A baixa seletividade dos métodos convencionais para diagnóstico e terapia de neoplasias, bem como o fato de nem sempre alcançarem o sucesso terapêutico desejado, configuram dificuldades para a prática oncológica. Diante disso, os anticorpos monoclonais (AcMs) radiomarcados, aplicados em técnicas diagnósticas, têm se destacado, visto que permitem a entrega seletiva da radiação ao alvo de interesse. A metodologia Radioimunodiagnóstico (RID), utilizando AcM anti-EGFR radiomarcado, possibilita triagem prévia, avaliando a resistência ao tratamento e estratificando pacientes que possam apresentar benefícios à imunoterapia com cetuximabe. Além disso, permite monitorar a progressão da terapia, visando tratamento mais efetivo e direcionado, promulgando a abordagem da medicina personalizada. No Brasil, ainda não há radioimunoconjugado disponível para diagnóstico e seguimento do câncer. Nesse contexto, o objetivo com este trabalho foi o de desenvolver uma formulação farmacêutica para padronizar uma rotina de produção dos radiofármacos para radioimunodiagnóstico de câncer de cabeça e pescoço e de câncer colorretal: cetuximabe-DTPA-111In e cetuximabe-DFO-89Zr. Em adição, corroborar na elucidação dos mecanismos de resistência das células tumorais à terapia com o cetuximabe, através da realização de estudos de ligação do radioimunoconjugado à receptores celulares. Em relação aos radiofármacos estudados, destaca-se que os processos de conjugação do cetuximabe com os quelantes DTPA, na razão molar 1:20, e com o DFO, 1:5, foram bem-sucedidos e otimizados, demonstrando boa reprodutibilidade. Os imunoconjugados apresentaram preservação da imunorreatividade e alta estabilidade quando armazenados a -20°C por até seis meses. Esses imunoconjugados, quando radiomarcado com 111In e 89Zr, exibiram pureza radioquímica superior a 95%, sem necessidade de purificação pós-marcação, e estabilidade por tempo que possibilita seu transporte às clínicas distantes do centro produtor. As análises in vitro do cetuximabe-DTPA-111In em células FaDu-C10 (linhagem resistente) demonstraram percentual inexpressivo de ligação e internalização do radioimunoconjugado, congruindo na explanação do modelo de resistência conferido à linhagem. O estudo de corpo inteiro em MicroPET/TC revelou redução no perfil de captação no grupo de bloqueio, com excesso de cetuximabe não marcado, e intensa captação do cetuximabe-DFO-89Zr pelo tumor de células escamosas no grupo sem bloqueador, confirmando a especificidade in vivo do radioimunoconjugado. Os estudos de biodistribuição dos radiofármacos foram compatíveis com os descritos em literatura e validaram os resultados obtidos por imagens em MicroSPECT/TC e MicroPET/TC, além de apresentarem apreciável captação tumoral, considerando os tempos analisados. A estabilidade alta in vivo e a eficácia da marcação foram confirmadas pela baixa captação óssea e em tecidos não alvos. O melhor intervalo pós-injeção do radiofármaco para avaliação in vivo foi após cinco dias da administração. Conclui-se, portanto, que os radioimunoconjugados para imuno-SPECT e imuno-PET, cetuximabe-DTPA-111In e cetuximabe-DFO-89Zr, são ferramentas promissoras para diagnóstico e monitoramento de câncer receptor específico (EGFR) e para estratificação de pacientes à terapia anti-EGFR, encorajando a continuidade deste projeto para futuros estudos clínicos. / The low selectivity of conventional methods for cancer diagnosis and therapy, as well as the fact that these methods could not achieve the desired therapeutic success, constitute difficulties for the oncological practice. In this regard, radiolabeled monoclonal antibodies (mAbs) applied in diagnostic techniques have been highlighted, since they allow the selective delivery of the radiation to the specific target. The radioimmunodiagnosis methodology (RID), using radiolabeled anti-EGFR mAbs, enables previous screening, evaluating resistance to treatment and stratifying patients who may present benefits to cetuximab immunotherapy. In addition, it allows monitoring the progression of the therapy, aiming for a more effective and directed treatment, leading the personalized medicine approach. A radioimmunoconjugate is not yet available for diagnosis and management of cancer in Brazil. In this context, this research was carried out to develop a pharmaceutical formulation to standardize a routine production of radiopharmaceuticals for diagnosis and monitoring head and neck cancer and colorectal carcinoma: 111In-DTPA-cetuximab and 89Zr-DFO-cetuximab. In