Objetivos: Desenvolver e caracterizar nanocápsulas poliméricas contendo erlotinib, bem como avaliar sua atividade antitumoral in vitro em células de adenocarcinoma de pulmão humano. Metodologia: As nanocápsulas contendo erlotinib (0,5 mg.mL-1) foram obtidas pelo método de nanoprecipitação utilizando poli(ε-caprolactona) e óleo de copaíba como parede polimérica e núcleo oleoso, respectivamente. Os parâmetros físico-químicos avaliados foram: diâmetro médio e distribuição de tamanho, índice de polidispersão, potencial zeta, concentração de partículas e pH. Para determinação do teor e eficiência de encapsulação do erlotinib, utilizou-se metodologia validada por CLAE-UV. O estudo de liberação in vitro, utilizando sacos de diálise, foi realizado para obter o perfil de liberação do fármaco a partir das nanocápsulas. As nanocápsulas contendo erlotinib foram avaliadas quanto ao seu potencial de inibir o crescimento, induzir a apoptose, interferir com o ciclo celular e sobrevivência clonogênica de células de adenocarcinoma de pulmão, linhagem A549. Resultados: As nanocápsulas apresentaram diâmetro médio de 171 ± 2 (PDI < 0, 10), potencial zeta de −8,17 ± 2.26 mV, número de partículas por mL de 6,97 ± 0,22 × 1013 e pH de 6,24 ± 0,02. O teor e a eficiência de encapsulação foram próximos de 100%. Com exceção do pH, todos parâmetros mantiveram-se iguais após 30 dias de armazenamento em temperatura ambiente. Observou-se uma liberação controlada do fármaco devido à nanoencapsulação. Os ensaios de citotoxicidade demonstraram que as nanocápsulas contendo erlotinib apresentaram maior atividade antitumoral quando comparado com o fármaco livre. Também foi demonstrado indução de apoptose, pela análise de ciclo celular e marcação por Anexina-V conjugada ao 7-AAD. No ensaio clonogênico, as nanocápsulas contendo erlotinib reduziram 100% o número de colônias formadas. Conclusões: Foram obtidas nanocápsulas com propriedades nanotécnologicas adequadas e capazes de controlar a liberação do erlotinib. Os estudos in vitro na linhagem celular A549 demonstraram aumento no efeito antitumoral e foi demonstrado que o encapsulamento do fármaco é imprescindível para essa melhor atividade. / Purpose: To develop and characterise erlotinib-loaded polymeric nanocapsules and to evaluate its in vitro antitumor activity in human lung adenocarcinoma cells. Methodology: The erlotinib-loaded nanocapsules (0.5 mg.mL-1) were obtained by nanoprecipitation method using poly (ε-caprolactone) and copaiba oil as the polymeric wall and oily core, respectively. The physicochemical parameters evaluated were: mean diameter and size distribution, polydispersity index, zeta potential, particle concentration and pH. An HPLC-UV validated method was used to determine the drug content and encapsulation efficiency. The in vitro release study using dialysis bags was performed to obtain the drug release profile from nanocapsules. The erlotinib-loaded nanocapsules were evaluated regarding their potential to inhibit the growth, induce apoptosis, interfere with the cell cycle and clonogenic survival of lung adenocarcinoma cell (A549). Results: The nanocapsule formulation presented z-average diameter of 171 ± 2 (PDI <0.10), zeta potential value of -8.17 ± 2.26 mV, number of particles per mL of 6.97 ± 0.22 × 1013, and pH value of 6.24 ± 0.02. The drug content and the encapsulation efficiency were nearly 100%. Except for the pH value, all these parameters remained the same after 30 days of storage. A controlled release of the drug was observed due to nanoencapsulation. The cytotoxicity assays demonstrated that the erlotinib-loaded nanocapsules showed higher antitumor activity compared to free drug. Induction of apoptosis was demonstrated by cell cycle analysis and Annexin-V/7AAD staining. In the clonogenic assay, erlotinib-loaded nanocapsules reduced 100% the number of colonies formed. Conclusions: Nanocapsules with appropriate nanotechnological properties and capable of controlling the erlotinib release were obtained. The in vitro studies in the A549 cell line showed an increase in antitumor effect and was demonstrated that the drug encapsulation is essential for this better activity.

