A área das Ciências Farmacêuticas busca constantemente por tratamentos mais eficientes, direcionados para alvos específicos, com diminuição da dose necessária e com a minimização dos efeitos adversos. Neste contexto, a área de Nanotecnologia Farmacêutica apresenta grande potencial de aplicabilidade, com resultados bastante promissores para o tratamento de diversas doenças. Os sistemas nanoestruturados têm sido avaliados para a incorporação de fármacos já utilizados em tratamentos administrados formas farmacêuticas convencionais que apresentam problemas farmacocinéticos ou farmacodinâmicos quando administrados. E, também, para a incorporação de novas moléculas com potencial para o tratamento de determinada doença. Neste trabalho de tese, nanocápsulas de núcleo lipídico versáteis contendo metotrexato na forma ácida e éster, bromelina, etanercept e infliximab foram desenvolvidas buscando contornar as limitações e aumentar a eficácia terapêutica desses fármacos. Inicialmente, as propriedades anti-inflamatórias de nanocápsulas de núcleo lipídico revestidas por micelas de polissorbato 80 contendo metotrexato encapsulado foram avaliadas em experimentos in vitro e in vivo, em células mononucleares obtidas a partir do líquido sinovial de pacientes com artrite reumatoide e em ratos Lewis com artrite induzida por adjuvante completo de Freund, respectivamente. As nanocápsulas de núcleo lipídico demonstraram serem altamente eficazes no controle da inflamação, sendo que os efeitos anti-inflamatórios in vivo foram alcançados em doses 75% menores que o metotrexato em solução. Na sequência, o tratamento in vitro da linhagem de células de carcinoma de mama humano, MCF-7, com nanocápsulas de núcleo lipídico multiparede funcionalizadas com bromelina demonstrou uma redução de 160 vezes na concentração necessária para obter o mesmo efeito quando comparada a uma solução de bromelina. A influência das pseudofases aniônicas e catiônicas no mecanismo de distribuição da indometacina, tacrolimus, aciclovir, metotrexato e éster etílico de metotrexato, foram avaliadas aplicando um algoritmo desenvolvido para nanocápsulas de núcleo lipídico. Verificou-se que somente a indometacina sofreu influência da presença de cargas, aumentando a afinidade pela fase dispersa das formulações. Formulações de nanocápsulas de núcleo lipídico multiparede contendo metotrexato na forma ácida e éster encapsulados e/ou funcionalizando a superfície das nanocápsulas foram desenvolvidas e testadas in vitro em linhagens de células tumorais (MCF-7) e em linhagens de células sadias (HaCaT). Essas formulações demonstraram atividade antiproliferativa maior para as MCF-7 (com redução em mais de 50% na viabilidade celular) em comparação com as soluções de metotrexato e éster etílico de metotrexato e esta atividade foi maior para as formulações em que as moléculas foram funcionalizadas na superfície das nanopartículas. A captação das nanopartículas pelas células também foi maior para as formulações funcionalizadas com metotrexato ou éster etílico de metotrexato em comparação com a formulação em que o éster de metotrexato está encapsulado. As três formulações contendo metotrexato na forma ácida ou éster não demonstraram ação antiproliferativa em linhagens de células sadias (HaCaT). Devido à baixa expressão de receptores de folato nessas células, não houve aumento da captação celular em comparação à formulação sem fármaco. Por último, foram desenvolvidas satisfatoriamente formulações de nanocápsulas de núcleo lipídico multiparede funcionalizadas com os anticorpos monoclonais infliximab e etanercept, e contendo éster etílico de metotrexato encapsulado, demonstrando que são adequadas para futuros estudos visando o tratamento da artrite reumatoide. Esse conjunto de resultados demonstra que as nanocápsulas de núcleo lipídico com funcionalização de superfície versátil, sejam revestidas com polissorbato 80 ou multiparede funcionalizadas são um sistema bastante promissor para a administração de fármacos de modo a aumentar sua especificidade e eficácia. / The Pharmaceutical Sciences field is constantly searching for more effective treatments, aiming specific targets, with dose reduction and minimization of side effects. In this context, the Pharmaceutical Nanotechnology field presents great applicability potential, with highly promising results for the treatment of several diseases. Nanostructured systems have been evaluated for the encapsulation of drugs approved for use in conventional pharmaceutical dosage forms that, however, exhibit pharmacokinetic or pharmacodynamics problems when administered, and for the encapsulation of novel molecules with potential to