Desenvolvimento, caracterização e ensaios biológicos in vitro de nanocápsulas de quinizarina para uso em terapia fotodinâmica com potencial de aplicação em doenças inflamatórias

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Data

2023-12-13

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Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

A psoríase consiste em uma doença cutânea inflamatória crônica, com mecanismos imunopatogênicos complexos, sendo caracterizada pela da hiperproliferação de queratinócitos, responsáveis pelo desenvolvimento das lesões cutâneas características. Contudo, os tratamentos utilizados atualmente não proporcionam ação direcionada, sendo desejável o desenvolvimento de terapias mais específicas. No presente trabalho foram desenvolvidas nanocápsulas contendo Quinizarina (NC/QZ) avaliando sua ação em modelo de processo inflamatório in vitro com ação da TFD. Os nanomateriais foram desenvolvidos através da técnica da deposição interfacial e caracterizados através da técnica de Espalhamento Dinâmico de Luz, os quais apresentaram características físico-químicas características e estáveis durante o período de análise. A incorporação da Quinizarina não provocou alterações no perfil fotofísico do fotossensibilizador, sendo possível a observação dos grupamentos químicos da molécula por meio da espectroscopia de FTIR. A quantificação realizada mostrou uma taxa de incorporação de 99% para o ativo associado ao nanocarreador. Os estudos de viabilidade preliminares com células NIH/3T3 mostraram ausência de citotoxicidade para a formulação de NC/QZ nas concentrações de 2,5, 5 e 15 μg.mL-1, QZ livre (50 e 70 μg.mL-1) e na NC/Vazia a 50% (v/v). A permeação do nanomaterial observada em modelo de matriz extracelular e pele de porco apresentou resultados promissores, permeando todas as camadas analisadas. O estudo de uptake celular mostrou uma maior internalização celular no composto nanoencapsulado quando comparado com a sua forma livre. O estudo de viabilidade celular com células HaCaT apresentou toxicidade apenas na concentração mais elevada (50 μg.mL-1). A indução do processo inflamatório in vitro foi desenvolvida adequadamente, onde foi possível observar a expressão de citocinas importantes no processo inflamatório. O tratamento realizado com TFD foi altamente eficiente quando comparado com a ledterapia e nanofármacos isolados. A partir dos resultados obtidos é possível indicar que o nanomaterial desenvolvido apresenta parâmetros físico-químicos satisfatórios, além de não apresentar citotoxicidade nas concentrações citadas, evidenciando sua biocompatibilidade in vitro, sendo observado que a nanotecnologia proporcionou uma maior internalização celular do ativo, resultando em uma ação direcionada, ainda, a TFD se mostrou um potencial candidato no tratamento de doenças autoimunes, diminuindo a concentração de citocinas no modelo inflamatório in vitro, possibilitando assim, experimentos subsequentes direcionados à terapias específicas.
Psoriasis constitutes a chronic inflammatory skin disease with complex immunopathogenic mechanisms which is characterized by the hyperproliferation of keratinocytes, responsible for the development of characteristic skin lesions. Currently used treatments, however, do not provide targeted action and the development of more specific therapies is desirable. In this study, nanocapsules containing Quinizarin (NC/QZ) were developed, and their action evaluated in an in vitro inflammatory process model with PDT action. The nanomaterials were developed using the interfacial deposition technique and characterized using the Dynamic Light Scattering technique, which showed characteristic and stable physicochemical characteristics during the analysis period. The incorporation of quinizarin did not cause any changes to the photophysical profile of the photosensitizer, and it was possible to observe the chemical groups of the molecule using FTIR spectroscopy. Quantification showed an incorporation rate of 99% for the active ingredient associated with the nanocarrier. Preliminary viability studies with NIH/3T3 cells showed no cytotoxicity for the NC/QZ formulation at concentrations of 2.5, 5 and 15 μg.mL-1, free QZ (50 and 70 μg.mL-1) and NC/empty at 50% (v/v). The permeation of the nanomaterial observed in an extracellular matrix model and pig skin showed promising results, permeating all the layers analyzed. The cellular uptake study showed greater cellular internalization of the nanoencapsulated compound when compared to its free form. The cell viability study with HaCaT cells showed toxicity only at the highest concentration (50 μg.mL-1). The inflammatory process was properly induced in vitro, where it was possible to observe the expression of important cytokines in the inflammatory process. The treatment carried out with PDT was highly efficient when compared to LED therapy and nanopharmaceuticals alone. Based on the results obtained, it is possible to indicate that the nanomaterial developed has satisfactory physical-chemical parameters, as well as not showing cytotoxicity at the concentrations mentioned, demonstrating its biocompatibility in vitro, and it was observed that nanotechnology provided greater cellular internalization of the active ingredient, resulting in a targeted action. Furthermore, PDT proved to be a potential candidate in the treatment of autoimmune diseases, reducing the concentration of cytokines in the inflammatory model in vitro, thus enabling subsequent experiments aimed at specific therapies.

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Palavras-chave

quinizarina, nanocápsulas, fotodinâmica, nanotecnologia, psoríase, quinizarin, nanocapsules, photodynamic, nanotechnology, psoriasis

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