Les liposomes sont des objets du monde colloïdal, composés d’une membrane comportant une ou plusieurs bicouches de phospholipides qui encapsule un noyau aqueux. Grâce à la méthodologie de l’évaporation en phase inverse, des liposomes nanométriques modifiés par l’incorporation de chitosane ont été fabriqués. Ce polysaccharide confère des propriétés intéressantes au système composite résultant. Des liposomes composites micrométriques ont également été produits, par une modification de la méthodologie d’électroformation de vésicules géantes, à partir d’une émulsion inverse comme précurseur. Les études physico-chimiques et structurales que nous avons réalisées ont permis d’identifier de nombreuses altérations dans le système vésiculaire, comme conséquence de la présence du chitosane, mais aussi sur des différentes conditions de transfert d’énergie et d’homogénéisation structurale. Nous avons caractérisé la variation i) de la taille, ii) du nombre de bicouches, iii) de la distance moyenne entre bicouches, iv) du coefficient de diffusion en suspension, v) de l’interaction avec le milieu aqueux et vi) du volume aqueux encapsulé, des liposomes nanométriques composites en fonction des paramètres de préparation suivants : concentration en polymère, utilisation éventuelle de filtration et d’ultrasons. Les modifications observées ont été interprétées en considérant les caractéristiques d’énergie et d’organisation moléculaire. Nous avons démontré que lors d’une considérable augmentation de température, les importantes variations structurales observées pour les vésicules sans chitosane sont très atténuées dans le cas des vésicules composites. Ainsi, une plus grande stabilité physique a été attribuée aux vésicules composites, comme résultat de la dissipation d’énergie thermique par le polymère incorporé. Les études du potentiel de surface, et du coefficient de diffusion différencié en suspension aqueuse, montrent l’efficacité de l’incorporation du chitosane dans les liposomes. La mesure de l’altération de mobilité du groupe phosphate indique l’existence d’interactions électrostatiques entre le polymère et les phospholipides. Nous avons ainsi prouvé la viabilité de l’incorporation de chitosane dans des vésicules micrométriques au moyen d’une méthode d’électroformation modifiée. Nous avons pu localiser le polymère sur la membrane de ces structures, et nous avons montré leur grande stabilité temporelle. Nous avons enfin déterminé de façon quantitative la densité de surface de polymère sur les membranes de phospholipide dans ces vésicules composites. / Lipossomas são vesículas coloidais onde uma membrana formada por uma ou mais bicamadas fosfolipídicas encapsula um núcleo aquoso. Através do método da evaporação em fase reversa foram produzidos lipossomas nanométricos modificados com a incorporação de quitosana, um polissacarídeo com características vantajosas para o sistema compósito resultante. Lipossomas micrométricos compósitos também foram produzidos através de uma modificação no método da eletroformação de vesículas gigantes a partir de uma emulsão precursora. Os estudos físico-químicos e estruturais desenvolvidos identificaram uma série de alterações no sistema vesicular geradas pela presença da quitosana sob diferentes condições energéticas e de métodos de padronização estrutural. Lipossomas nanométricos compósitos apresentaram tamanhos, número de bicamadas, distâncias de repetição de bicamadas, coeficiente de difusão em suspensão aquosa, interação com o meio aquoso e volume aquoso encapsulado que variaram com a presença e concentração do polímero e com a utilização ou não de filtração e ultrasonicação na sua preparação. As modificações foram avaliadas considerando aspectos energéticos e de organização molecular. Com um significativo aumento de temperatura foram obtidas variações estruturais atenuadas nas vesículas compósitas em comparação com vesículas isentas de quitosana. Desta forma foi idendificada uma estabilidade física maior como resultado da dissipação de energia térmica devido à presença do polímero. O potencial superficial e o diferenciado coeficiente de difusão em suspensão aquosa mostraram a incorporação efetiva da quitosana nas estruturas. As alterações de mobilidade do grupo fosfato indicaram interações eletrostáticas entre o polímero e os fosfolipídios. A modificação do método da eletroformação mostrou a viabilidade de incorporação da quitosana na produção de vesículas micrométricas. A localização do polímero nas vesículas resultantes foi identificada na membrana das estruturas e o mesmo mostrou estabilidade de incorporação. Assim, pôde ser procedida a determinação quantitativa de polímero por unidade de superfície da membrana fosfolipídica das vesículas compósitas que correspondeu a 0,2 mg de quitosana por metro quadrado de área de superfície, considerando os dois lados da membrana fosfolipídica. / Liposomes are colloidal vesicles where a membrane formed by one or more phospholipid bilayers encapsulates an aqueous core. Using the reverse phase evaporation method, modified nanometric liposomes were produced with the incorporation of chitosan, a polysaccharide with profitable characteristics for the resulting composite system. Micrometric composite liposomes were also produced by a modification on the electroformation method used to prepare giant vesicles through the application of a precursor emulsion. Structural and physico-chemical studies identified a series of alterations in the vesicular system generated by the presence of chitosan under different energetic conditions and methods of structure standardization. Nanometric composite liposomes featured sizes, number of bilayers, repeat distances of bilayers, diffusion coefficient in aqueous suspension, interactions with the aqueous media and encapsulated aqueous volume which varied with the presence and concentration of the polymer and with the application or not of filtration and sonication on the preparation method. The modifications were evaluated considering properties of energy and organization at the molecular level. Under a considerable increase of temperature, attenuated structural variations were obtained in the composite vesicles in comparison with the vesicles free of chitosan. In this way, a higher physical stability was identified as a result of thermal energy dissipation due to the presence of the polymer. The superficial potential and the distinguished diffusion coefficient in aqueous suspension showed the effective incorporation of chitosan in the structures. The alteration of the mobility of the phosphate group indicated electrostatic interactions between the polymer and the phospholipids. The modification of the electroformation method showed the practicable of chitosan incorporation in the production of micrometric vesicles. The localization of the polymer in the resulting vesicles was identified on the membrane of the structures, which showed stability of incorporation. Besides, it was possible to determine the quantity of polymer per unit of phospholipidic membrane surface of the composite vesicles corresponding to 0.2 mg of chitosan per square meter of phospholipids, considering the two sides of the membrane.

