Actuellement, la tuberculose (TB) est la deuxième maladie infectieuse au monde avec une forte prévalence et un taux de mortalité annuel élevé. L'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) a récemment dévoilé sa nouvelle stratégie, appelée «Mettre fin à la tuberculose», pour la prévention, le contrôle et l'éradication de cette maladie. Les résultats doivent mener à une éradication totale d'ici au 2035. Dans le cadre des objectifs spécifiques de cette stratégie, l'OMS a intégré la recherche de nouvelles connaissances et innovations scientifiques qui améliorent et augmentent l'efficacité des traitements qui sont utilisés contre cette maladie.Deux des stratégies pharmaceutiques qui ont été les plus étudiées pendant ces dernières années ayant comme objectif principal d'augmenter l'efficacité globale des régimes thérapeutiques utilisés dans la tuberculose comprennent: i) l'incorporation de médicaments antituberculeux de première et de seconde ligne dans des systèmes de libération contrôlé, en particulier les nanoparticules polymères (NP); et, ii) l'utilisation de produits naturels (par exemple, des extraits de plantes ou des composés isolés) comme adjuvants, c'est-à-dire des substances qui, lorsqu'elles sont administrées conjointement avec des médicaments existants, augmentent leur activité.Dans ce contexte, ce travail de recherche a conduit au développement de deux stratégies pour rendre le traitement de la tuberculose plus efficace. D'une part, on a proposé le développement d´une nanomédecine à base de NP biodégradables contenant un principe actif antituberculeux de deuxième ligne, la clofazimine (CFM). D´autre part, on a conçu le développement des systèmes adjuvants provenant d'extraits végétaux obtenus à partir de l´arbre Schinus molle, lesquels ont été aussi incorporés dans des NP (biodégradables et non biodégradables). Dans cette deuxième stratégie, l'objectif principal a été l'obtention de potentielles nanoformulations qui permettent une application sûre de ces extraits par diverses voies d'administration (p. ex. par voie intraveineuse, pulmonaire ou orale).Dans ce travail, le Chapitre I est une revue de la littérature sur l'étude des produits naturels (spécifiquement des extraits de plantes) qui ont été proposés comme des agents potentiellement antibactériens contre Mycobacterium tuberculosis [etc...] / Tuberculosis is a chronic infection located in the lungs during the early stages of this disease. The World Health Organization, annually, registers about 9 million new cases and 1.5 million deaths. In addition, the development of multi-drug resistant strains of Mycobacterium tuberculosis has complicated the global control of tuberculosis. An effective control for this epidemic can be based on two main pharmaceutical strategies. First, the development of novel formulations based on controlled release systems for antitubercular drugs which could be used for establishing more effective therapeutic schemes. A second approach can be focused on development of natural products nanoformulations (e.g. natural extracts) for their application as adjuvants for tuberculosis treatment. In this context, the present research work was focused on the design and development of a nanomedicine based on biodegradable nanoparticles and an antitubercular drug of second line (clofazimine). In addition, organic extracts obtained from Schinus molle were formulated into nanoparticles in order to use them as adjuvants in tuberculosis treatment. The characterization of the nanoformulations established a direct relationship between the physicochemical properties (i.e. particle size, surface charge and release profile) of the active-loaded polymeric nanoparticles (with drug or extract) and the increase of the antitubercular activity in vitro. Particularly, additional in vitro tests showed that nanoencapsulation of S. mole extract decreased their toxicity as compared to a non-encapsulated extract. In conclusion, nanoformulations loaded with clofazimine or extract of S. molle showed to have a high potential to be applied in efficient therapeutic schemes for tuberculosis treatment

Les macrophages représentent une population de cellules immunes très présente dans certaines tumeurs malignes au sein desquelles ils vont jouer un rôle marqué dans la progression tumorale. Les macrophages représentent donc une cible thérapeutique intéressante dans le traitement de ces tumeurs infiltrées. Ce ciblage des macrophages peut être envisagé grâce à des vecteurs comme les systèmes d’encapsulation nanoparticulaires connus pour être facilement phagocytés par les macrophages après une administration locale ou parentérale. L’objectif de ces travaux de thèse a donc été de développer des nanoparticules polymères (NP) capable de cibler les macrophages infiltrés dans la tumeur et de libérer in situ un principe actif encapsulé au sein de ces NP. Les NP pourraient ainsi modifier les fonctions des macrophages ou encore permettre l’utilisation des macrophages comme une réserve d’actif anticancéreux. Après une étude de formulation, des NP à base d’acide poly(D,L)lactique de taille de 200 nm ont été sélectionnées. Ces NP présentent une bonne internalisation