the encapsulation of antineoplastic drugs in drug delivery systems against cell lines, also investigating the structural changes undergone by the cubosomes and the synergistic effects ofthe drugs, namely: doxorubicin, cisplatin, vemurafenib and curcumin. The methodologies used to elucidate the effect of drug combinations, the structuring of the nanoparticle and its cytotoxicity were: post-exposure cell viability studies, dynamic light scattering, zeta potential, nanoparticle tracking analysis, small angle x-rays scattering, transmission electron cryomicroscopy, encapsulation efficiency and release assay. Initially, the drugs were tested alone and in pairs, using five cell lines, in order to promote a design for future trials. Based on these results, it was decided to maintain two cell lines, HeLa, as a representative oftumor tissues, and HaCat, a model ofhealthy tissue, due to their lower resistance. Regarding the combinations between the drugs, it can be observed that all the pairs formed presented synergistic results in the tumor lineage, with the combination of curcumin and vemurafenib being maintained for the following tests. Cubosomes were efficiently synthesized, being produced in the absence of drugs as well as containing curcumin and vemurafenib. The nanoparticles varied in diameter between 189 ± 3 nm and 224 ± 2 nm, with the PDI being between 0.08 and 0.25. The conformation ofthe cubosome was confirmed through transmission electron cryomicroscopy and small angle x-rays scattering, where a characteristic structure of Pn3m was determined. For encapsulation efficiency, values varied between 79% encapsulation for curcumin and 72% for vemurafenib, when used alone. ln the case of double encapsulation, the values converted to 63% and 53% for curcumin and vemurafenib, respectively. The release of drugs from the interior of the nanoparticle ranged between 1500, 480 and 420 minutes for the curcumin, vemurafenib and cubosomes with curcumin + vemunafenib, respectively. Cytotoxicity tests demonstrated that concentrations of 0.01 and 0.03 mg/mL were capable of promoting viability above 70%, however, using these proportions it was not possible to observe significant results. Finally, the system proved to be stable and homogeneous, being able to promote the encapsulation of drugs both singly and in pairs and, although the quantity of drugs was not enough to cause changes to the cellular system, the execution of this work opens doors for new studies are carried out, with the possibility oftesting different active ingredients as well as changing the composition of the nanoparticle in order to reduce cytotoxicity