Nanovesículas lipossômicas constituem promissoras estruturas auto-organizadas hábeis para encapsular e transportar diferentes substâncias, como os fármacos, e foram produzidas neste trabalho pelo método da evaporação em fase reversa. Fosfatidilcolina de alta pureza foi utilizada na produção das estruturas. Paralelamente procedeu-se a purificação de fosfatidilcolina por cromatografia em coluna a partir da lecitina de soja fornecida pela indústria de óleo de soja local. O processo foi monitorado por cromatografia em camada delgada e a caracterização foi feita por RMN do 1H e do 31P. O resultado mostrou que fosfatidilcolina pode ser purificada facilmente pela cromatografia em coluna, mas a sua degradação deve ser evitada por processos eficientes de conservação. Quitosana foi obtida pela desacetilação por hidrólise alcalina da quitina comercial. O grau de desacetilação resultante foi caracterizado por infra-vermelho e a massa molar média, assim como outros parâmetros do polímero em solução como raio de giro e segundo coeficiente virial, foram determinados pela técnica de espalhamento de luz estático. O polímero de caráter catiônico quitosana foi empregado na produção de nanovesículas lipossômicas para revestimento das estruturas, visando o aumento da estabilidade física das mesmas. A preparação de lipossomas pela evaporação em fase reversa constitui um processo em etapas, onde os diferentes estágios levam à formação de três sistemas vesiculares de distintas organizações estruturais: micelas reversas, organogel e lipossomas. As técnicas de viscosimetria, turbidimetria, ultra-violeta visível, espalhamento de luz estático e dinâmico e espalhamento de raios-X a baixo ângulo permitiram ampla caracterização destas estruturas com e sem quitosana. Dados como raio hidrodinâmico e ponto de percolação das micelas reversas, espessura lamelar do organogel, intensidade de espalhamento de luz, raio hidrodinâmico, raio de giro e espessura lamelar dos lipossomas foram obtidos. Além disso, o solvente orgânico éter etílico, clássico para este método de preparação foi substituído pelo acetato de etila sem prejuízo na formação das estruturas e com a vantagem do seu menor impacto ambiental. Lipossomas revestidos externa e internamente com quitosana formando um compósito foram obtidos com sucesso e apresentaram uma estabilidade física em solução aquosa maior do que lipossomas convencionais ou não revestidos.

O objetivo da presente tese foi desenvolver um adesivo com nanocápsulas (NCs), contendo indometacina, e um sistema adesivo com nanocápsulas (NC), contendo indometacina e triclosan, e avaliar suas propriedades. As NCs foram produzidas por meio do método de deposição de polímero, secas e caracterizadas quanto ao tamanho de partículas, à forma, quantidade de fármaco encapsulado e citotoxicidade. Uma resina adesiva foi formulada. Foram adicionadas ao adesivo 1%, 2%, 5% e 10% de NCs em massa, e um grupo permaneceu sem NC. As NCs, contendo indometacina e triclosan, foram também incorporadas no primer comercial a 2% em peso e um grupo permaneceu sem NCs. Os adesivos foram avaliados quanto ao GC imediato e tardio, à degradação em solvente, liberação dos fármacos, difusão de indometacina pela dentina e resistência de união. O adesivo com 10% de NCs, contendo indometacina, foi também avaliado quanto à ação anti-inflamatória em modelo animal. O primer e o adesivo com as diferentes concentrações de NCs, contendo indometacina e triclosan, foram avaliados quanto à liberação dos fármacos, difusão de indometacina pela dentina, ao efeito antimicrobiano, grau de conversão (GC) in situ, ângulo de contato e à resistência de união à microtração. Os dados foram analisados por ANOVA, Tukey e teste t. As NCs apresentaram forma esférica e viabilidade celular acima de 80%. As NCs, contendo indometacina, apresentaram diâmetro médio de 165 nm e as NCs, contendo indometacina e triclosan, 159 nm. O adesivo, contendo 10% de NCs com indometacina, apresentou efeito anti-inflamatório. A incorporação de NCs não alterou o GC, que variou de 63,63 ± 1,01% a 70,50 ± 2,08%. A degradação em solvente não foi alterada com 2% de NCs. Tanto os adesivos quanto o primer apresentaram liberação controlada. A indometacina permeou através da dentina. O adesivo e primer também apresentaram efeito antimicrobiano. A incorporação de NCs no primer e no adesivo não influenciou o GC in situ nem a resistência de união imediata, em comparação aos materiais sem NCs. O uso concomitante do primer e adesivo com NCs aumentou o ângulo de contato e diminuiu a resistência de união longitudinal. Conclui-se que o uso do adesivo com a incorporação de NCs tem potencial para proporcionar ações terapêuticas à adesão dentinária. / The aim of the present thesis was to develop an adhesive with nanocapsules (NCs) containing indomethacin and an adhesive system with nanocapsules containing indomethacin and triclosan and to evaluate their properties. NCs were prepared by the interfacial deposition of preformed polymer technique, dried and characterized regarding particle size, encapsulated drug content and cytotoxicity. Adhesive resin was produced. Concentrations of 1%, 2%, 5% and 10% of NCs were added in the adhesive and a group was maintained with no NCs. Indomethacin and triclosan-loaded NCs were also incorporated into a commercial primer in a concentration of 2% and a group was maintained with no NCs. Adhesives were evaluated regarding immediate and late degree of conversion (DC), degradation in solvent, drug release, indomethacin diffusion through dentin and bond strength. The adhesive with 10% of NCs containing indomethacin was also evaluated regarding the anti-inflammatory effect in an animal model. Primer and adhesive with different concentrations of NCs containing indomethacin and triclosan were evaluated regarding drug release, indomethacin diffusion through dentin, antimicrobial effect, in situ degree of conversion, contact angle and bond strength. Data were analyzed through ANOVA, Tukey post-hoc and t-test.NCs presented a spherical shape and cell viability higher than 80%. NCs containing indomethacin presented an averaged size of 165 nm and NCs containing indomethacin and triclosan, 159 nm. The adhesive with 10% of NCs containing indomethacin presented anti-inflammatory effect. The incorporation of NCs presented no alteration of DC, varying from 63.63 ± 1.01% a 70.50 ± 2.08%. Degradation in solvent suffers no influence of NCs with 2% of NCs. Adhesives and primer presented controlled drug release. Indomethacin diffused through dentin. Adhesive and primer also presented an antimicrobial effect. The incorporation of NCs in adhesive and primer showed no influence on in situ DC and immediate bond strength compared to materials with no NCs. The use in combination of primer and adhesive with NCs resulted in higher contact angle and lower longitudinal bond strength. It is possible to conclude that the use adhesive with incorporation of NCs has potential to provide therapeutic effects on dentin adhesion.