treat a determined disease. In the present thesis, versatile lipid-core nanocapsules containing methotrexate in the acid and ester forms, bromelain, etanercept and infliximab were developed, seeking to circumvent the limitations and increase the therapeutic efficacy of these drugs. Initially, the anti-inflammatory properties of methotrexate-loaded lipid-core nanocapsules coated with polysorbate 80 micelles were evaluated in in vitro and in vivo experiments, using mononuclear cells obtained from the synovial fluid of rheumatoid arthritis patients and Lewis rats with Freund complete adjuvant-induced arthritis. Lipid-core nanocapsules demonstrated to be highly effective in the control of inflammation, and the in vivo anti-inflammatory effects were reached in a dose 75% lower than the methotrexate in solution. In the sequence, the in vitro treatment of a human breast cancer cell line, MCF-7, with bromelina-functionalized multiple-wall lipid-core nanocapsules demonstrated a 160-fold reduction of the concentration required to obtain the same effect when compared with a bromelain solution. The influence of the anionic and cationic pseudo-phases in the distribution mechanism of indomethacin, tacrolimus, acyclovir, methotrexate and methotrexate ethyl ester was evaluated through an algorithm developed for lipid-core nanocapsules. It was verified that only indomethacin underwent influence in the presence of charge, increasing the affinity by the disperse phase of the formulations. Multiple-wall lipid-core nanocapsules formulations containing methotrexate in the acid and ester forms encapsulated and/or functionalizing the surface of the nanoparticles were developed and tested in vitro in tumour MCF-7 cells and in a healthy cell line (HaCaT). These formulations demonstrated higher anti-proliferative activity for the MCF-7 cells (reduction of over 50 % in cellular viability) in comparison with the methotrexate and methotrexate ethyl ester solutions and this activity was higher for the formulations in which the molecules were functionalized in the surface of the nanoparticles. A higher cellular uptake was observed for the formulations functionalized with methotrexate or methotrexate ethyl ester in comparison with the formulations in which the methotrexate ester is encapsulated. The three formulations containing methotrexate in the acid or ester form did not demonstrate anti-proliferative activity in non-tumour cell lines (HaCaT). Since these cells have a small expression of folate receptors, the uptake was not increased in comparison with the formulation without drug. Lastly, formulations of methotrexate ethyl ester-loaded multiwall lipid core nanocapsules functionalized with monoclonal antibodies infliximab and etanercept were successfully developed demonstrating suitability for future studies aiming the treatment of rheumatoid arthritis. These groups of results demonstrate that versatile lipid core nanocapsules, either coated with polysorbate 80 or multiwalled functionalized are a very promising system for the administration of drugs aiming their specificity and efficacy.

A área das Ciências Farmacêuticas busca constantemente por tratamentos mais eficientes, direcionados para alvos específicos, com diminuição da dose necessária e com a minimização dos efeitos adversos. Neste contexto, a área de Nanotecnologia Farmacêutica apresenta grande potencial de aplicabilidade, com resultados bastante promissores para o tratamento de diversas doenças. Os sistemas nanoestruturados têm sido avaliados para a incorporação de fármacos já utilizados em tratamentos administrados formas farmacêuticas convencionais que apresentam problemas farmacocinéticos ou farmacodinâmicos quando administrados. E, também, para a incorporação de novas moléculas com potencial para o tratamento de determinada doença. Neste trabalho de tese, nanocápsulas de núcleo lipídico versáteis contendo metotrexato na forma ácida e éster, bromelina, etanercept e infliximab foram desenvolvidas buscando contornar as limitações e aumentar a eficácia terapêutica desses fármacos. Inicialmente, as propriedades anti-inflamatórias de nanocápsulas de núcleo lipídico revestidas por micelas de polissorbato 80 contendo metotrexato encapsulado foram avaliadas em experimentos in vitro e in vivo, em células mononucleares obtidas a partir do líquido sinovial de pacientes com artrite reumatoide e em ratos Lewis com artrite induzida por adjuvante completo de Freund, respectivamente. As nanocápsulas de núcleo lipídico demonstraram serem altamente eficazes no controle da inflamação, sendo que os efeitos anti-inflamatórios in vivo foram alcançados em doses 75% menores