addition, corroborate in the elucidation of the tumor cells resistance mechanisms to EGFR-targeted therapy, through in vitro and in vivo radioimmunoconjugate binding studies to cellular receptors. Regarding to the radiopharmaceuticals studied, cetuximab was conjugated to DTPA chelator at 1:20 molar ratio and to DFO at 1: 5, and these processes were successful and optimized, showing good reproducibility. Immunoconjugates showed preservation of immunoreactivity and high stability when stored at -20 °C for up to 6 months. These immunoconjugates when radiolabeled with 111In and 89Zr have exhibited radiochemical purity above 95%, without any post-labeling purification, and the radioimmunoconjugates have demonstrated stability for a time that allows them to be transported to clinics far from the producer center. 111In-DTPA-cetuximab in vitro analyzes in FaDu-C10 cells (resistant cell line) has presented an inexpressive percentage of binding and internalization of the radioimmunoconjugate, ensuring the resistance model conferred to this cell line. The MicroPET/CT imaging study has revealed a reduction in uptake profile for \"Blocking\" group, with an excess of unlabeling cetuximab, and an intense 89Zr-DFO-cetuximab uptake in squamous cell tumor for \"Non-blocking\" group, that evidenced the in vivo radioimmunoconjugate specificity. The biodistribution studies of the radiopharmaceuticals were well-matched with those described in the literature and they validated the results obtained through the MicroSPECT/CT and MicroPET/ CT images. In addition, these studies in vivo have displayed a substantial tumor uptake, according with the analyzed time points. The radioimmunoconjugate showed high in vivo stability and labeling procedures efficiency, which were confirmed by low bone and non-target tissues uptake. The best post-injection interval for in vivo evaluation is after 5 days of radioimmunoconjugate administration. In conclusion, the radioimmunoconjugates for immuno-SPECT and immuno-PET, 111In-DTPA-cetuximab and 89Zr-DFO-cetuximab, are promising tools for diagnosis and monitoring of specific receptor cancer (EGFR), as well as for stratification of patients to anti-EGFR therapy, and thus encourages the continuity of this project for future clinical trials.

A baixa seletividade dos métodos convencionais para diagnóstico e terapia de neoplasias, bem como o fato de nem sempre alcançarem o sucesso terapêutico desejado, configuram dificuldades para a prática oncológica. Diante disso, os anticorpos monoclonais (AcMs) radiomarcados, aplicados em técnicas diagnósticas, têm se destacado, visto que permitem a entrega seletiva da radiação ao alvo de interesse. A metodologia Radioimunodiagnóstico (RID), utilizando AcM anti-EGFR radiomarcado, possibilita triagem prévia, avaliando a resistência ao tratamento e estratificando pacientes que possam apresentar benefícios à imunoterapia com cetuximabe. Além disso, permite monitorar a progressão da terapia, visando tratamento mais efetivo e direcionado, promulgando a abordagem da medicina personalizada. No Brasil, ainda não há radioimunoconjugado disponível para diagnóstico e seguimento do câncer. Nesse contexto, o objetivo com este trabalho foi o de desenvolver uma formulação farmacêutica para padronizar uma rotina de produção dos radiofármacos para radioimunodiagnóstico de câncer de cabeça e pescoço e de câncer colorretal: cetuximabe-DTPA-111In e cetuximabe-DFO-89Zr. Em adição, corroborar na elucidação dos mecanismos de resistência das células tumorais à terapia com o cetuximabe, através da realização de estudos de ligação do radioimunoconjugado à receptores celulares. Em relação aos radiofármacos estudados, destaca-se que os processos de conjugação do cetuximabe com os quelantes DTPA, na razão molar 1:20, e com o DFO, 1:5, foram bem-sucedidos e otimizados, demonstrando boa reprodutibilidade. Os imunoconjugados apresentaram preservação da imunorreatividade e alta estabilidade quando armazenados a -20°C por até seis meses. Esses imunoconjugados, quando radiomarcado com 111In e 89Zr, exibiram pureza radioquímica superior a 95%, sem necessidade de purificação pós-marcação, e estabilidade por tempo que possibilita seu transporte às clínicas distantes do centro produtor. As análises in vitro do cetuximabe-DTPA-111In em células FaDu-C10 (linhagem resistente) demonstraram percentual inexpressivo de ligação e internalização do radioimunoconjugado, congruindo na explanação do modelo de resistência conferido à linhagem. O estudo de corpo inteiro em MicroPET/TC