O licopeno é um composto bioativo que tem recebido atenção especial devido aos seus efeitos terapêuticos no combate e prevenção de doenças como câncer e doenças cardiovasculares. No entanto, por ser insolúvel em água, muito instável na presença de luz, oxigênio e calor, e altamente reativo, sua aplicação nos alimentos é limitada, o que prejudica o acesso do consumidor a produtos naturais como fontes de antioxidantes em substituição aos antioxidantes sintéticos. Assim, a utilização de nanocápsulas de compostos naturais, com ação antioxidante, pode ser considerada uma das tecnologias mais promissoras para disponibilizar compostos mais estáveis e disponíveis ao consumidor. Nesse contexto, nanocápsulas de licopeno extraído do tomate foram desenvolvidas e caracterizadas com o objetivo de conferir solubilidade aparente e estabilidade ao carotenoide em diferentes condições de armazenamento e processamento. O tipo de nanopartícula, a técnica de encapsulamento e o material de parede foram selecionados a partir de um levantamento na literatura, o qual originou os artigos de revisão apresentados. As nanocápsulas de licopeno (LYC-LNC) foram sintetizadas pela técnica de deposição interfacial do polímero pré-formado poli (Ɛcaprolactona) (PCL), mantidas em meio aquoso e caracterizadas com relação aos parâmetros de diâmetro médio, potencial zeta, índice de polidispersão, eficiência de encapsulação, morfologia, pH, cor, viscosidade e concentração de licopeno. Além disso, a estabilidade das nanocápsulas foi avaliada durante armazenamento a 5 °C e 25 °C, em experimentos de fotosensibilização a 5, 15 e 25°C em condições de saturação com ar e N2; e durante aquecimento a 60, 70 e 80 °C na ausência de luz. LYC-LNC apresentaram diâmetro médio de 193 ± 4,7 nm, índice de polidispersão de 0,069 ± 0,02, potencial zeta de -11,5 ± 0,4 mV, viscosidade de 1,09 ± 0,03 mPa.s e pH médio de 6,01 ± 0,04. Durante o armazenamento a 25°C, a suspensão LYC-LNC foi considerada estável pela ausência de alterações significativas no diâmetro, potencial zeta e apesar da redução significativa do pH, cor e concentração de licopeno, as nanocápsulas apresentaram estabilidade satisfatória com aproximadamente 50% do conteúdo total de licopeno após 14 dias de estocagem. Quando as amostras foram armazenadas a 5°C, LYC-LNC mostraram a mesma estabilidade para os parâmetros citados, exceto em relação à concentração do licopeno que teve uma melhora significativa com 40% do conteúdo total do carotenoide após 84 dias de estocagem. A degradação do licopeno durante a fotosensibilização e aquecimento seguiu uma cinética de degradação de primeira ordem e apresentaram energia de ativação de 67,0 kcal/mol e 24,9 kcal/mol respectivamente, valores superiores aos relatados pela literatura. Com base nos resultados obtidos, o presente estudo demonstrou que o nanoencapsulamento é uma técnica que pode, além de aumentar a solubilidade aparente do licopeno em meio aquoso, conferir melhoria na estabilidade em diferentes condições e por isso as LYC-LNC representam uma alternativa promissora para expandir o uso do licopeno em processos industriais, para melhorar a retenção deste composto em diferentes matrizes alimentares. / Lycopene is a bioactive compound that has received special attention due to their therapeutic effects in combating and preventing of diseases such as cancer and cardiovascular disease. However, lycopene is water insoluble, very unstable in presence of light, oxygen and heat and highly reactive, characteristics that can limit its application in food, affecting the access of consumer for natural products that can serve as sources of antioxidants, substituting synthetic antioxidants. Thus, the use of nanocapsules containing natural compounds with antioxidant action can be considered one of the most promising technologies to provide compounds more stable and available to the consumer. In this context, nanocapsules containing lycopene extracted from tomato have been characterized and developed with the objective of conferring apparent solubility and stability of this carotenoid in different storage and processing conditions. The type of nanoparticles, the encapsulation technique and the wall material were selected from a research in the literature, which resulted in review articles. The lycopene nanocapsules (LYC-LNC) were synthesized by the interfacial deposition of preformed poly(Ɛ-caprolactone) (PCL) maintained in an aqueous medium and characterized regarding to parameters such as mean diameter, zeta potential, polydispersity index, encapsulation efficiency, morphology, pH, color, viscosity and lycopene concentration. Furthermore, the stability of nanocapsules during storage was evaluated at 5 °C and 25 °C, in experiments of photosensitization at 5, 15 and 25 °C in saturated conditions with air and N2; and during heating at 60, 70 and 80 °C in the absence of light. LYC-LNC had an average diameter of 193 ± 4.7 nm, polydispersity of 0.069 ± 0.02, zeta potential of -11.5 ± 0.4 mV, viscosity of 1.09 ± 0.03 mPa.s and pH value of 6.01 ± 0.04. During storage at 25 °C, the LYC-LNC suspension remained stable and no significative changes in diameter and zeta potential were observed, and despite of significant reductions in pH, color and