que o metotrexato em solução. Na sequência, o tratamento in vitro da linhagem de células de carcinoma de mama humano, MCF-7, com nanocápsulas de núcleo lipídico multiparede funcionalizadas com bromelina demonstrou uma redução de 160 vezes na concentração necessária para obter o mesmo efeito quando comparada a uma solução de bromelina. A influência das pseudofases aniônicas e catiônicas no mecanismo de distribuição da indometacina, tacrolimus, aciclovir, metotrexato e éster etílico de metotrexato, foram avaliadas aplicando um algoritmo desenvolvido para nanocápsulas de núcleo lipídico. Verificou-se que somente a indometacina sofreu influência da presença de cargas, aumentando a afinidade pela fase dispersa das formulações. Formulações de nanocápsulas de núcleo lipídico multiparede contendo metotrexato na forma ácida e éster encapsulados e/ou funcionalizando a superfície das nanocápsulas foram desenvolvidas e testadas in vitro em linhagens de células tumorais (MCF-7) e em linhagens de células sadias (HaCaT). Essas formulações demonstraram atividade antiproliferativa maior para as MCF-7 (com redução em mais de 50% na viabilidade celular) em comparação com as soluções de metotrexato e éster etílico de metotrexato e esta atividade foi maior para as formulações em que as moléculas foram funcionalizadas na superfície das nanopartículas. A captação das nanopartículas pelas células também foi maior para as formulações funcionalizadas com metotrexato ou éster etílico de metotrexato em comparação com a formulação em que o éster de metotrexato está encapsulado. As três formulações contendo metotrexato na forma ácida ou éster não demonstraram ação antiproliferativa em linhagens de células sadias (HaCaT). Devido à baixa expressão de receptores de folato nessas células, não houve aumento da captação celular em comparação à formulação sem fármaco. Por último, foram desenvolvidas satisfatoriamente formulações de nanocápsulas de núcleo lipídico multiparede funcionalizadas com os anticorpos monoclonais infliximab e etanercept, e contendo éster etílico de metotrexato encapsulado, demonstrando que são adequadas para futuros estudos visando o tratamento da artrite reumatoide. Esse conjunto de resultados demonstra que as nanocápsulas de núcleo lipídico com funcionalização de superfície versátil, sejam revestidas com polissorbato 80 ou multiparede funcionalizadas são um sistema bastante promissor para a administração de fármacos de modo a aumentar sua especificidade e eficácia. / The Pharmaceutical Sciences field is constantly searching for more effective treatments, aiming specific targets, with dose reduction and minimization of side effects. In this context, the Pharmaceutical Nanotechnology field presents great applicability potential, with highly promising results for the treatment of several diseases. Nanostructured systems have been evaluated for the encapsulation of drugs approved for use in conventional pharmaceutical dosage forms that, however, exhibit pharmacokinetic or pharmacodynamics problems when administered, and for the encapsulation of novel molecules with potential to treat a determined disease. In the present thesis, versatile lipid-core nanocapsules containing methotrexate in the acid and ester forms, bromelain, etanercept and infliximab were developed, seeking to circumvent the limitations and increase the therapeutic efficacy of these drugs. Initially, the anti-inflammatory properties of methotrexate-loaded lipid-core nanocapsules coated with polysorbate 80 micelles were evaluated in in vitro and in vivo experiments, using mononuclear cells obtained from the synovial fluid of rheumatoid arthritis patients and Lewis rats with Freund complete adjuvant-induced arthritis. Lipid-core nanocapsules demonstrated to be highly effective in the control of inflammation, and the in vivo anti-inflammatory effects were reached in a dose 75% lower than the methotrexate in solution. In the sequence, the in vitro treatment of a human breast cancer cell line, MCF-7, with bromelina-functionalized multiple-wall lipid-core nanocapsules demonstrated a 160-fold reduction of the concentration required to obtain the same effect when compared with a bromelain solution. The influence of the anionic and cationic pseudo-phases in the distribution mechanism of indomethacin, tacrolimus, acyclovir, methotrexate and methotrexate ethyl ester was evaluated through an algorithm developed for lipid-core nanocapsules. It was verified that only indomethacin underwent influence in the presence of charge, increasing the affinity by the disperse phase of the formulations. Multiple-wall lipid-core nanocapsules formulations containing