revelou redução no perfil de captação no grupo de bloqueio, com excesso de cetuximabe não marcado, e intensa captação do cetuximabe-DFO-89Zr pelo tumor de células escamosas no grupo sem bloqueador, confirmando a especificidade in vivo do radioimunoconjugado. Os estudos de biodistribuição dos radiofármacos foram compatíveis com os descritos em literatura e validaram os resultados obtidos por imagens em MicroSPECT/TC e MicroPET/TC, além de apresentarem apreciável captação tumoral, considerando os tempos analisados. A estabilidade alta in vivo e a eficácia da marcação foram confirmadas pela baixa captação óssea e em tecidos não alvos. O melhor intervalo pós-injeção do radiofármaco para avaliação in vivo foi após cinco dias da administração. Conclui-se, portanto, que os radioimunoconjugados para imuno-SPECT e imuno-PET, cetuximabe-DTPA-111In e cetuximabe-DFO-89Zr, são ferramentas promissoras para diagnóstico e monitoramento de câncer receptor específico (EGFR) e para estratificação de pacientes à terapia anti-EGFR, encorajando a continuidade deste projeto para futuros estudos clínicos. / The low selectivity of conventional methods for cancer diagnosis and therapy, as well as the fact that these methods could not achieve the desired therapeutic success, constitute difficulties for the oncological practice. In this regard, radiolabeled monoclonal antibodies (mAbs) applied in diagnostic techniques have been highlighted, since they allow the selective delivery of the radiation to the specific target. The radioimmunodiagnosis methodology (RID), using radiolabeled anti-EGFR mAbs, enables previous screening, evaluating resistance to treatment and stratifying patients who may present benefits to cetuximab immunotherapy. In addition, it allows monitoring the progression of the therapy, aiming for a more effective and directed treatment, leading the personalized medicine approach. A radioimmunoconjugate is not yet available for diagnosis and management of cancer in Brazil. In this context, this research was carried out to develop a pharmaceutical formulation to standardize a routine production of radiopharmaceuticals for diagnosis and monitoring head and neck cancer and colorectal carcinoma: 111In-DTPA-cetuximab and 89Zr-DFO-cetuximab. In addition, corroborate in the elucidation of the tumor cells resistance mechanisms to EGFR-targeted therapy, through in vitro and in vivo radioimmunoconjugate binding studies to cellular receptors. Regarding to the radiopharmaceuticals studied, cetuximab was conjugated to DTPA chelator at 1:20 molar ratio and to DFO at 1: 5, and these processes were successful and optimized, showing good reproducibility. Immunoconjugates showed preservation of immunoreactivity and high stability when stored at -20 °C for up to 6 months. These immunoconjugates when radiolabeled with 111In and 89Zr have exhibited radiochemical purity above 95%, without any post-labeling purification, and the radioimmunoconjugates have demonstrated stability for a time that allows them to be transported to clinics far from the producer center. 111In-DTPA-cetuximab in vitro analyzes in FaDu-C10 cells (resistant cell line) has presented an inexpressive percentage of binding and internalization of the radioimmunoconjugate, ensuring the resistance model conferred to this cell line. The MicroPET/CT imaging study has revealed a reduction in uptake profile for \"Blocking\" group, with an excess of unlabeling cetuximab, and an intense 89Zr-DFO-cetuximab uptake in squamous cell tumor for \"Non-blocking\" group, that evidenced the in vivo radioimmunoconjugate specificity. The biodistribution studies of the radiopharmaceuticals were well-matched with those described in the literature and they validated the results obtained through the MicroSPECT/CT and MicroPET/ CT images. In addition, these studies in vivo have displayed a substantial tumor uptake, according with the analyzed time points. The radioimmunoconjugate showed high in vivo stability and labeling procedures efficiency, which were confirmed by low bone and non-target tissues uptake. The best post-injection interval for in vivo evaluation is after 5 days of radioimmunoconjugate administration. In conclusion, the radioimmunoconjugates for immuno-SPECT and immuno-PET, 111In-DTPA-cetuximab and 89Zr-DFO-cetuximab, are promising tools for diagnosis and monitoring of specific receptor cancer (EGFR), as well as for stratification of patients to anti-EGFR therapy, and thus encourages the continuity of this project for future clinical trials.