lycopene concentration, nanocapsules showed satisfactory stability containing approximately 50% the total content of lycopene after 14 days of storage. However, when the samples were stored at 5 °C, LYC-LNC showed the same stability for the mentioned parameters, except for the lycopene concentration that had a significant improvement, presenting approximately 40% of the total carotenoid content after 84 days of storage. The degradation of lycopene during photosensitization and heating followed a kinetic of first order and showed activation energy of 67.0 kcal/mol and 24.9 kcal/mol respectively, activation energy higher than those reported in the literature. Based on these results, this study demonstrated that the nanoencapsulation is a technique which can, in addition to increasing apparent solubility of lycopene in aqueous medium, confer better stability under different conditions and thus, LYC-LNC represent a promising alternative to expand the use of lycopene in industrial processes by improving the retention of this compound in different food matrices.

Objetivos: Desenvolver e caracterizar nanocápsulas poliméricas contendo erlotinib, bem como avaliar sua atividade antitumoral in vitro em células de adenocarcinoma de pulmão humano. Metodologia: As nanocápsulas contendo erlotinib (0,5 mg.mL-1) foram obtidas pelo método de nanoprecipitação utilizando poli(ε-caprolactona) e óleo de copaíba como parede polimérica e núcleo oleoso, respectivamente. Os parâmetros físico-químicos avaliados foram: diâmetro médio e distribuição de tamanho, índice de polidispersão, potencial zeta, concentração de partículas e pH. Para determinação do teor e eficiência de encapsulação do erlotinib, utilizou-se metodologia validada por CLAE-UV. O estudo de liberação in vitro, utilizando sacos de diálise, foi realizado para obter o perfil de liberação do fármaco a partir das nanocápsulas. As nanocápsulas contendo erlotinib foram avaliadas quanto ao seu potencial de inibir o crescimento, induzir a apoptose, interferir com o ciclo celular e sobrevivência clonogênica de células de adenocarcinoma de pulmão, linhagem A549. Resultados: As nanocápsulas apresentaram diâmetro médio de 171 ± 2 (PDI < 0, 10), potencial zeta de −8,17 ± 2.26 mV, número de partículas por mL de 6,97 ± 0,22 × 1013 e pH de 6,24 ± 0,02. O teor e a eficiência de encapsulação foram próximos de 100%. Com exceção do pH, todos parâmetros mantiveram-se iguais após 30 dias de armazenamento em temperatura ambiente. Observou-se uma liberação controlada do fármaco devido à nanoencapsulação. Os ensaios de citotoxicidade demonstraram que as nanocápsulas contendo erlotinib apresentaram maior atividade antitumoral quando comparado com o fármaco livre. Também foi demonstrado indução de apoptose, pela análise de ciclo celular e marcação por Anexina-V conjugada ao 7-AAD. No ensaio clonogênico, as nanocápsulas contendo erlotinib reduziram 100% o número de colônias formadas. Conclusões: Foram obtidas nanocápsulas com propriedades nanotécnologicas adequadas e capazes de controlar a liberação do erlotinib. Os estudos in vitro na linhagem celular A549 demonstraram aumento no efeito antitumoral e foi demonstrado que o encapsulamento do fármaco é imprescindível para essa melhor atividade. / Purpose: To develop and characterise erlotinib-loaded polymeric nanocapsules and to evaluate its in vitro antitumor activity in human lung adenocarcinoma cells. Methodology: The erlotinib-loaded nanocapsules (0.5 mg.mL-1) were obtained by nanoprecipitation method using poly (ε-caprolactone) and copaiba oil as the polymeric wall and oily core, respectively. The physicochemical parameters evaluated were: mean diameter and size distribution, polydispersity index, zeta potential, particle concentration and pH. An HPLC-UV validated method was used to determine the drug content and encapsulation efficiency. The in vitro release study using dialysis bags was performed to obtain the drug release profile from nanocapsules. The erlotinib-loaded nanocapsules were evaluated regarding their potential to inhibit the growth, induce apoptosis, interfere with the cell cycle and clonogenic survival of lung adenocarcinoma cell (A549). Results: The nanocapsule formulation presented z-average diameter of 171 ± 2 (PDI <0.10), zeta potential value of -8.17 ± 2.26 mV, number of particles per mL of 6.97 ± 0.22 × 1013, and pH value of 6.24 ± 0.02. The drug content and the encapsulation efficiency were nearly 100%. Except for the pH value, all these parameters remained the same after 30 days of storage. A controlled release of the drug was observed due to nanoencapsulation. The cytotoxicity assays demonstrated that the erlotinib-loaded nanocapsules showed higher antitumor activity compared to free drug. Induction of apoptosis was demonstrated by cell cycle analysis and Annexin-V/7AAD staining. In the clonogenic assay, erlotinib-loaded nanocapsules reduced 100% the number of colonies formed. Conclusions: Nanocapsules with appropriate nanotechnological properties and capable of controlling the erlotinib release were obtained. The in vitro studies in the A549 cell line showed an increase in antitumor effect and was demonstrated that the drug encapsulation is essential for this better activity.

