Since the approval of recombinant human insulin in 1982, there has been a growing interest in the use of biotherapeutics, and more particularly of monoclonal antibodies (mAb)-based products due to their multiple advantages compared to small chemical entities. Nonetheless, mAbs also show some drawbacks, one of them being their sensitivity to diverse instability pathways due to their complex structure. Therefore, attention needs to be paid during formulation and storage of such entities. While administration of mAbs using non-invasive routes has been extensively investigated, it still faces several challenges, especially regarding systemic therapy. Thus, parenteral route currently remains the main route of administration for antibodies (Abs). However, frequent injections are required in order to maintain Ab plasma levels into the therapeutic range, which may induce peak-to-trough fluctuations in blood levels due to multiple dosing as well as poor patient compliance. Consequently, methods to increase the half-life of Abs have gained interest over the last decades, and more particularly the use of sustained-delivery systems based on poly(lactide-co-glycolide) acid (PLGA) derivatives. In this work, the spray-drying of a water-in-oil emulsion (w/o) was selected as the formulation technique to produce Ab-loaded PLGA microparticles. Based on the requirement of sustained-release delivery systems, different objectives were set regarding the characteristics of the microparticles, i.e. a drug loading (DL) of at least 20%, a continuous in vitro and in vivo Ab release over a minimum of one month with a limited burst release and the possibility to maintain Ab stability during manufacturing, storage and release. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Pharmacie) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Apesar da existência de uma quimioterapia, a tuberculose (TB) ainda permanece como uma das principais causas de mortalidade no mundo, especialmente nos países em desenvolvimento, em grande parte devido à epidemia da AIDS. Geralmente, a atual terapia da TB é eficiente, no entanto, ela implica em um longo tratamento com efeitos colaterais não desejáveis e consequentemente com pouca adesão. Tem sido relatada uma crescente incidência de cepas de Mycobacterium tuberculosis resistentes a múltiplos fármacos, sendo que uma das maiores razões para isso é a terapia ineficaz, provavelmente devido à carência na adesão. Portanto, a busca por novos fármacos e com o desenvolvimento de uma terapia eficiente para a TB, que aumente a adesão do paciente e reduza o surgimento de cepas resistentes á múltiplos fármacos é muito importante. A microencapsulação pode ser usada de forma segura para a liberação sistêmica de fármacos e também para direcionar a ação para o sítio de infecção. Dessa forma, um análogo sintético de neolignana (ASN) que apresentou destacada aitividade in vitro contra o M. tuberculosis foi encapsulado em micropartículas de co-polímeros do ácido lático e glicólico (PLGA) para a liberação sustentada deste composto. Tipos diferentes de micropartículas de PLGA contendo este fármaco foram desenvolvidas pela técnica de evaporação de solvente e posteriormente, elas foram avaliadas. A formulação contendo o ASN que exibiu a melhor eficiência de encapsulação e também demonstrou uma liberação sustentada foi verificada em um modelo de camundongo infectado com TB. O tratamento com as formulações de micropartículas resultou em uma depuração dos bacilos comparado aos controles. Além disso, os resultados da análise de cortes histológicos sugerem que estas formulações não induzem a nenhuma hepatotoxicidade. Estes resultados demonstraram a possibilidade de se usar formulações de micropartículas contendo o ASN para a obtenção de resultados efetivos em modelos murinos de TB, e indicaram o potencial do ASN como um novo fármaco antimicobacteriano. / Despite the existence of chemotherapy, tuberculosis (TB) still remains a leading cause of mortality of worldwide, especially in the developing countries, in part due to the AIDS epidemic. Current therapy of TB is generally effective, however, it involves a long course of treatment with unwanted side effects and consequently with poor compliance. An increasing incidence of multiple-drug-resistant strains of Mycobacterium tuberculosis (MDR-TB) has been related and one of the major reasons for this is inefficient therapy, probably due to lack of compliance. Thus, it is very important to search for new drugs with a development of an effective therapy for TB that improves patient compliance and reduces the emergency of MDR-TB. Microencapsulation technology can be used to safely deliver drugs systemically and target drugs to the site of infection. In this way, a synthetic analogue of a neolignan (SAN) that had a remarkable in vitro activity against M. tuberculosis was entrapped in poly (D,L-lactide-co-glycolide) (PLGA) microparticles for sustained delivery of this compound. Different types of PLGA microparticles containing this drug were developed by the solvent evaporation technique and then they were evaluated. A microparticle formulation containing the SAN that exhibited the best entrapment efficiency and also showed a sustained release was assessed in an infect mouse model of TB. Treatment with the microparticles formulation resulted in a clereance of bacilli compared to the controls. Besides that, results suggest that these formulations do not induce any hepatotoxicity on a histopathology basis. These results demonstrated the ability to use microparticles formulations containing SAN to achieve effective results in a murine TB model and indicate the potencial of SAN as a novel antimycobacterial drug.