Orientador: Marlus Chorilli / Resumo: O câncer de próstata (CP) é a segunda neoplasia mais frequente entre homens no Brasil e é caracterizado por não apresentar sintomas em seus estágios iniciais, sendo diagnosticado em seu estágio avançado, o que muitas vezes dificulta o tratamento. Alguns fatores relacionados podem intensificar sua agressividade como, por exemplo, a superexpressão do receptor do fator de crescimento epidérmico (EGFR) em alguns subtipos de tumores de próstata. Neste contexto, a inibição do EGFR auxilia no combate da neoplasia, função essa que pode ser atribuída ao anticorpo monoclonal quimérico IgG1 (cetuximabe-CTX) que se liga à porção externa do EGFR, inibindo a proliferação celular, angiogênese e metástase, além de promover a apoptose. Dentre as formas de tratamento destacam-se a braquiterapia, a radioterapia e a quimioterapia utilizando o docetaxel (DTX), o qual apresenta vantagem de prolongar a sobrevivência em pacientes com CP metastático resistentes à terapia antiandrogênica. No entanto, a formulação comercial (Taxotere®) causa efeitos colaterais, como febre, anemia, retenção de líquidos, hipersensibilidades, mialgias, mucosite, neuropatias periféricas e toxidade a pele e unhas, tornando necessário o estudo de novas formas de veiculação para este fármaco Deste modo, o objetivo deste trabalho foi desenvolver uma nanodispersão de cristal líquido (NCL) de fase cúbica baseada em álcool cetílico etoxilado 20 e propoxilado 5 como tensoativo (T), ácido oleico, DSPE-PEG-MAL e fosfatidilcolina de ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

O carcinoma de células escamosas (SCC) é um tumor maligno de origem epitelial no qual o receptor de fator de crescimento epidermal (EGFR) está superexpresso e associado a malignização. O cetuximabe é um anticorpo monoclonal, capaz de se ligar seletivamente ao EGFR. A combinação de cetuximabe com o quimioterápico hidrofílico 5-fluorouracil (5-FU) é utilizada na clínica pela via intravenosa e é associada a efeitos colaterais. A administração tópica de 5-FU também é realizada a partir de cremes convencionais, porém sua eficácia é limitada a doenças pré-cancerosas e o carcinoma basocelular. Estima-se que a conjugação do cetuximabe à superfície de lipossomas, os quais podem ser administrados na pele em associação a um método físico, como a iontoforese, seja capaz de direcionar a liberação do 5-FU para as camadas da pele onde os tumores estão presentes, além de aumentar o uptake celular em linhagem EGFR positiva, viabilizando o tratamento tópico de SCC. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência do cetuximabe conjugado a um lipossoma (imunolipossoma) na penetração cutânea passiva e iontoforética do 5-FU e na regressão do SCC. Para tanto, um método analítico e um método bioanalítico foram desenvolvidos e validados para quantificação de 5-FU. Lipossomas convencionais foram preparados a partir de diferentes composições lipídicas, métodos de preparo e razão fármaco/lipídeo para selecionar aqueles que encapsulassem maior porcentagem de 5-FU. Lipossomas compostos por 1,2-distearoil-sn-glicero-3-fosfocolina e colesterol (DSPC:Chol, 55:45), preparados por hidratação do filme lipídico, na razão fármaco/ lipídeo 0,1, de aproximadamente 140 nm, foram escolhidos por encapsularem cerca de 50% de 5-FU. Para obtenção dos imunolipossomas, o cetuximabe foi primeiramente conjugado ao lipídeo DSPE acoplado ao ligante maleimida(polietilenoglicol)-2000 (DSPE-PEG-Mal), resultando em 94% de eficiência de conjugação. Os imunolipossomas foram então obtidos da mesma forma que os lipossomas e apresentaram tamanho e porcentagem de encapsulação do 5-FU semelhante a apresentada pelos lipossomas. Estudo in vitro em linhagem EGFR positiva (A431) mostrou sinergismo entre 5-FU e imunolipossoma, resultando em valores de IC50 cerca de 3 vezes menores do que o apresentado pelo 5-FU