Micropartículas de amido retrogradado carregadas com nanopartículas de sílica mesoporosas destinadas à liberação colônica de mesalazina para o tratamento das doenças inflamatórias intestinais - Tavares Junior, Alberto Gomes [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024)
O ácido 5-aminosalicílico (5ASA), é um anti-inflamatório não esteroidal, considerado o tratamento de primeira escolha para os estágios leves a moderados de doenças inflamatórias intestinais. Geralmente, são necessárias doses muito altas de 5ASA devido à absorção sistêmica rápida e quase completa na porção intestinal superior, dificultando o alcance dos níveis locais do fármaco na mucosa colônica inflamada. Nesse trabalho, sistemas para a via oral, baseados em nanopartículas de sílica mesoporosas (NSMs) carregadas com 5ASA e incorporadas em micropartículas de amido retrogradado/pectina (MPs AR/P) foram desenvolvidos como um sistema para a liberação cólon-específica de 5ASA, visando uma alternativa para o tratamento local de doenças intestinais inflamatórias. As NSMs contendo 5ASA (NSMs@5ASA) apresentaram diâmetro médio de 109±4,80 nm, índice de polidispersão de 0,2177±0,003, potencial zeta (PZ) de -25±0,781 mV e forma esférica. A eficiência de encapsulação do 5ASA nas NSMs variou entre 85,52 e 93,19%. Ensaios de mucoadesão demonstraram que as NSMs@5ASA apresentaram capacidade mucoadesiva, evidenciado pela mudança nos valores de PZ em contato com a mucina. Os ensaios de viabilidade celular indicaram que as NSMs com e sem fármaco não foram tóxicas para células da linhagem Caco-2. As NSMs e NSMs@5ASA foram caracterizadas com sucesso por análise físico-química, as análises térmicas sugeriram melhora na estabilidade do fármaco incorporado no sistema. As MPs AR/P carregadas com NSMs@5ASA foram obtidas pelo método de reticulação iônica utilizando o Ca2+. Os sistemas nano-em-micro apresentaram diâmetro na faixa de 1386 a 1565 μm e elevada circularidade. O formato esférico das micropartículas e a eficiência na incorporação das NSMs@5ASA confirmados. Os estudos de liberação in vitro do 5ASA revelaram que o sistema de encapsulamento nano-em-micro proporcionou um controle mais preciso das taxas de liberação do 5ASA, com uma redução significativa da liberação em meio estomacal. Esse resultado é especialmente promissor, pois sugere uma proteção eficaz do fármaco contra a degradação no estômago. Com base nesses dados, as micropartículas compostas de amido retrogradado e pectina mostram-se promissoras para direcionar as NSMs@5ASA ao cólon, quando administradas por via oral. Os resultados deste trabalho oferecem uma contribuição valiosa para o avanço no tratamento de doenças inflamatórias intestinais.

5-Aminosalicylic acid (5ASA) is a nonsteroidal anti-inflammatory drug considered the first-line treatment for mild to moderate stages of inflammatory bowel disease. Very high doses of 5ASA are usually required due to rapid and nearly complete systemic absorption in the upper intestinal portion, making it difficult to achieve local drug levels in the inflamed colonic mucosa. In this work, oral delivery systems based on mesoporous silica nanoparticles (MSNs) loaded with 5ASA and incorporated into retrograded starch/pectin microparticles (AR/P MPs) were developed as a system for colon-specific delivery of 5ASA, aiming at an alternative for the local treatment of inflammatory bowel diseases. The NSMs containing 5ASA (NSMs@5ASA) presented an average diameter of 109±4.80 nm, polydispersity index of 0.2177±0.003, zeta potential (PZ) of -25±0.781 mV, and spherical shape. The encapsulation efficiency of 5ASA in NSMs ranged from 85.52 to 93.19%. Mucoadhesion assays demonstrated that NSMs@5ASA presented mucoadhesive capacity, evidenced by the change in PZ values in contact with mucin. Cell viability assays indicated that NSMs with and without the drug were not toxic to the Caco-2 cell line. NSMs and NSMs@5ASA were successfully characterized by physicochemical analysis, and thermal analysis suggested improved stability of the drug incorporated into the system. The AR/P MPs loaded with NSMs@5ASA were obtained by the ionic cross-linking method using Ca2+. The nano-in-micro systems presented diameters ranging from 1386 to 1565 μm and high circularity. The spherical shape of the microparticles and the efficiency in the incorporation of NSMs@5ASA were confirmed. The in vitro release studies of 5ASA revealed that the nano-in-micro encapsulation system provided more precise control of the 5ASA release rates, with a significant reduction in the release in the stomach. This result is especially promising, as it suggests an effective protection of the drug against degradation in the stomach. Based on these data, the microparticles composed of retrograded starch and pectin shows promise for targeting NSMs@5ASA to the colon when administered orally. The results of this work offer a valuable contribution to the advancement of the treatment of inflammatory bowel diseases.
Retrograded starch microparticles loaded with mesoporous silica nanoparticles for colonic delivery of mesalazine for the treatment of inflammatory bowel diseases
Keywords: Micropartícula; Nanopartículas de sílica mesoporosas; Liberação cólon-específica; 5ASA; Doenças inflamatórias intestinais; Microparticle; Mesoporous silica nanoparticles; Colon-specific release; Inflammatory bowel diseases