Apesar da existência de uma quimioterapia, a tuberculose (TB) ainda permanece como uma das principais causas de mortalidade no mundo, especialmente nos países em desenvolvimento, em grande parte devido à epidemia da AIDS. Geralmente, a atual terapia da TB é eficiente, no entanto, ela implica em um longo tratamento com efeitos colaterais não desejáveis e consequentemente com pouca adesão. Tem sido relatada uma crescente incidência de cepas de Mycobacterium tuberculosis resistentes a múltiplos fármacos, sendo que uma das maiores razões para isso é a terapia ineficaz, provavelmente devido à carência na adesão. Portanto, a busca por novos fármacos e com o desenvolvimento de uma terapia eficiente para a TB, que aumente a adesão do paciente e reduza o surgimento de cepas resistentes á múltiplos fármacos é muito importante. A microencapsulação pode ser usada de forma segura para a liberação sistêmica de fármacos e também para direcionar a ação para o sítio de infecção. Dessa forma, um análogo sintético de neolignana (ASN) que apresentou destacada aitividade in vitro contra o M. tuberculosis foi encapsulado em micropartículas de co-polímeros do ácido lático e glicólico (PLGA) para a liberação sustentada deste composto. Tipos diferentes de micropartículas de PLGA contendo este fármaco foram desenvolvidas pela técnica de evaporação de solvente e posteriormente, elas foram avaliadas. A formulação contendo o ASN que exibiu a melhor eficiência de encapsulação e também demonstrou uma liberação sustentada foi verificada em um modelo de camundongo infectado com TB. O tratamento com as formulações de micropartículas resultou em uma depuração dos bacilos comparado aos controles. Além disso, os resultados da análise de cortes histológicos sugerem que estas formulações não induzem a nenhuma hepatotoxicidade. Estes resultados demonstraram a possibilidade de se usar formulações de micropartículas contendo o ASN para a obtenção de resultados efetivos em modelos murinos de TB, e indicaram o potencial do ASN como um novo fármaco antimicobacteriano. / Despite the existence of chemotherapy, tuberculosis (TB) still remains a leading cause of mortality of worldwide, especially in the developing countries, in part due to the AIDS epidemic. Current therapy of TB is generally effective, however, it involves a long course of treatment with unwanted side effects and consequently with poor compliance. An increasing incidence of multiple-drug-resistant strains of Mycobacterium tuberculosis (MDR-TB) has been related and one of the major reasons for this is inefficient therapy, probably due to lack of compliance. Thus, it is very important to search for new drugs with a development of an effective therapy for TB that improves patient compliance and reduces the emergency of MDR-TB. Microencapsulation technology can be used to safely deliver drugs systemically and target drugs to the site of infection. In this way, a synthetic analogue of a neolignan (SAN) that had a remarkable in vitro activity against M. tuberculosis was entrapped in poly (D,L-lactide-co-glycolide) (PLGA) microparticles for sustained delivery of this compound. Different types of PLGA microparticles containing this drug were developed by the solvent evaporation technique and then they were evaluated. A microparticle formulation containing the SAN that exhibited the best entrapment efficiency and also showed a sustained release was assessed in an infect mouse model of TB. Treatment with the microparticles formulation resulted in a clereance of bacilli compared to the controls. Besides that, results suggest that these formulations do not induce any hepatotoxicity on a histopathology basis. These results demonstrated the ability to use microparticles formulations containing SAN to achieve effective results in a murine TB model and indicate the potencial of SAN as a novel antimycobacterial drug.