O objetivo do presente estudo visa o desenvolvimento de um copolímero em bloco constituído por metacrilato de metila (MMA) e de dimetilaminoetila (DMAEMA), tendo como macroniciador poli--caprolactona dibromada (Br-PCL-Br), e que permite formar nanocápsulas sensíveis ao pH, contendo ou não o tripeptídeo leucina-ácido aspártico-valina (LDV) na superfície para a vetorização ativa de anti-neoplásicos. Os métodos envolveram diferentes abordagens sintéticas testadas, sendo que a técnica de transferência eletrônica por regeneração de ativadores (ATRP-ARGET) permitiu obter o copolímero PCL-P(MMA-DMAEMA)2 de forma mais prática e com rendimentos entre 30 e 70%. Por fim, o tripeptídeo LDV foi conjugado ao copolímero por meio do ligante metacrilato de 2-isocianato de etila (IEM). Um método por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) foi adaptado para a quantificação da doxorrubicina e as nanopartículas foram preparadas por nanoprecipitação e avaliadas quanto à capacidade de expandir em diferentes pHs e citotoxicidade em células de câncer de mama. Os resultados do copolímero demonstram, por análises de infravermelho (IR-FT), sinais característicos em 2900 cm-1 e 1720 cm-1 correspondentes às funções –CH e –C=O. A análise de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN 1H) mostra a caracterização das cadeias hidrocarbônicas do copolímero, sendo que os deslocamentos químicos em 2,8 ppm e 3,8 ppm correspondem aos sinais dos grupamentos –CH2-N do DMAEMA e -OCH3 do MMA. As nanocápsulas preparadas a partir do copolímero expandiram de diâmetro quando expostas à pH ácido. Uma vez que o PMMA foi identificado como componente mais citotóxico, o copolímero foi otimizado por meio da redução da quantia de MMA. A quantificação da doxorrubicina encapsulada nas nanopartículas preparadas a partir dos copolímeros não otimizado (ARGET-A) e otimizado (ARGETB) foi de 61,42% e 64,88%, respectivamente. No estudo de citotoxicidade, as nanopartículas preparadas a partir do copolímero ARGET-B apresentaram-se eficazes no controle da proliferação celular de MCF-7. Conclui-se que o método de síntese ATRP-ARGET-B foi o mais apropriado para a produção do copolímero empregado no desenvolvimento de nanopartículas pH responsivas eficazes no 6 controle da proliferação de células tumorais. Ainda, existe a possibilidade do emprego do copolímero contendo o tripeptídeo LDV para alcançar uma vetorização ativa em células de câncer por meio da interação com integrinas específicas. Entretanto, até o presente, não foi realizada a avaliação das nanopartículas contendo LDV. / The objective of the present study looks for the development of a block copolymer constituted by methyl methacrylate (MMA) and dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA), having poly--caprolactone dibromated (Br-PCL-Br) as a macroinitiator and, that could form pH sensible nanocapsules with or without the tripeptide leucineaspartic acid-valine (LDV) in its surface for active vectorization of anti-neoplasics. The methods employed different synthetic approaches tested, being that the activator regenerated by eletron transfer technique (ATRP-ARGET) allowed to obtain the copolymer PCL-P(MMA-DMAEMA)2 in a practicle way and with incomes between 30 and 70%. Finally, the tripeptide LDV was linked to the copolymer through the 2- isocyanatoethyl methacrylate (IEM). A high performance liquid chromatography method (HPLC) was adapted to doxorubicin quantification and, the nanopartircles were prepared by nanoprecipitation and evaluated conserning its ability to expand in different environments and citotoxycity in mammary cancer cells. The results from the copolymer demonstrated, by infrared (FT-IR), characteristic signals of 2900 cm-1 and 1720 cm-1 from the functions –CH and –C=O. And hydrogen nuclear magnetic resonance (RMN 1H) analysis allowed the characterization of the hydrogen-carbonic chains of the copolymer, being that the chemical displacement in 2,8 ppm and 3,8 ppm corresponds to the signals of the groups –CH2-N from DMAEMA and –O-CH3 from MMA. The nanocapsules prepared from the copolymer expanded its diameter when exposed to acidic pH. Once PMMA was identified as the most toxic component the copolymer was optimized by the reduction of MMA amount. Doxorubicin quantification in the nanocapsules prepared with the copolymers not optimized (ARGET-A) and optimized (ARGET-B) was 61,42% and 64,88%, respectively. In the cytotoxicity study, the nanocapsules prepared from copolymer ARGET-B showed to be efficient to control the cellular proliferation of MCF-7. It can be concluded that the ATRP-ARGET-B method was the more appropriate one for the copolymer production, which was employed in nanocapsules pH responsive effective to control 8 tumor proliferation. Besides, there is the possibility to use the copolymer functionalized with LDV to achieve an active delivery to cancer cells by it interaction with specific integrins. However, till the present, it was not realized the evaluation of the nanocapsules with LDV.