methotrexate in the acid and ester forms encapsulated and/or functionalizing the surface of the nanoparticles were developed and tested in vitro in tumour MCF-7 cells and in a healthy cell line (HaCaT). These formulations demonstrated higher anti-proliferative activity for the MCF-7 cells (reduction of over 50 % in cellular viability) in comparison with the methotrexate and methotrexate ethyl ester solutions and this activity was higher for the formulations in which the molecules were functionalized in the surface of the nanoparticles. A higher cellular uptake was observed for the formulations functionalized with methotrexate or methotrexate ethyl ester in comparison with the formulations in which the methotrexate ester is encapsulated. The three formulations containing methotrexate in the acid or ester form did not demonstrate anti-proliferative activity in non-tumour cell lines (HaCaT). Since these cells have a small expression of folate receptors, the uptake was not increased in comparison with the formulation without drug. Lastly, formulations of methotrexate ethyl ester-loaded multiwall lipid core nanocapsules functionalized with monoclonal antibodies infliximab and etanercept were successfully developed demonstrating suitability for future studies aiming the treatment of rheumatoid arthritis. These groups of results demonstrate that versatile lipid core nanocapsules, either coated with polysorbate 80 or multiwalled functionalized are a very promising system for the administration of drugs aiming their specificity and efficacy.

A área das Ciências Farmacêuticas busca constantemente por tratamentos mais eficientes, direcionados para alvos específicos, com diminuição da dose necessária e com a minimização dos efeitos adversos. Neste contexto, a área de Nanotecnologia Farmacêutica apresenta grande potencial de aplicabilidade, com resultados bastante promissores para o tratamento de diversas doenças. Os sistemas nanoestruturados têm sido avaliados para a incorporação de fármacos já utilizados em tratamentos administrados formas farmacêuticas convencionais que apresentam problemas farmacocinéticos ou farmacodinâmicos quando administrados. E, também, para a incorporação de novas moléculas com potencial para o tratamento de determinada doença. Neste trabalho de tese, nanocápsulas de núcleo lipídico versáteis contendo metotrexato na forma ácida e éster, bromelina, etanercept e infliximab foram desenvolvidas buscando contornar as limitações e aumentar a eficácia terapêutica desses fármacos. Inicialmente, as propriedades anti-inflamatórias de nanocápsulas de núcleo lipídico revestidas por micelas de polissorbato 80 contendo metotrexato encapsulado foram avaliadas em experimentos in vitro e in vivo, em células mononucleares obtidas a partir do líquido sinovial de pacientes com artrite reumatoide e em ratos Lewis com artrite induzida por adjuvante completo de Freund, respectivamente. As nanocápsulas de núcleo lipídico demonstraram serem altamente eficazes no controle da inflamação, sendo que os efeitos anti-inflamatórios in vivo foram alcançados em doses 75% menores que o metotrexato em solução. Na sequência, o tratamento in vitro da linhagem de células de carcinoma de mama humano, MCF-7, com nanocápsulas de núcleo lipídico multiparede funcionalizadas com bromelina demonstrou uma redução de 160 vezes na concentração necessária para obter o mesmo efeito quando comparada a uma solução de bromelina. A influência das pseudofases aniônicas e catiônicas no mecanismo de distribuição da indometacina, tacrolimus, aciclovir, metotrexato e éster etílico de metotrexato, foram avaliadas aplicando um algoritmo desenvolvido para nanocápsulas de núcleo lipídico. Verificou-se que somente a indometacina sofreu influência da presença de cargas, aumentando a afinidade pela fase dispersa das formulações. Formulações de nanocápsulas de núcleo lipídico multiparede contendo metotrexato na forma ácida e éster encapsulados e/ou funcionalizando a superfície das nanocápsulas foram desenvolvidas e testadas in vitro em linhagens de células tumorais (MCF-7) e em linhagens de células sadias (HaCaT). Essas formulações demonstraram atividade antiproliferativa maior para as MCF-7 (com redução em mais de 50% na viabilidade celular) em comparação com as soluções de metotrexato e éster etílico de metotrexato e esta atividade foi maior para as formulações em que as moléculas foram funcionalizadas na superfície das nanopartículas. A captação das nanopartículas pelas células também foi maior para as formulações funcionalizadas com metotrexato ou éster etílico de metotrexato em comparação com a formulação em que o éster de metotrexato