em solução. O uptake celular do imunolipossoma foi 3,5 vezes maior do que o do lipossoma. Nos estudos de penetração cutânea in vitro observou-se que, em relação a uma solução de 5-FU, lipossomas e imunolipossomas diminuíram a quantidade de 5- FU que atravessou a pele. A iontoforese aumentou a penetração do 5-FU a partir de todas as formulações. Neste caso, o acúmulo de 5-FU na epiderme viável, onde os tumores estão presentes, foi duas vezes maior quando este estava encapsulado no imunolipossoma em relação ao lipossoma. In vivo, as formulações foram administradas por via subcutânea ou tópica usando iontoforese em modelo xenográfico de SCC. O tratamento com os imunolipossomas diminuiu o crescimento tumoral em mais de 60% em relação ao controle e em torno de 50% em relação aos tratamentos com solução e lipossoma de 5-FU. A administração tópica por iontoforese apresentou maior redução tumoral do que a subcutânea quando os tumores foram tratados com solução de 5-FU e lipossomas, mas foi igualmente eficaz para os imunolipossomas. Análise imunohistológica revelou que o potencial de proliferação celular foi reduzido para os grupos tratados. Desta forma, a administração por iontoforese de imunolipossomas contendo 5-FU é uma estratégia promissora para o tratamento tópico de SCC / Squamous cell carcinoma (SCC) is a malignant tumor of epithelial origin in which the epidermal growth factor receptor (EGFR) is overexpressed and associated with malignization. Cetuximab is a monoclonal antibody, able to selectively bind EGFR. The combination of the chemotherapy with the hydrophilic drug 5-fluorouracil (5- FU) and cetuximab is applied in the clinic by intravenous injection and is associated with side effects. Cetuximab conjugation onto liposomal surface, which can be administered topically onto the skin using physical methods, such as iontophoresis, is able to direct 5-FU release to the skin layers where tumors are localized and to increase cellular uptake in EGFR positive cells, making possible the topical treatment of SCC. Thus, the objective of this work was to investigate the influence of cetuximab conjugation to liposomes (immunoliposomes) in the passive and iontophoresis skin penetration of 5-FU and SCC regression. For this purpose, an analytical and a bioanalytical method were developed and validated for 5-FU quantification. Then, conventional liposomes were prepared using different lipid compositions, preparation methods and drug to lipid ratios in order to select those able to load higher percentages of 5-FU. Liposomes composed by 1,2-Distearoylsn- glycero-3-phosphocholine and cholesterol (DSPC:Chol, 55:45) prepared by the thin lipid film hydration with drug/lipid ratio 0.1 with approximately 140 nm, were chosen because they encapsulated about 50% of 5-FU. For the obtainment of immunoliposomes, cetuximab was first coupled to the lipid DSPE linked to maleimide (polyethylene glycol)-2000 (DSPE-PEG-Mal) as an anchor for the antibody conjugation, resulting in 94% coupling efficiency. The immunoliposomes were obtained similarly to liposomes, with similar particle size and loading efficiency of 5-FU. In vitro studies using EGFR positive cells (A431) showed synergism for 5-FU and cetuximab, resulting in IC50 values about 3 times lower than 5-FU solution. Cellular uptake of immunoliposomes increased 3.5-fold compared to the liposomes. In vitro skin penetration studies revealed that, compared to the 5-FU solution, liposomes and immunoliposomes reduced the amount of 5-FU that passed through the skin. Iontophoresis increased the amount of 5-FU retained in viable epidermis for all formulations. In this case, the amount of 5-FU in viable epidermis, where tumors are localized, was 2 times higher when it was encapsulated in immunoliposomes compared to liposomes. In vivo, the formulations were administered subcutaneously or topically with