No presente trabalho, foram desenvolvidas nanocápsulas de núcleo lipídico (LNCs) para posterior revestimento com manana através da utilização de duas metodologias diferentes, sendo ambas por interações eletrostáticas. Na primeira metodologia, soluções de manana em diferentes concentrações foram gotejadas sobre a formulação LNC-Quit+ e na segunda metodologia a LNC-Quit+ foi injetada nas soluções de manana. Através de análises de diâmetro, mobilidade eletroforética, potencial zeta e viscosidade, foi possível notar que a primeira metodologia não apresenta reprodutibilidade, demonstrando valores aleatórios, ao passo que, na segunda metodologia os valores são reprodutíveis para a concentração de 0,5 μg/mL final de manana. Também foi possível observar que as nanopartículas revestidas com manana não apresentam estabilidade após 24 horas, sugerindo-se que a manana se desprende da superfície da partícula. Nas duas metodologias foram utilizadas concentrações diferentes de material de partida, e com isso, foi criada a metodologia 2B para que as anteriores pudessem ser comparadas. Com estes resultados tem-se um caminho promissor para estudos futuros e o aprimoramento deste tipo de revestimento. / In the present work, lipid core nanocapsules (LNCs) was developed for subsequent coating with mannan by using two different methodologies and both by electrostatic interactions. In the first methodology, mannan solutions at different concentrations were drop wise on LNC-Quit+ formulation and the second methodology, LNC-Quit+ was injected in mannan solutions. Through analysis of diameter, electrophoretic mobility, zeta potential and viscosity, it was possible to notice that the first methodology was not reproductible, showing random values, whereas, in the secont methodology the values was reproductible for the 0,5 μg/mL concentration. It was also possible to observe that the particle coated with mannan has no stability after 24 hours, suggesting that mannan detaches from the particle surface. In this methodologies, two different concentrations of raw materials are used, and with that, it was created the methodology 2B so that the results could be compared. With these results, it was a promising path way for future studies and enhancement of this type of coating.

Glioblastoma multiforme (GBM) é o mais comum e mais maligno tumor cerebral. O péssimo prognóstico é parcialmente devido à baixa biodisponibilidade dos quimioterápicos no tecido tumoral, recorrência originada por células precursoras resistentes ao tratamento e um sistema imune comprometido. De fato, linfócitos regulatórios modulam o sistema imune para uma resposta pró-tumoral, tornando ainda mais difícil o tratamento. Nesse contexto, nanocápsulas lipídicas (LNCs) têm sido amplamente estudadas a fim de aumentar especificidade dos fármacos ao tecido tumoral. Metotrexato (MTX) e trans-resveratrol (RSV) possuem ação antitumoral já descrita, mas necessitam doses relativamente altas para ação anti-glioblastoma in vivo. O MTX também possui ação imunossupressora através do aumento de adenosina no meio extracelular. A Adenosina, por sua vez, pode modular tanto células efetoras quanto células regulatórias no microambiente tumoral. Dessa forma, a hipótese apresentada nessa tese é que o RSV e o MTX possam ser mais eficazes quando carreados por nanocápsulas em modelos de GBM. Além disso, buscamos avaliar se o MTX poderia interferir com enzimas do sistema purinérgico. Por fim, pesquisamos como a adenosina poderia modular linfócitos B e T através das enzimas CD39 e ecto-5’-NT/CD73. O RSV em nanocápsulas e o MTX em nanocápsulas (RSV-LNCs e MTX-LNCs) aumentaram a atividade anti-tumoral em relação aos compostos em solução, induzindo parada no ciclo celular e apoptose em células de GBM. O MTX diminuiu a expressão da proteína antiapoptótica BCL-2 e aumentou a caspase-3 ativa, levando as células de GBM à apoptose. Além disso, o MTX aumentou a expressão da enzima ecto-5’-NT/CD73 tanto em células de glioma quanto em linfócitos T presentes no microambiente dos gliomas. Esse aumento da expressão foi acompanhado da diminuição em linfócitos T efetores e T regulatórios. Também, demonstramos que linfócitos B que possuem alta expressão da enzima CD39, tem capacidade supressiva sobre linfócitos efetores. Em conjunto, os resultados apresentados nessa Tese apresentaram possíveis novas alternativas de tratamento e contribuíram para melhor compreender esse maligno câncer cerebral. / Glioblastoma multiforme (GBM) is the most common and most malignant brain tumor. The awful prognosis is in part due to the low bioavailability of chemotherapy agents in the tumoral tissue, recurrence originated from treatment-resistant progenitor cells and an impaired immune system. Indeed, regulatory lymphocytes modulate the immune system toward a pro-tumoral response, turning the treatment even more difficult. In this sense, lipid-core nanocapsules (LNCs) have been widely studied to raise the drug specificity to the tumor. Methotrexate (MTX) and trans-resveratrol (RSV) have antitumoral activity, but need relatively high doses to the anti-glioblastoma outcome in vivo. MTX has immunosuppressive capability mediated by the increase of adenosine in the extracellular milieu. Adenosine in turn may modulate both effector and regulatory immune cells in the tumoral microenvironment. Thereby, the hypothesis presented is that RSV and MTX may have an antitumor improvement when loaded into LNCs in GBM models. Moreover, we sought to evaluate whether MTX could interfere with purinergic enzymes. Lastly, we evaluated how adenosine could modulate B- and T-lymphocytes through CD39 and ecto-5’NT enzymes. RSV- and MTX-loaded lipid-core nanocapsules (RSV-LNCs or MTX-LNCs) increased their antitumoral outcome in relation to the solution compounds, inducing both cell cycle arrest and apoptosis in GBM cells. MTX decreased the expression of the antiapoptotic protein BCL-2 and increased the active caspase-3, triggering glioblastoma cells to apoptosis. Furthermore, MTX increased the expression of ecto-5’-NT/CD73 in glioma cells and T lymphocytes of the glioma microenvironment. This up-regulation was followed by decreasing in T effector and T regulatory lymphocytes. Also, we further demonstrated that B lymphocytes with high expression of CD39 enzyme can suppress T efector lymphocytes. Also, we further demonstrated that B lymphocytes with high expression of CD39 enzyme can suppress T efector lymphocytes. Taken together, the results presented herein indicate newfound treatment approaches and new knowledge regarding to this deadliest brain tumor.

