Desenvolvimento de micropartículas carregadas com Rifampicina e avaliação de atividade contra Mycobacterium tuberculosis

Abstract

O Mycobacterium tuberculosis é o principal agente causador da tuberculose, a doença infecciosa que mais provoca mortes globalmente. O tratamento atual é feito através da combinação de quatro fármacos: rifampicina, isoniazida, etambutol e pirazinamida por um período de seis meses, mas sua longa duração, toxicidade e baixa permeação em macrófagos levam à desistência de pacientes e ao surgimento de resistência bacteriana. O alginato de sódio, um polímero natural de baixo custo e alta biocompatibilidade, pode ativar macrófagos, células hospedeiras do bacilo, mostrando potencial para melhorar o tratamento. Neste estudo, rifampicina foi encapsulada em micropartículas de alginato de alumínio, produzidas por gelificação iônica. Soluções de alginato de sódio (2%) e rifampicina foram gotejadas em solução de cloreto de alumínio (5%) para formar micropartículas, que foram secas a 37°C por 12 horas. A caracterização incluiu RAMAN, FTIR, TGA, DSC, difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura. Ensaios de liberação e eficiência de encapsulamento foram realizados por espectrofotometria, enquanto testes in vitro avaliaram citotoxicidade (resazurina e citometria de fluxo) e ativação imunológica (ensaio confocal). Os resultados confirmaram a formação de estruturas "egg-box", proteção térmica da rifampicina e ativação imunológica dos macrófagos. Devido a toxicidade observada, o sistema demonstrou pouco potencial para aplicações futuras no combate à tuberculose.

Mycobacterium tuberculosis is the main causative agent of tuberculosis, the infectious disease responsible for the highest number of deaths worldwide. The current treatment consists of a combination of four drugs: rifampicin, isoniazid, ethambutol, and pyrazinamide, administered over six months. However, its prolonged duration, toxicity, and low macrophage permeability lead to patient dropout and the emergence of bacterial resistance. Sodium alginate, a low-cost, highly biocompatible natural polymer, can activate macrophages, the host cells of the bacillus, showing potential to improve treatment. In this study, rifampicin was encapsulated in aluminum alginate microparticles produced by ionic gelation. Sodium alginate (2%) and rifampicin solutions were dripped into an aluminum chloride (5%) solution to form microparticles, which were dried at 37°C for 12 hours. Characterization techniques included RAMAN, FTIR, TGA, DSC, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy. Release and encapsulation efficiency assays were conducted using spectrophotometry, while in vitro tests assessed cytotoxicity (resazurin and flow cytometry) and immune activation (confocal assay). The results confirmed the formation of "egg-box" structures, thermal protection of rifampicin, and macrophage immune activation. Due to the observed toxicity, the system exhibited limited potential for future applications in tuberculosis treatment.