iontophoresis in xenograft animal model of SCC. Treatment with immunoliposomes reduced tumor growth more than 60% compared to the negative control and about 50% compared to the treatments with 5-FU solution and liposomes. The topical administration using iontophoresis resulted in improved tumor reduction compared to the subcutaneous administration when tumors were treated with 5-FU solution and liposomes, but was equally effective for the immunoliposomes. The histological analysis showed the reduction of cellular proliferation for the treated groups. In conclusion, the administration of immunoliposomes containing 5-FU using iontophoresis is a promising strategy for the topical treatment of SCC

Orientador: Maria Palmira Daflon Gremião / Resumo: Glioblastomas (GBM) representam 77% dos tumores malignos do sistema nervoso central (SNC) e ainda hoje, apesar de todos os avanços na terapia, continua com prognóstico limitado. A existência de barreiras fisiológicas como a barreira hematoencefálica (BHE) representa o principal obstáculo que impede que concentrações adequadas do fármaco atinjam o local de ação. Por suas vantagens anatômicas, uma estratégia proposta para a administração de fármacos destinados ao SNC consiste no uso da via nasal. Além disso, o uso de terapias combinadas utilizando fármacos capazes de agir em diferentes alvos moleculares deve ser considerada para o tratamento de doenças complexas como GBM. O candidato a fármaco ácido alfa-ciano-4-hidroxicinâmico (CHC) e o anticorpo monoclonal cetuximab (CTX) já são explorados devido à capacidade de agir em diferentes alvos moleculares nas células tumorais e aplicados em conjunto, como uma nova abordagem combinada, podem melhorar os resultados terapêuticos. De forma complementar, a utilização de sistemas de liberação baseados em nanotecnologia trará inevitavelmente ganhos terapêuticos à combinação proposta, permitindo que atributos específicos sejam agregados ao sistema e possibilite não somente a administração nasal, como também a associação de diferentes fármacos em um único carreador. Assim, o presente estudo propõe o desenvolvimento de diferentes plataformas poliméricas baseadas em poli(ácido láctico-co-glicólico) (PLGA) e quitosana trimetilada (TMC) ou quito... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Glioblastomas (GBM) account for 77% of malignant tumors in the central nervous system (SNC), and today, despite all advances in therapy, remains with a limited prognosis. The existence of physiological barriers as the blood brain barrier (BBB) represents the main obstacle that limits appropriate concentrations of drugs designed to therapy. Due to their anatomical advantages, a strategy proposed for direct delivery to SNC involves the use of the nose-to-brain route. Besides, combination therapy that uses multiple drugs against different molecular targets should be considered for complex diseases such as GBM. Drugs like alpha-cyano-4-hydroxycinnamic acid (CHC) and the monoclonal antibody cetuximab (CTX) are already explored for their capacity to act against different hallmarks of cancer and applied together, as a novel combining approach, might improve therapeutic outcomes. Therefore, advances in nanotechnology-based delivery systems will inevitably bring therapeutic gains to the proposed combination since they enable acquisition of important characteristics desired and also the association of different drugs into a single carrier. Thus, the current study proposes the development of different polymeric platforms based on poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) and trimethyl chitosan (TMC) /chitosan oligosaccharide (OCS) for CHC encapsulation. Both CHC-loaded developed systems (PLGA/TMC and PLGA/OCS) exhibited nanostructure organization of about 300 to 400 nm, containing chitosan o... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor