Avaliação do potencial de nanopartículas poliméricas funcionalizadas com cetuximabe para a incorporação de acetato de abiraterona no tratamento do câncer de próstata

Abstract

Nas últimas décadas, o tratamento do câncer de próstata avançou com o desenvolvimento de terapias como o acetato de abiraterona (ABT). No entanto, sua aplicação clínica ainda apresenta limitações importantes, como baixa biodisponibilidade, permeação restrita e efeitos adversos. Tais barreiras podem ser superadas com o uso de sistemas de liberação de fármacos nanoestruturados, como as nanopartículas poliméricas (NPs), que oferecem vantagens como maior acúmulo tumoral, biocompatibilidade e potencial de direcionamento ativo. Neste estudo, foram desenvolvidas NPs à base de ácido poli(láctico-co-glicólico) (PLGA), funcionalizadas com cetuximabe (CTX) e carregadas com ABT, visando ao tratamento do câncer de próstata. As nanopartículas foram obtidas por nanoprecipitação e apresentaram tamanhos compatíveis com o acúmulo passivo em tecido tumoral (<200 nm): NP branca - NPB (153,9 ± 5,8 nm), NP com ABT - NPA (167,3 ± 7,5 nm), NP com CTX - CTX-NPB (171,2 ± 4,4 nm) e NP com ABT e CTX - CTX-NPA (168,2 ± 2,8 nm). Os índices de polidispersão (PDI) variaram de 0,08 a 0,14, indicando populações monodispersas. As formulações não funcionalizadas apresentaram potenciais zeta inferiores a −49 mV, enquanto as funcionalizadas exibiram valores menos negativos (−17,2 e −14,9 mV), sugerindo sucesso na ancoragem do anticorpo. A eficiência de encapsulação da ABT foi elevada (~98%) e a microscopia eletrônica de transmissão confirmou morfologia esférica. A funcionalização com CTX foi confirmada por ensaio de ácido bicinconínico (BCA), com eficiência de 56,14% (467,83 μg/mL). A análise térmica por nanoDSC revelou pico de transição a ~73,7 °C e entalpia de desnaturação de −5522,3 μJ. Ensaios por SDS-PAGE e dicroísmo circular demonstraram que o CTX manteve sua estrutura após a conjugação. A espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) sugeriu a eficácia dos processos de encapsulação e funcionalização, além de indicar preservação da estrutura polimérica, reforçando a estabilidade química do sistema. Nos ensaios de citotoxicidade, a formulação CTX-NPA apresentou elevada atividade antitumoral, com IC₅₀ de 1,87 μg/mL para LNCaP e 1,94 μg/mL para PC3. Também apresentou perfil seletivo promissor, mantendo a viabilidade acima de 85% em células não tumorais (PNT-2), mesmo na maior concentração testada. Nos ensaios de internalização celular por citometria de fluxo, a formulação CTX-NPB apresentou valores de Fluorescência Média de Intensidade (FMI) significativamente superiores às formulações não funcionalizadas nas células PC3 (~290.984, ~2.331.176 e ~2.464.078 para 12, 18 e 21 μg/mL, respectivamente) e também nas células LNCaP (~242.509, ~221.318 e ~208.476 para 10, 13,2 e 15 μg/mL), confirmando o papel da funcionalização no direcionamento celular mediado por receptor. Os resultados apontam potencial do sistema desenvolvido em linhagens tumorais de próstata.

In recent decades, the treatment of prostate cancer has advanced with the development of therapies such as abiraterone acetate (ABT). However, its clinical application still faces significant limitations, including poor bioavailability, restricted tissue penetration, and adverse effects. These challenges can be addressed using nanostructured drug delivery systems, such as polymeric nanoparticles (NPs), which offer advantages like enhanced tumor accumulation, biocompatibility, and active targeting capabilities. In this study, poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA)-based NPs were developed, functionalized with cetuximab (CTX) and loaded with ABT, aiming for application in prostate cancer therapy. The nanoparticles were obtained via nanoprecipitation and exhibited sizes below 200 nm: NPB (153.9 ± 5.8 nm), NPA (167.3 ± 7.5 nm), CTX-NPB (171.2 ± 4.4 nm), and CTXNPA (168.2 ± 2.8 nm). The polydispersity index (PDI) ranged from 0.08 to 0.14, indicating monodisperse populations. Non-functionalized formulations exhibited zeta potential values below −49 mV, while functionalized ones showed less negative values (−17.2 and −14.9 mV), suggesting successful antibody anchoring. The ABT encapsulation efficiency was high (~98%), and transmission electron microscopy confirmed spherical morphology. CTX conjugation was validated by BCA assay, with an efficiency of 56.14% (467.83 µg/mL). Thermal analysis by nanoDSC revealed a transition peak at ~73.7 °C and a denaturation enthalpy of −5522.3 µJ. SDS-PAGE and circular dichroism confirmed that CTX retained its structural integrity after conjugation. FTIR spectroscopy confirmed both the successful encapsulation and functionalization processes, and indicated preservation of the polymeric structure, reinforcing the chemical stability of the system. In cytotoxicity assays, the CTX-NPA formulation showed potent antitumor activity, with IC₅₀ values of 1.87 µg/mL in LNCaP and 1.94 µg/mL in PC3 cells. A promising selectivity profile was observed, as cell viability in non-tumoral PNT-2 cells remained above 85% even at the highest concentration tested. Flow cytometry internalization assays showed superior uptake of CTX-NPB in PC3 cells (FMI of ~290,984, ~2,331,176, and ~2,464,078 at 12, 18, and 21 µg/mL, respectively) compared to NPB (~313,410, ~319,620, and ~889,701). In LNCaP, values were ~242,509 (10 µg/mL), ~221,318 (13.2 µg/mL), and ~208,476 (15 µg/mL), indicating a receptor-mediated, dose-dependent uptake pattern.