Glioblastoma multiforme (GBM) é o mais comum e mais maligno tumor cerebral. O péssimo prognóstico é parcialmente devido à baixa biodisponibilidade dos quimioterápicos no tecido tumoral, recorrência originada por células precursoras resistentes ao tratamento e um sistema imune comprometido. De fato, linfócitos regulatórios modulam o sistema imune para uma resposta pró-tumoral, tornando ainda mais difícil o tratamento. Nesse contexto, nanocápsulas lipídicas (LNCs) têm sido amplamente estudadas a fim de aumentar especificidade dos fármacos ao tecido tumoral. Metotrexato (MTX) e trans-resveratrol (RSV) possuem ação antitumoral já descrita, mas necessitam doses relativamente altas para ação anti-glioblastoma in vivo. O MTX também possui ação imunossupressora através do aumento de adenosina no meio extracelular. A Adenosina, por sua vez, pode modular tanto células efetoras quanto células regulatórias no microambiente tumoral. Dessa forma, a hipótese apresentada nessa tese é que o RSV e o MTX possam ser mais eficazes quando carreados por nanocápsulas em modelos de GBM. Além disso, buscamos avaliar se o MTX poderia interferir com enzimas do sistema purinérgico. Por fim, pesquisamos como a adenosina poderia modular linfócitos B e T através das enzimas CD39 e ecto-5’-NT/CD73. O RSV em nanocápsulas e o MTX em nanocápsulas (RSV-LNCs e MTX-LNCs) aumentaram a atividade anti-tumoral em relação aos compostos em solução, induzindo parada no ciclo celular e apoptose em células de GBM. O MTX diminuiu a expressão da proteína antiapoptótica BCL-2 e aumentou a caspase-3 ativa, levando as células de GBM à apoptose. Além disso, o MTX aumentou a expressão da enzima ecto-5’-NT/CD73 tanto em células de glioma quanto em linfócitos T presentes no microambiente dos gliomas. Esse aumento da expressão foi acompanhado da diminuição em linfócitos T efetores e T regulatórios. Também, demonstramos que linfócitos B que possuem alta expressão da enzima CD39, tem capacidade supressiva sobre linfócitos efetores. Em conjunto, os resultados apresentados nessa Tese apresentaram possíveis novas alternativas de tratamento e contribuíram para melhor compreender esse maligno câncer cerebral. / Glioblastoma multiforme (GBM) is the most common and most malignant brain tumor. The awful prognosis is in part due to the low bioavailability of chemotherapy agents in the tumoral tissue, recurrence originated from treatment-resistant progenitor cells and an impaired immune system. Indeed, regulatory lymphocytes modulate the immune system toward a pro-tumoral response, turning the treatment even more difficult. In this sense, lipid-core nanocapsules (LNCs) have been widely studied to raise the drug specificity to the tumor. Methotrexate (MTX) and trans-resveratrol (RSV) have antitumoral activity, but need relatively high doses to the anti-glioblastoma outcome in vivo. MTX has immunosuppressive capability mediated by the increase of adenosine in the extracellular milieu. Adenosine in turn may modulate both effector and regulatory immune cells in the tumoral microenvironment. Thereby, the hypothesis presented is that RSV and MTX may have an antitumor improvement when loaded into LNCs in GBM models. Moreover, we sought to evaluate whether MTX could interfere with purinergic enzymes. Lastly, we evaluated how adenosine could modulate B- and T-lymphocytes through CD39 and ecto-5’NT enzymes. RSV- and MTX-loaded lipid-core nanocapsules (RSV-LNCs or MTX-LNCs) increased their antitumoral outcome in relation to the solution compounds, inducing both cell cycle arrest and apoptosis in GBM cells. MTX decreased the expression of the antiapoptotic protein BCL-2 and increased the active caspase-3, triggering glioblastoma cells to apoptosis. Furthermore, MTX increased the expression of ecto-5’-NT/CD73 in glioma cells and T lymphocytes of the glioma microenvironment. This up-regulation was followed by decreasing in T effector and T regulatory lymphocytes. Also, we further demonstrated that B lymphocytes with high expression of CD39 enzyme can suppress T efector lymphocytes. Also, we further demonstrated that B lymphocytes with high expression of CD39 enzyme can suppress T efector lymphocytes. Taken together, the results presented herein indicate newfound treatment approaches and new knowledge regarding to this deadliest brain tumor.