está encapsulado. As três formulações contendo metotrexato na forma ácida ou éster não demonstraram ação antiproliferativa em linhagens de células sadias (HaCaT). Devido à baixa expressão de receptores de folato nessas células, não houve aumento da captação celular em comparação à formulação sem fármaco. Por último, foram desenvolvidas satisfatoriamente formulações de nanocápsulas de núcleo lipídico multiparede funcionalizadas com os anticorpos monoclonais infliximab e etanercept, e contendo éster etílico de metotrexato encapsulado, demonstrando que são adequadas para futuros estudos visando o tratamento da artrite reumatoide. Esse conjunto de resultados demonstra que as nanocápsulas de núcleo lipídico com funcionalização de superfície versátil, sejam revestidas com polissorbato 80 ou multiparede funcionalizadas são um sistema bastante promissor para a administração de fármacos de modo a aumentar sua especificidade e eficácia. / The Pharmaceutical Sciences field is constantly searching for more effective treatments, aiming specific targets, with dose reduction and minimization of side effects. In this context, the Pharmaceutical Nanotechnology field presents great applicability potential, with highly promising results for the treatment of several diseases. Nanostructured systems have been evaluated for the encapsulation of drugs approved for use in conventional pharmaceutical dosage forms that, however, exhibit pharmacokinetic or pharmacodynamics problems when administered, and for the encapsulation of novel molecules with potential to treat a determined disease. In the present thesis, versatile lipid-core nanocapsules containing methotrexate in the acid and ester forms, bromelain, etanercept and infliximab were developed, seeking to circumvent the limitations and increase the therapeutic efficacy of these drugs. Initially, the anti-inflammatory properties of methotrexate-loaded lipid-core nanocapsules coated with polysorbate 80 micelles were evaluated in in vitro and in vivo experiments, using mononuclear cells obtained from the synovial fluid of rheumatoid arthritis patients and Lewis rats with Freund complete adjuvant-induced arthritis. Lipid-core nanocapsules demonstrated to be highly effective in the control of inflammation, and the in vivo anti-inflammatory effects were reached in a dose 75% lower than the methotrexate in solution. In the sequence, the in vitro treatment of a human breast cancer cell line, MCF-7, with bromelina-functionalized multiple-wall lipid-core nanocapsules demonstrated a 160-fold reduction of the concentration required to obtain the same effect when compared with a bromelain solution. The influence of the anionic and cationic pseudo-phases in the distribution mechanism of indomethacin, tacrolimus, acyclovir, methotrexate and methotrexate ethyl ester was evaluated through an algorithm developed for lipid-core nanocapsules. It was verified that only indomethacin underwent influence in the presence of charge, increasing the affinity by the disperse phase of the formulations. Multiple-wall lipid-core nanocapsules formulations containing methotrexate in the acid and ester forms encapsulated and/or functionalizing the surface of the nanoparticles were developed and tested in vitro in tumour MCF-7 cells and in a healthy cell line (HaCaT). These formulations demonstrated higher anti-proliferative activity for the MCF-7 cells (reduction of over 50 % in cellular viability) in comparison with the methotrexate and methotrexate ethyl ester solutions and this activity was higher for the formulations in which the molecules were functionalized in the surface of the nanoparticles. A higher cellular uptake was observed for the formulations functionalized with methotrexate or methotrexate ethyl ester in comparison with the formulations in which the methotrexate ester is encapsulated. The three formulations containing methotrexate in the acid or ester form did not demonstrate anti-proliferative activity in non-tumour cell lines (HaCaT). Since these cells have a small expression of folate receptors, the uptake was not increased in comparison with the formulation without drug. Lastly, formulations of methotrexate ethyl ester-loaded multiwall lipid core nanocapsules functionalized with monoclonal antibodies infliximab and etanercept were successfully developed demonstrating suitability for future studies aiming the treatment of rheumatoid arthritis. These groups of results demonstrate that versatile lipid core nanocapsules, either coated with polysorbate 80 or multiwalled functionalized are a very promising system for the administration of drugs aiming their specificity and efficacy.