Desenvolvimento de sistemas nanoemulsionados contendo Eritrosina para potencial aplicação em Terapia Fotodinâmica no tratamento de glioblastoma multiforme

Abstract

Os gliomas são os tipos de tumores do sistema nervoso central mais comuns e dentre todos os tipos, o glioblastoma multiforme (GBM) é o mais frequente e agressivo de câncer de cérebro. Embora isso ocorra os tratamentos disponíveis atualmente, não apresentam uma alta eficácia no combate à doença. Sendo assim, a terapia fotodinâmica se apresenta como uma alternativa complementar aos tratamentos tradicionais. A Eritrosina é um corante de origem natural, da classe dos xantenos, amplamente utilizado na indústria alimentícia e de produtos cosméticos e que apresenta um enorme potencial de aplicação na TFD como substância fotossensibilizadora. Embora apresente esse potencial, a sua baixa estabilidade em água é um limitador para a sua utilização. Nesse contexto, o desenvolvimento de sistemas nanoemulsionados contendo Eritrosina é uma excelente estratégia para solucionar esse problema. Sendo assim, o objetivo desse trabalho foi desenvolver e caracterizar sistemas nanoemulsionados contendo Eritrosina para potencial aplicação em terapia fotodinâmica no tratamento de GBM. Para isso foi feito o desenvolvimento e validação de metodologia analítica de quantificação da Eritrosina por espectrofotometria de absorção, o desenvolvimento dos sistemas nanoemulsionados, a caracterização fotofísica, físico-química e estrutural das nanoemulsões e ensaios de avaliação da internalização celular, avaliação da atividade citotóxica das nanoemulsões em cultura celular 2D com a linhagem celular HDFn e avaliação da atividade fotodinâmica das nanoemulsões in vitro em cultura celular 2D com a linhagem celular T98-G. Ao término dos experimentos, foi possível determinar o perfil de absorção e emissão da fluorescência UV-Vis da Eritrosina, sendo 526 nm o comprimento de onda máximo de absorção e, 550 nm o máximo de emissão. Desenvolver metodologia analítica para quantificação da Eritrosina, facilmente executável, de baixo custo, linear, precisa, exata e robusta. Além disso, foi possível desenvolver e caracterizar uma nanoemulsão contendo Eritrosina, sem o uso de aquecimento e solventes orgânicos. Por fim, a formulação demonstrou ser segura frente à linhagem HDFn, embora não tenha apresentado atividade fotodinâmica frente à linhagem tumoral T98-G nas doses e concentração avaliadas. Dessa maneira, os resultados apresentados nesta tese contribuirão para a ampliação do conhecimento sobre sistemas nanoemulsionados obtidos por baixo aporte energético, sem o uso de solventes orgânicos ou aquecimento, com ou sem Eritrosina em sua composição. Além disso, fortalecerão a compreensão dos processos fotodinâmicos como alternativas promissoras para o tratamento complementar do GBM.

Gliomas are the most common type of central nervous system tumor, and among them, glioblastoma multiforme (GBM) is the most prevalent and aggressive form of brain cancer. Despite this, current treatments are not highly effective in combating the disease. As such, photodynamic therapy (PDT) presents a complementary alternative to traditional treatments. Erythrosine, a natural dye from the xanthenes class, is widely used in the food and cosmetics industries and has significant potential as a photosensitizing agent in PDT. However, its low stability in water limits its effectiveness. In this context, the development of nanoemulsion systems containing Erythrosine is an excellent strategy to overcome this challenge. Therefore, this study aimed to develop and characterize nanoemulsion systems containing Erythrosine for potential application in PDT for GBM treatment. To achieve this, we developed and validated an analytical method for quantifying Erythrosine using absorption spectrophotometry. We also developed nanoemulsion systems and conducted photophysical, physicochemical, and structural characterizations. Additionally, we performed tests to evaluate cell internalization, assess the cytotoxic activity of the nanoemulsions in 2D cell cultures using the HDFn cell line, and evaluate their photodynamic activity in vitro in 2D cell cultures using the T98-G cell line. After the experiments, we determined the UV-Vis absorption and emission profile of Erythrosine, with a maximum absorption wavelength at 526 nm and a maximum emission wavelength at 550 nm. We also developed an easy-to-execute, low-cost, linear, precise, accurate, and robust analytical methodology for quantifying Erythrosine. Furthermore, we successfully developed and characterized a nanoemulsion containing Erythrosine, without the use of heating or organic solvents. Lastly, the formulation was found to be safe for the HDFn strain, though it did not demonstrate photodynamic activity against the T98-G tumor strain at the evaluated doses and concentrations. The results presented in this thesis will significantly contribute to expanding knowledge about nanoemulsion systems produced with low energy input, without organic solvents or heating, with or without Erythrosine. These findings will also enhance our understanding of photodynamic processes as promising complementary treatments for GBM.