Submitted by Daniella Santos (daniella.santos@ufma.br) on 2017-08-29T16:11:39Z No. of bitstreams: 1 MayaraSilva.pdf: 2720807 bytes, checksum: 1a7eeabdd7df89c4b7c0690e8136cb51 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-29T16:11:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MayaraSilva.pdf: 2720807 bytes, checksum: 1a7eeabdd7df89c4b7c0690e8136cb51 (MD5) Previous issue date: 2017-03-28 / CNPq / CAPES / FAPEMA / There is an increasing interest to find new products with therapeutic potential to the treatment of leishmaniasis, due the high toxicity and resistance of the majority of available treatments. Our aim was to formulate, characterise and evaluate the antiLeishmania amazonensis activity of babassu loaded poly(lactic-co-glycolic acid) – PLGA microparticles. The PLGA microparticles were loaded with the aqueous extract of babassu mesocarp (MMP) and evaluated for size, zeta potential, drug content, encapsulation efficiency in comparison to unloaded microparticles (CMP). The antiLeishmania effect was evaluated to promastigotes forms or to amastigotes in Balb/c macrophage cells infected with Leishmania amazonensis. Following macrophage treatment with MMP the percent of infected cells was determined by Giemsa staining and compared with cells treated with CMP or with free babassu extract (MESO). To find the potential mechanisms of the activity of MMPs, TNF -α, IL-6, IL-10, hydrogen peroxide, arginase and accumulated nitrite in the culture supernatants of the treated and untreated cells were also measured by ELISA, and by colorimetric assays, respectivelly. The size range of the microparticles was between 3 and 6,4 μm with an average zeta potential of −25 mV and encapsulation efficiency of 45%. The antiLeishmania activity of babassu-loaded microparticles was 10-fold higher than MESO. MMP showed an overall bioavailability and hence were more effective in eliminating intracellular parasites than the other formulations. Babassu microparticles also reduced the ex vivo parasite infectivity and this effect seems to be directly related to a polarization of macrophages to the M1 phenotype with an increased production of nitric oxide, hydrogen peroxide and TNF-α. Interestingly, this overexpression of TNF-α didn’t impair cell viability, suggesting the anti-apoptotic effects of the MMP in infected macrophages. These findings indicate that babassu load microparticles may be useful for targeting for new drugs, due to the immunomodulatory effects of polarization to M1 macrophages, infected with L. amazonensis, and further provide motivations for future studies on human cels in vitro and in animal models of leishmaniasis in vivo. / A bioprospecção de produtos com potencial terapêutico no tratamento da leishmaniose tem despertado crescente interesse, pois as drogas atualmente utilizadas apresentam elevada toxicidade e, muitas vezes, os protozoários são resistentes, sobretudo nos tratamentos prolongados. Na perspectiva de desenvolver uma nova formulação com ação anti-Leishmania avaliou-se a atividade do extrato aquoso do mesocarpo de babaçu (Attalea speciosa Mart) encapsulado em micropartículas biodegradáveis de PLGA [poly(lactic-co-glycolic acid]. Inicialmente, foi realizado o estudo morfométrico e funcional das micropartículas. Em seguida foi avaliada a atividade anti-Leishmania por ação sobre as formas promastigotas, comparando os efeitos das micropartículas de PLGA carregadas com extrato do mesocarpo de babaçu (MMP) com o extrato livre (Meso) e com micropartículas sem o mesocarpo, utilizadas como controle negativo (CMP). Também avaliamos os efeitos de MMP em culturas de macrófagos peritoneais, de camundongos Balb/c, infectados ou não com formas amastigotas de Leishmania amazonensis. Os seguintes parâmetros foram investigados nos sobrenadantes das culturas de macrófagos: quantificação das citocinas IL-10, IL-6 e TNF-α por ELISA, detecção de peróxido de hidrogênio, óxido nítrico e atividade da arginase. Foi determinada a taxa de infecção e o percentual de células infectadas. O mesocarpo de babaçu apresentou forteinteração com antígenos de L. amazonensis. A caracterização das micropartículas mostrou que as MMP apresentaram diâmetro e potencial zeta compatíveis com as micropartículas controle (CMP) e a eficiencia de encapsulamento do extrato foi de 45%. As MMPs foram mais ativamente fagocitadas do que o extrato de babaçu livre, ocasionando aumento de 25% no índice fagocítico, após 24 horas de incubação. Além de baixa toxicidade para macrófagos peritoneais, o encapsulamento do mesocarpo de babaçu potenciou em quase 10 vezes a ação anti-Leishmania para as formas promastigotas de Leishmania amazonensis, quando comparado ao extrato livre. O tratamento com MMP reduziu o número de amastigotas e a taxa de infecção de macrófagos peritoneais, possivelmente por seu efeito imunomodulador na polarização de macrófagos para o fenótipo M1, resultando no aumento de TNF-α e óxido nítrico e na inibição da produção de IL-10. Concluímos que o microencapsulamento do mesocarpo de babaçu melhorou a ação anti-Leishmania do extrato, mas manteve o seu efeito imunomodulador o que contribuiu para o melhor efeito tanto sobre os protozoários como para as células infectadas, evitando a morte das células por necrose ou apoptose. Os dados em conjunto indicam que as micropartículas MMP podem ser fortes candidatas ao desenvolvimento de novos produtos, devido aos seus efeitos imunomoduladores na polarização de macrófagos infectados com L. amazonensis para um perfil M1 e, adicionalmente, estimulam novos estudos quanto ao seus efeitos sobre células humanas in vitro e em modelo animal da leishmaniose in vivo.