Avaliação do potencial de carreadores lipídicos nanoestruturados funcionalizados com bevacizumabe para veiculação de docetaxel no tratamento de glioblastoma multiforme

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Data

2021-03-04

Autores

Di Filippo, Leonardo Delello [UNESP]

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Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

O glioblastoma (GBM) é a neoplasia maligna primária mais comum do Sistema Nervoso Central, responsável por cerca de 4% dos óbitos associados a neoplasias, caracterizando-se como um dos cânceres mais fatais. A quimioterapia é extensamente utilizada no tratamento e, dentre os fármacos disponíveis, o docetaxel (DTX) é um quimioterápico que vem demonstrando eficiência no tratamento do GBM, inibindo a proliferação celular a partir do bloqueio mitótico, impedindo a despolimerização dos microtúbulos, tornando-os instáveis e não funcionais, de modo que a célula não é capaz de se dividir e morre por apoptose. No entanto, a apresentação comercial deste fármaco, o Taxotere®, apresenta efeitos colaterais associados à biodistribuição sistêmica, bem como biodisponibilidade cerebral limitada, o que dificulta seu uso clínico. A fim de vencer a barreira hematoencefálica (BHE) e disponibilizar o fármaco de maneira mais eficiente, uma abordagem bastante atrativa é a encapsulação em carreadores lipídicos nanoestruturados (CLN) funcionalizados com ligantes específicos de receptores VEGF (fator de crescimento do endotélio vascular) superexpressos em células tumorais de GBM, como o bevacizumabe. Os CLN podem ser uteis no tratamento quimioterápico, pois melhoram a biodisponibilidade dos fármacos, podendo entregá-los de modo seletivo às células cancerígenas, diminuindo a toxicidade sistêmica e aumentando a eficácia do tratamento. O presente trabalho objetivou avaliar o potencial de carreadores lipídicos nanostruturados funcionalizados com bevacizumabe para veiculação de docetaxel no tratamento do glioblastoma multiforme. Os CLNs foram obtidos com sucesso por meio da técnica de fusão-emulsificação seguida de ultrassonicação, apresentando tamanhos na faixa de 110 a 149 nm, confirmados por técnicas de DLS e NTA, além de potencial zeta variando de -17.4 a -24.8 mV, bem como índice de polidispersividade variando de 0,148 a 0,388. Os CLN apresentaram morfologia esférica conforme demonstrado por análises de MET. A eficiência de encapsulação (EE%) para os CLN convencionais ou funcionalizados foi de 93,22% e 90,30% respectivamente. Os CLN foram funcionalizados por reação de tiolação do bevacizumabe e a eficiência de funcionalização (EF%) encontrada foi superior a 62%. A integridade do bevacizumabe nos CLN após o processo de funcionalização foi confirmada por ensaios de SDS-PAGE e espectroscopia de fluorescência. Análises de DSC confirmaram a estabilidade térmica do sistema convencional e funcionalizado. Os CLN funcionalizados apresentaram perfil de liberação gradual e sustentada. Ensaios celulares para avaliação da atividade antitumoral in vitro dos CLN funcionalizados ou não demonstraram que a formulação funcionalizada potencializou seletivamente a atividade citotóxica do DTX em células que superexpressam VEGF, como U87MG e A172, mas não em células saudáveis (PMBCs, níveis basais de VEGF), sendo capaz de provocar redução da viabilidade celular devido à morte por apoptose. Estes resultados indicam que a encapsulação do DTX em CLN funcionalizados com BVZ foi capaz de preservar sua atividade citotóxica e potencializar sua citotoxicidade em células que superexpressam VEGF, representando um importante avanço na obtenção de medicamentos mais eficientes e menos tóxicos, com auxílio da nanotecnologia.
Glioblastoma multiforme (GBM) is the most common primary malignant cancer of the Central Nervous System, responsible for about 4% of deaths associated with neoplasms, being characterized as one of the most fatal human cancers. Chemotherapy is widely used in the treatment and, among the available drugs, docetaxel (DTX) is a chemotherapy that has been showing efficiency in the treatment of GBM, inhibiting cell proliferation from the mitotic block, preventing the depolymerization of the microtubules, making them unstable and non-functional, so the cell is unable to divide and dies from apoptosis. However, the commercial presentation of this drug, Taxotere®, has side effects associated with systemic biodistribution, as well as limited brain bioavailability, which makes its clinical use difficult. In order to overcome the blood-brain barrier (BBB) and make the drug available more efficiently, a very attractive approach is encapsulation in nanostructured lipid carriers (NLC) functionalized with specific ligands of VEGF (vascular endothelial growth factor) receptors overexpressed in GBM tumor cells, such as bevacizumab (BVZ). NLC can be useful in chemotherapy treatment, as they improve the bioavailability of drugs, being able to selectively deliver them to cancer cells, reducing systemic toxicity and increasing the effectiveness of the treatment. The current work aimed to evaluate the potential of NLC functionalized with BVZ for the delivery of docetaxel in the treatment of glioblastoma multiforme. The NLC were successfully obtained using the fusion-emulsification technique followed by ultrasonication, with sizes ranging from 110 to 149 nm, confirmed by TEM, NTA and DLS analysis, zeta potential ranging from -17.4 to -24.8 mV, as well as polydispersity index ranging from 0.148 to 0.388, in addition to presenting spherical morphology, as evidenced by transmission electron microscopy. The encapsulation efficiency (EE%) for conventional or functionalized NLC was 93.22% and 90.30% respectively. The NLC were functionalized by a BVZ thiol reaction and the functionalization efficiency (EF%) found was higher than 62%. The integrity of BVZ in the CLN after the functionalization process was confirmed by SDS-PAGE assays and fluorescence spectroscopy. DSC analyzes confirmed the thermal stability of the conventional and functionalized system. Functionalized NLC showed a gradual and sustained release profile. Cellular assays for evaluating the in vitro antitumor activity of functionalized NLC or did not demonstrate that the functionalized formulation selectively potentiated the cytotoxic activity of DTX in cells that overexpress VEGF, such as U87MG and A172, but not in healthy cells (PMBCs, basal VEGF levels), being able to reduce cell viability due to death by apoptosis. These results indicate that DTX encapsulation in BVZ functionalized NLC was able to preserve its antitumor activity and potentiate its cytotoxicity in cells that overexpress VEGF, representing an important advance in obtaining more efficient and less toxic drugs, with the help of nanotechnology.

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Palavras-chave

carreador lipídico nanoestruturado, docetaxel, glioblastoma multiforme, bevacizumabe, nanotecnologia farmacêutica, Nanostructured lipid carrier, Bevacizumab

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