par les macrophages in vitro et un ciblage spécifique des macrophages infiltrés dans une tumeur de gliome humain, implantée chez des souris nudes, suite à une injection intratumorale de NP. Le premier actif modèle encapsulé est l’acide tout-trans rétinoïque (RA), molécule immuno-modulatrice pouvant modifier les fonctions macrophagiques. Les NP-RA peuvent encapsuler environ 90% d’actif et présentent un profil de libération prolongée du RA pendant 4 jours combiné à une amélioration de sa stabilité. De plus, ces NP-RA ont montré qu’elles pouvaient engendrer in vitro, une modification de l’expression de certains gènes des macrophages. Le deuxième type d’actif encapsulé lors de ces travaux est la vitamine D3 et ses dérivés (25-OH-vitamine D3 et 1,25-(OH)2-vitamine D3) possédant des propriétés anticancéreuses mais à l’origine de nombreux effets secondaires dus à un manque de spécificité d’action. L’objectif serait alors de mieux cibler les cellules tumorales grâce aux macrophages infiltrant ces tumeurs et d’éviter ainsi les hypercalcémies secondaires dues à l’administration de fortes doses de vitamine D3. Une étude in vitro sur une lignée cellulaire de cancer de sein (MCF-7) a permis de montrer l’avantage des NP pour prolonger et intensifier l’action antiproliférative des dérivés de vitamine D3 / Macrophages are the major leukocyte population present in tumors, so-called tumor-associated macrophages (TAM), promoting tumor growth. These macrophages could be an interesting therapeutic target for nanoparticulate delivery systems known to be easily recognized and phagocytosed by macrophages after local or parenteral administration. The aim of this work was to develop polymeric nanoparticles (NP) for targeting TAM. NP could modulate macrophage functions or use them as storage of anticancer drugs. After a formulation study, the 200 nm NP of poly(D, L) lactic acid were selected. These NP showed a good internalization by macrophages in vitro and specific targeting of TAM in human glioma tumor implanted in nude mice after intratumoral injection of NP. All-trans retinoic acid (RA, immuno-modulator) was first encapsulated with an encapsulation efficiency of 90%. RA-NP have a sustained release profile for 4 days and enhance stability of the RA. Changes in gene expression of RA-NP treated macrophages were observed in vitro. Secondly, active-metabolites of vitamin D3 (25-OH-vitamin D3 and 1,25-(OH)2-vitamin D3) were encapsulated for their anticancer properties. The aim was to target the tumor cells via TAM avoiding the hypercalcemia produced by high doses of vitamin D3. In vitro evaluations on breast cancer cell line (MCF-7) highlighted NP advantages to extend and enhance the antiproliferative action of vitamin D3 derivatives

Orientador: Leonardo Fernandes Fraceto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T15:38:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campos_EstefaniaVangelieRamos_M.pdf: 7315526 bytes, checksum: e92d25c76302901307a5c47fb9437573 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O Brasil tornou-se um dos maiores consumidores de defensivos agrícolas em função do seu crescimento no cenário mundial na produção agrícola. Embora esses produtos tragam benefícios para a produção agrícola, têm sido encontrados em concentrações alarmantes nos recursos hídricos e no solo, levando a necessidade de se buscarem alternativas para a redução de seus impactos negativos no meio ambiente. O presente trabalho teve como objetivo o preparo e caracterização de nanopartículas poliméricas (NC) e lipídicas sólidas (NLS) para o carreamento conjunto dos fungicidas carbendazim (MBC) e tebuconazol (TBZ), a fim de aumentar a sua eficácia biológica, além de diminuir os processos físico-químicos de degradação que estes ativos sofrem no ambiente. Os dois sistemas carreadores preparados apresentaram alta eficiência de encapsulação para ambos os fungicidas, superior a 99 %. As NC contendo fungicidas apresentaram diâmetro médio em torno de 550 nm, índice de polidispersão inferior a 0,2 e potencial zeta de aproximadamente -17 mV. Enquanto as NLS apresentaram diâmetro médio em torno de 270 nm, índice de polidispersão superior a 0,2 desde o tempo inicial e potencial zeta de -20 mV. As nanopartículas foram capazes modificar o perfil de liberação dos fungicidas. A liberação do MBC quando associado as nanopartículas em 6 dias foi em torno de 30 % Já para o TBZ no mesmo período de tempo a liberação a partir das nanopartículas foi de 50 %. O modelo matemático que mais se ajustou a liberação do MBC de ambas as nanopartículas foi o de Higuchi. Considerando a liberação do TBZ a partir das nanopartículas o modelo de primeira ordem melhor se ajustou. Os ensaios de liberação em solo demonstrou que as nanopartículas reduzem a porcentagem de lixiviação dos fungicidas, onde para o MBC houve liberação de 17 % a partir da formulação comercial e quando associado as nanopartículas esse valor foi inferior a 5 % com um total de 10 lavagens do solo. Já para o TBZ a formulação comercial liberou 20 % e quando associado as nanopartículas foi em torno de 15 %. Ensaios de viabilidade celular demostraram que as partículas diminuem a toxicidade dos fungicidas à célula animal , sendo os valores de IC50 de 67, 89 e 81 µg/mL para a formulação comercial, NC e SLN respectivamente. Ensaios na espécie P. vulgaris evidenciaram que os fungicidas quando encapsulados causam menos impactos no desenvolvimento das plântulas. Os resultados obtidos mostraram que foi possível preparar sistemas carreadores para os fungicidas sendo, desta forma, obtidos bons sistemas carreadores com modificação no perfil de liberação e diminuição da citotoxicidade, desta forma sendo uma alternativa para o combate de pragas que acometem as culturas na agricultura / Abstract: Brazil has become a major consumer of pesticides according to their growth on the world stage in agricultural production. Although these products bring benefits to agriculture, they cause many impacts to the environment because they are found in high concentrations in soil and water resources. This work aimed to prepare and characterize nanoparticles (polymeric and solid lipid) in order to encapsulate two fungicides carbendazim and tebuconazole. This strategy aims to minimize their impacts to the environment and increase their biological effectiveness, besides of decreasing the physicochemical process of degradation of these compounds into the environment. Both carrier systems showed high encapsulation efficiency for both fungicides (higher than 99 %). The polymeric nanocapsules (NC) with fungicides showed mean diameter around 550 nm, polidispersity lower than 0.2 and zeta potential around - 17 mV. While solid lipid nanoparticles (NLS) showed mean diameter around 270 nm, polidispersity higher than 0.2 since initial time and potential zeta around - 20 mV. Nanoparticles were able to modify the release profile of fungicides. The release of the MBC when associated nanoparticles in 6 days was around 30%. For the TBZ in the same period of time the release from the nanoparticles was 50%. The mathematical model that most adjusted the release of MBC of both nanoparticles was to Higuchi. Whereas the release of the nanoparticles from the TBZ model best fit was observed by the first-order. Cell viability assays showed that particles decrease the toxicity of fungicides, which IC50 values of 67, 89 and 81 µg/mL for the commercial formulation, NC and SLN respectively. The plant assays with P. vulgaris showed that fungicides when encapsulated provoke less impact on seedling development in relation to commercial formulation. The results obtained with these formulations showed that it was possible to prepare nanoparticlescarrier systems for both fungicides in the same carrier and that the fungicide encapsulation decreased the cytotoxicity, increase fungicides effectiveness and thus being a possible alternative to control diseases that affect crops in agriculture / Mestrado / Bioquimica / Mestra em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Liliane Maria Ferrareso Lona / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-27T17:40:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bigon_JoicePalma_M.pdf: 3554482 bytes, checksum: 613d2feb1ca89033c773d6e4555ce420 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O estudo das nanocápsulas poliméricas tem crescido significativamente nas últimas décadas em diversas áreas, pois estas permitem a encapsulação de materiais com diferentes princípios ativos, contribuindo com uma ampla variedade de funções que vão desde a liberação controlada de medicamentos e perfumes até a melhora na retenção de pigmentos de tintas para impressão. Uma das técnicas que tem sido utilizada para a síntese das nanocápsulas poliméricas é a polimerização em miniemulsão, que apresenta como uma de suas vantagens a praticidade de se poder utilizar um iniciador organossolúvel ou hidrossolúvel, bem como obter as nanocápsulas poliméricas com um alto grau de eficiência em apenas uma única etapa. Além disso, a polimerização em miniemulsão é conduzida em água, sendo um importante fator quando relacionado ao aspecto ambiental. Entretanto, para se obter uma polimerização em miniemulsão estável, é necessária a adição de um coestabilizador. Muitos artigos na literatura apresentam o hexadecano como um coestabilizador eficiente, uma vez que ele apresenta baixa massa molar e é insolúvel em água. Entretanto, a aplicabilidade das nanocápsulas pode ser aumentada quando materiais biodegradáveis e biocompatíveis são usados. Por isso, neste trabalho foi proposto o estudo de três óleos vegetais (coco, argan e jojoba) como novos coestabilizadores para reações de polimerização em miniemulsão. O óleo de coco é constituído principalmente de ácido láurico, e possui propriedades anti-inflamatórias. O óleo de jojoba é formado principalmente de ésteres, e assim como o óleo de coco, possui propriedades anti-inflamatórias, entre outras. Já o óleo de argan é constituiído principalmente de ácido oleico e linoleico, e possui propriedades muito benéficas para a pele e cabelo. Para as reações de polimerizaçãoem miniemulsão, foi utilizado o iniciador organossolúvel 2,2¿-azobis-isobutironitrila, o monômero metacrilato de metila e o lauril sulfato de sódio como surfactante. Diferentemente da literatura estudada, a polimerização foi realizada em reator tanque agitado de 1 litro de capacidade, e foram estudados os efeitos dos óleos vegetais como coestabilizador na polimerização em miniemulsão de metacrilato de metila. Além disso, foi estudada a distribuição da massa molar, a cinética da reação, a temperatura de transição vítrea bem como o tamanho médio das nanocápsulas poliméricas. A partir dos resultados obtidos, concluiu-se que todos os óleos vegetais atuam como eficientes coestabilizadores, prevenindo o sistema da degradação difusional e da coalescência das gotas / Abstract: The study of polymeric nanocapsules has grown significantly in recent decades in many areas, as they enable the encapsulation of materials with different active ingredients, contributing to a wide variety of functions ranging from the controlled release of drugs and perfumes to the improvement in retention paint pigments for printing. One of the techniques that has been used for the synthesis of polymeric nanocapsules is the miniemulsion polymerization, presenting as one of its advantages the convenience of being able to use either a water or oil soluble initiator, and to obtain the nanocapsules with a high efficiency degree in only one step. Furthermore, miniemulsion polymerization is conducted in water, being an important factor when relating to the environmental aspect. However, to obtain a stable miniemulsion polymerization, adding a co-stabilizer is required. Many articles in the literature cited hexadecane as an efficient co-stabilizer, since it presents low molar mass and it is insoluble in water. However, the applicability of the nanocapsules can be increased when biodegradable and biocompatible materials are used. Therefore, this study proposed the study of three vegetable oils (coconut, argan and jojoba) as new co-stabilizers for polymerization miniemulsion reactions. The coconut oil is composed primarily of lauric acid, and it has anti-inflammatory properties. Jojoba oil is composed primarily of esters, and as coconut oil, presents anti-inflammatory properties, among others. Argan oil is composed mainly of oleic and linoleic acid and it has very beneficial properties for skin and hair. For miniemulsion polymerization reactions, it was used the oil soluble initiator 2¿2-azobisisobutyronitrile, the monomer methyl methacrylate and sodium lauryl sulfate as surfactant. Different from other studies, the polymerization was conducted in stirred tank reactor of 1 liter of capacity, and the effect of the vegetable oils acting as co-stabilizer in the methyl methacrylate miniemulsion polymerization was studied. In addition, the molar mass distribution, the kinetics of the reaction, the glass transition temperature and the average size of the polymeric nanocapsules were studied. It was concluded that the vegetable oils act in the stability of the miniemulsion polymerization, preventing the system from diffusion of monomers and coalescence / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestra em Engenharia Química

La tuberculose est une maladie d'urgence dans le monde, l'apparition de souches résistantes au traitement a produit l'utilisation de produits naturels comme alternative. Des études ont montré que les extraits de Leucophyllum frutescens présentaient un effet antimicrobien, mais l'inconvénient est que les extraits sont récupérés dans un véhicule qui contient des solvants organiques. La préparation de nanoparticules polymériques (NP) implique l'élimination du solvant dans lequel l'actif est solubilisé, ce qui permet les utiliser comme véhicules pour l'administration des extraits. Par conséquent, le but de cette étude a été design et développer des formulations de NP avec un extrait de L. frutescens et de la rifampicine (RIF), afin d'évaluer l'activité biologique in vitro contre M. tuberculosis. Premièrement, l'extrait méthanolique de feuilles et de racines de L. frutescens et ses fractions a été obtenu. L'activité contre M. tuberculosis a été déterminée, l'extrait de racines (EMR) et ses fractions hexanique (FHR et RF1) ont été les plus actives avec une CMI de 100, 40 et 40 μg/mL, respectivement. RIF, EMH, FHR et RF1 ont été incorporés dans NP par nanoprécipitation. Des NP de ≈180 nm avec une distribution de taille homogène ont été obtenus. Les NP ont été évaluées sur M. tuberculosis, les formulations de NP-PLGA-RIF (CMI=0,10 μg/mL) et NP-PLGA-RF1 (CMI=80 μg/mL) ont montré la meilleure activité. Finalement, l'activité des formulations combinées contre M. tuberculosis a été évaluée, la combinaison de RIF avec NP-PLGA-RF1 a produit le meilleur comportement, réduisant la CMI des deux sans montrer un effet toxique. Les études réalisées dans ce travail ont montré l'utilisation potentielle d'une formulation de NP contient une fraction végétale de L. frutescens en combinaison avec le RIF comme alternative contre M. tuberculosis / Tuberculosis is an emergency disease worldwide, the emergence of resistant strains to the treatment has produced the use of natural products as alternative. Studies have shown that Leucophyllum frutescens extracts present antimicrobial effect, but the disadvantage is that the extracts are recovered in a vehicle that contains organic solvents. The preparation of polymeric nanoparticles (NP) involves the elimination of the solvent in which the active is solubilized, which makes possible to use them as vehicles for the administration of the extracts. Therefore, the aim of this study was to design and develop formulations of NP with an extract of L. frutescens, and rifampicin (RIF), in order to evaluate the in vitro biological activity against M. tuberculosis. Firstly, the methanolic extract of leaves and roots of L. frutescens and its fractions were obtained. The anti-M. tuberculosis activity was determined, being the root extract (EMR) and its hexane fractions (FHR and RF1) the most actives with a MIC of 100, 40 and 40 μg/mL, respectively. RIF, EMH, FHR and RF1 were incorporated into NP by nanoprecipitation. NP of ≈180 nm with homogeneous size distribution were obtained. The NP were evaluated on M. tuberculosis, being the formulation of NP-PLGA-RIF (MIC=0.10 μg/mL) and NP-PLGA-RF1 (CMI=80 μg/mL) with better activity. Finally, the anti-M. tuberculosis activity of the combined form formulations was evaluated, the combination of RIF with NP-PLGA-RF1 produced better behavior, reducing the MIC of both without showing toxic effect. The studies carried out in this work showed the potential use of an NP formulation contains a vegetable fraction of L. frutescens in combination with RIF as an alternative against M. tuberculosis

Cette thèse concerne le développement et l'évaluation des nanoparticules pour le traitement du cancer et plus particulièrement pour le cancer de la prostate.Le manuscrit comprend une revue de la littérature sur l'application de la nano médecine pour le traitement du cancer de la prostate. Dans la première partie expérimentale, des nanoparticules d'or fonctionnalisées ont été caractérisées et chargées avec le docétaxel par adsorption non covalente.Ces nanoparticules d'or ont montré un effet cytotoxique in vitro prolongé contre les cellules cancéreuses de la prostate. La deuxième partie expérimentale de cette thèse décrit une étude de synthèse et une nano-précipitation de polyesters pour la co-délivrance de deux médicaments chimio-thérapeutiques, le docétaxel (DOC) et la mitoxantrone (MIT). Les polycaprolactone, poly(acide lactique) et poly(lactide-co-glycolide) ont été synthétisés par polymérisation par ouverture de cycle avec des poids moléculaires différents de polyéthylène glycol. Des nanoparticules monodisperses d’un diamètre d’environ 80 nm ont été obtenues et se sont avérées être efficaces contre les cellules cancéreuses de la prostate quand cela est chargé en MIT et DOC. De plus, un effet synergique a été observé en utilisant des combinaisons de ces nanoparticules. Par conséquent, ces nanoparticules, à base de polyester, ont de potentielles applications cliniques. / This thesis concerns the development and evaluation of nanoparticles for cancer treatment, and in particular to prostate cancer. The manuscript includes a literature review on the application of nanomedicine to the treatment of prostate cancer. In the first experimental part, functionalized gold nanoparticles were characterized and loaded with docetaxel by non covalent adsorption. These gold nanoparticles showed a sustained cytotoxic effect in vitro against prostate cancer cells. The second experimental part of this thesis describes a study of synthesis and nanoprecipitation of polyesters for the co-delivery of two chemotherapeutic drugs, docetaxel (DOC) and mitoxantrone (MIT). Polycaprolactone, poly(lactic acid) and poly (lactide-co-glycolide) were synthesized by ring-opening polymerization with different molecular weights of polyethylene glycol. Monodisperse nanoparticles with diameters of less than 80 nm were produced and were shown to be effective against prostate cancer cells when loaded with MIT and DOC. Moreover, a synergistic effect was observed using combinations of these nanoparticles. Therefore, these polyester based nanoparticles have potential clinical applications.

O câncer de mama constitui o segundo tipo de câncer mais frequente no mundo e o mais comum entre as mulheres, representando uma das principais causas de morte. O tamoxifeno é um fármaco antiestrogênico utilizado para o tratamento deste tipo de câncer desde 1971 e ainda é o mais utilizado nos casos de tumores mamários que expressam receptores de estrógeno. Apesar de apresentar resultados significativamente positivos, seu efeito antiestrogênico não se restringe apenas ao sítio tumoral causando, com isso, efeitos colaterais graves que podem deixar sequelas. A proposta deste trabalho foi desenvolver sistemas de liberação nanoparticulados à base de PLA e PLA-PEG para veiculação do tamoxifeno, como uma estratégia para o potencial aumento da segurança e da eficácia deste fármaco através de um possível direcionamento passivo ao sítio de ação, devido à permeabilidade vascular aumentada destas regiões tumorais. As nanopartículas foram preparadas pela técnica de nanoprecipitação e apresentaram diâmetro médio inferior a 200 nm para a maioria das formulações. Foram avaliados três estabilizantes, o poloxamer 407, o poloxamer 188 e o polissorbato 80, este último proporcionou maior eficiência de encapsulação, 86,7% e 100%, nas nanopartículas de PLA e PLA-PEG, respectivamente. Quanto à composição das nanopartículas de PLA-PEG, o polímero utilizado inicialmente (PLA(1000)-PEG(750)) apresentou distribuição de tamanho heterogênea, perfil multimodal e alto índice de polidispersividade. Assim, este polímero foi substituído pelo PLA(5000)-PEG(1000), que apresentou distribuição de tamanho uniforme, perfil monomodal e baixo índice de polidispersividade. A caracterização por microscopia eletrônica de varredura comprovou a homogeneidade no tamanho de partícula, mostrando seu formato esférico. As análises de espectrofotometria no infravermelho e calorimetria diferencial exploratória sugeriram que não ocorreu nenhum tipo de interação ou reação entre o fármaco e os demais componentes das formulações. Dois métodos analíticos para a determinação do tamoxifeno foram validados com sucesso por CLAE e espectroscopia UV-vis. O perfil de liberação in vitro do tamoxifeno a partir das nanopartículas de PLA apresentou característica sustentada e alcançou 50% em 180 h, tendo sido totalmente liberado após 288 h. Já as nanopartículas de PLA(5000)-PEG(1000) liberaram apenas 16,9% do fármaco após 216 h. A liberação do fármaco a partir das nanopartículas foi muito mais lenta comparada ao tamoxifeno não encapsulado, evidenciando a vantagem da incorporação do fármaco em nanopartículas compostas por PLA e PLA-PEG. No estudo do perfil de concentração plasmática em ratas Wistar, não foi possível detectar o fármaco e seu principal metabólito pelo método por CLAE desenvolvido, sugerindo que os sistemas nanoparticulados tenham extravasado rapidamente para os órgãos. / Breast cancer is the second most frequent type of cancer in the world and it is the most common among women, representing a major cause of death. Tamoxifen is an antiestrogen drug used in the treatment of this type of cancer since 1971 and it is the most employed drug in the treatment of breast cancer subtypes that expresses estrogen receptors. Despite presenting significantly positive results, its antiestrogen effect is not restricted to the tumour site, causing, as consequence, severe side effects. The purpose of this work was to develop nanostructured drug delivery systems based on PLA and PLA-PEG loaded with tamoxifen, as a strategy to potentially increase the safety and efficacy of this drug through a possible passive accumulation the site of action, due to the enhanced vascular permeability of tumour sites. Nanoparticles were prepared by the nanoprecipitation technique and presented average diameter smaller than 200 nm for the majority of the formulations. Three stabilizing adjuvants were analysed, poloxamer 407, poloxamer 188 and polysorbate 80 and the last one yielded the highest encapsulation efficiency, 86.7% and 100%, for the PLA and PLA-PEG nanoparticles, respectively. Regarding the PLA-PEG nanoparticles composition, the first polymer employed was (PLA(1000)-PEG(750)), which presented heterogeneous particle size distribution, multimodal profile and high polydispersity index. So, it was replaced by PLA(5000)-PEG(1000), which exhibited uniform particle size distribution, monomodal profile and low polydispersity index. The characterization by scanning electron microscopy confirmed the homogeneity of particles size, evidencing their spherical shape. Infrared spectrophotometry and differential scanning calorimetry analysis suggested that any interaction or reaction had occurred between the drug and the other components of the formulations. Two analytical methods for tamoxifen quantification were successfully validated by HPLC and UV-vis spectroscopy. In vitro tamoxifen release profile from PLA nanoparticles presented sustained release and reached 50% in 180 h, being completely released after 288 h, whereas PLA(5000)-PEG(1000) nanoparticles released only 16.9% of tamoxifen after 216 h. Drug release from nanoparticles was much slower compared to the non-encapsulated tamoxifen, showing the advantage of nanoparticles composed of PLA and PLA-PEG. In the plasmatic concentration profile study carried out in Wistar rats, it was not possible to detect tamoxifen or its main metabolite by the HPLC method, suggesting that nanoparticles quickly extravased to organs.

A via oral é considerada preferencial para a administração de fármacos, sobretudo no tratamento de doenças crônicas. Entretanto, princípios ativos administrados por essa via podem apresentar biodisponibilidade variável e/ou limitada. Diversos tipos de sistemas de liberação vêm sendo desenvolvidos com o objetivo de melhorar esse parâmetro, dentre os quais se destacam as nanopartículas de poli (alquil-cianoacrilato) (PACA). Pelo exposto, no presente trabalho foram desenvolvidas nanopartículas de poli(n-butilcianoacrilato) (PBCA) contendo aciclovir (ACV), revestidas por N,N,N-trimetilquitosana (TMQ), um promissor promotor de absorção. A TMQ foi sintetizada com elevado rendimento e grau de quaternização de aproximadamente 73%. As nanopartículas de PBCA foram obtidas com rendimento adequado e apresentaram características físico-químicas semelhantes às descritas na literatura. Após o revestimento, foi observado um aumento no diâmetro médio, bem com uma inversão nos valores de potencial zeta. Essas observações podem indicar a ocorrência do revestimento. A partir das análises de DSC, pôde-se comprovar a eficiência do revestimento das nanopartículas pelo derivado sintetizado, já que o comportamento das nanopartículas de PBCA-TMQ foi diferente daquele obtido para a mistura física entre os constituintes da formulação. Nessa mesma perspectiva, análises de FTIR foram conduzidas e a ocorrência do revestimento foi corroborada. Além disso, as análises morfológicas por Microscopia de Força Atômica (AFM) revelaram que as nanopartículas revestidas apresentam baixa tendência à agregação, o que pode ser um indicativo de estabilidade para a formulação desenvolvida. Em relação aos ensaios de citotoxicidade, foi evidenciado que as nanopartículas de PBCA não apresentaram toxicidade significativa frente às células Caco-2, ao passo que a formulação revestida mostrou um efeito tóxico dose-dependente influenciado pelo grau de quaternização. Além disso, as nanopartículas desenvolvidas foram capazes de diminuir, reversivelmente, a Resistência Elétrica Transepitelial (RET) da monocamada de células. A fim de quantificar o fármaco associado às nanopartículas, foi desenvolvido e validado método analítico por espectrofotometria derivada com detecção no UV. Tal método mostrou-se capaz de eliminar a interferência dos excipientes, permitindo a quantificação do ACV na formulação de nanopartículas com precisão e exatidão adequadas. Assim, a porcentagem de fármaco associado às nanoestruturas pode ser calculada, obtendo-se um valor satisfatório. De maneira semelhante, foi desenvolvido e validado método por CLAE para a quantificação do fármaco nos ensaios de permeação. A metodologia proposta mostrou-se adequada considerando-se as recomendações da RE 899/03. Por meio dos ensaios de permeabilidade em células Caco-2, foi constatado que a formulação desenvolvida aumentou em 3 vezes o valor de Permeabilidade aparente (Papp) do fármaco em estudo. Além disso, as nanopartículas revestidas foram capazes de propiciar a liberação controlada do ACV nos ensaios de liberação in vitro utilizando meios com diferentes valores de pH (1,2; 6,8 e 7,4). / The oral route is considered for the administration of drugs, especially in the treatment of chronic diseases. However, drugs administered by this route may have variable and/or limited bioavailability. Various types of delivery systems have been developed with the goal of improving this parameter, among which stand out the nanoparticles of poly (alkylcyanoacrylate) (PACA).Such nanomaterials have been coated to improve stability in the gastrointestinal tract, promote greater solubility or enhance permeation. Therefore, in this work were developed nanoparticles of poly (n-butilcianoacrilato) (PBCA) containing acyclovir (ACV), coated with N,N,N-trimethylchitosan (TMC), a promising absorption promoter. The TMC was synthesized with high-yield and approximately 73% of quaternization. The PBCA nanoparticles presented physico-chemical characteristics similar to those described in the literature. After the coating, it was observed an increase in the average diameter, and a inversion on the values of zeta potential. These observations may indicate the occurrence of coating. DSC analysis could proved the efficiency of the coating of nanoparticles, since the behavior of nanoparticles of PBCA-TMC was different from those obtained for the physical mixture between the constituents of the formulation. In this same perspective, FTIR analyses were conducted and the occurrence of coating was corroborated. In addition, morphological analyses by Atomic Force Microscopy (AFM) showed that nanoparticles coated presented low tendency to aggregate, which can be an indication of stability for the formulation developed. In relation to cytotoxicity assays, it was evidenced that the PBCA nanoparticles showed no significant toxicity against the Caco-2 cells, whereas the coated formulation showed a dose-dependent toxic effect influenced by the degree of quaternization. In addition, the nanoparticles developed were able to decrease, reversibly, Transepitelial Electric Resistance (TEER) of the monolayer. In order to quantify the drug associated with nanoparticles, was developed and validated analytical method by derivative spectrophotometry with UV detection. This method was able to eliminate the interference of excipients, allowing the quantification of ACV in the formulation of nanoparticles with appropriate precision and accuracy. Thus, the percentage of drug associated with nanostructures can be calculated, obtaining a satisfactory value. Similarly, has been developed and validated HPLC method for the quantification of drug permeation tests. The proposed methodology was appropriate considering the recommendations of the RE 899/03. Through the permeability assays in Caco-2 cells, it has been found that the formulation developed increased by 3 times the value os Apparent Permeability (Papp) of ACV. In addition, the nanoparticles were able to provide controlled release of ACV in vitro using media with different pH values (1.2; 6.8 and 7.4).

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:13:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Clarissa Elize.pdf: 4457240 bytes, checksum: d8f2520757eb456c2ae4c01f7a1f0343 (MD5) Previous issue date: 2015-12-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Skin wounds are interruptions of the normal physiological and anatomical structure of the skin causing damage by loss of barrier function becoming the organism exposed to various types of substances and microorganisms. A fast healing of the wound is essential to avoid the risk of infections and other complications. The aim of this work was to the development of lipid nanoparticles, as solid lipid nanoparticles and lipid-core polymeric nanoparticles containing halcinonide to modulate the inflammatory phase of wound healing, reducing pain, discomfort, edema, exudates and to reduced the drug toxicity. To this end, nanoparticles were obtained and characterized for particle size, physicochemical properties, stability, encapsulation efficiency, scanning electron microscopy by field emission, x-ray diffraction, spectroscopy in the infrared and Raman Fourier Transform, differential scanning calorimetry, thermal gravimetric analysis, study of the in vitro skin permeation and in vivo evaluation of the inflammatory response and drug toxicity. Furthermore, a highperformance liquid chromatography method for quantification of the drug was developed and validated. Nanoparticles had an average diameter ranging from 260-500 nm, polydispersity index below 0.37, zeta potential close to -30 mV, pH between 5.3 and 6.5 and were stability after storage for 60 days. The microscopy images showed spherical shape with smooth surface. The X-ray diffraction analysis showed drug amorphization in the nanostructured systems. By infrared and Raman spectroscopy was identified the characteristic bands of main components of the formulations, indicating no chemical bonding between them. Thermal analysis revealed the melting peaks of the drug and lipids and polymer and the temperature of its degradation. Nanoparticles showed 5.0% of drug permeation in 24 hours. In vivo study showed that the pure halcinonide was toxic; producing systemic adverse effects and nanoparticles containing the drug was able to modulate the inflammation healing, avoiding the edema and exudates formation and however impairing the subsequent stages of the healing process. However, the incorporation of the halcinonide in nanoparticles was able to reduce the drug toxicity due to the control of the drug release. Regarding the samples of lipid nanoparticles, both showed similar results, wherein the lipid-core polymeric nanoparticles showed better retraction of the wound and macroscopic appearance, possibly due to the polymer control associated with the lipid in halcinonide release. / Lesões cutânea são interrupções da sua estrutura anatômica normal e fisiológica que causam danos pela perda da função barreira da pele tornando-a exposta a diversos tipos de substâncias e microrganismos. Dessa forma uma rápida cicatrização desta lesão é fundamental para evitar o risco de infecções e outras complicações. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de nanopartículas lipídicas, na forma de nanopartículas lipídicas sólidas e nanopartículas poliméricas de núcleo lipídico, para veiculação de halcinonida para modulação da fase inflamatória da cicatrização, reduzindo dor, desconforto, edema e exsudato, aliado a redução da toxicidade do fármaco. Para tanto, as nanopartículas foram obtidas e caracterizadas quanto ao tamanho de partícula, propriedades físico-químicas, estabilidade, eficiência de encapsulação do fármaco, microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo, difração de raios x, espectroscopia na região do infravermelho e Raman com Transformada de Fourier, calorimetria diferencial de varredura, análise termogravimétrica, estudo de permeação cutânea in vitro e avaliação in vivo da resposta inflamatória e da toxicidade do fármaco. Além disso, um método para quantificação do fármaco por cromatografia líquida de alta eficiência foi desenvolvido e validado. As nanopartículas apresentaram diâmetro médio variando entre 260 a 500 nm, índice de polidispersão abaixo de 0,37, potencial zeta próximo a -30 mV, pH entre 5,3 e 6,5 e apresentaram estabilidade após armazenamento de 60 dias. As imagens obtidas por microscopia revelaram formato esférico com superfície lisa. A análise de difração de raios x demonstrou a amorfização do fármaco nos sistemas nanoestruturados. Por espectroscopia na região do infravermelho e Raman puderam-se identificar as bandas características dos principais componentes das formulações, indicando que não houve ligação química entre eles. A análise térmica revelou os picos da fusão do fármaco e dos lipídeos e polímero utilizados e a temperatura da sua degradação. As nanopartículas apresentaram 5,0 % do fármaco permeado em 24 horas de estudo. O estudo in vivo revelou que a halcinonida livre foi tóxica, produzindo efeitos adversos sistêmicos e as nanopartículas contendo o fármaco foram capazes de modular a inflamação da cicatrização, evitando a formação de edema e exsudato, porém prejudicando as fases subsequentes do processo de cicatrização. No entanto, a incorporação da halcinonida nas nanopartículas foi capaz de reduzir a toxicidade do fármaco pelo controle da sua liberação. Em relação às amostras, as duas nanopartículas desenvolvidas apresentaram resultados semelhantes,sendo que as nanopartículas poliméricas de núcleo lipídico mostrou melhor retração da ferida e aspecto macroscópico, possivelmente pelo controle polimérico associado ao do lipídeo para liberação da halcinonida.

Submitted by Rosangela Silva (rosangela.silva3@unioeste.br) on 2017-08-30T19:45:54Z No. of bitstreams: 4 Débora Sgorla.pdf: 1749128 bytes, checksum: e687399f0ee2e0ef0bf64d945ededc36 (MD5) ANEXO A – Artigo publicado - Development and characterization of crosslinked hyaluronic acid polymeric films for use in c~1.pdf: 2607800 bytes, checksum: f08233b805a21000ec3bd1134155499e (MD5) ANEXO B – Artigo publicado - Exploitation of lipid-polymeric matrices at nanoscale for drug delivery applications.pdf: 1272400 bytes, checksum: 817f7d9360bbc82b4da1596089608c18 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-30T19:45:54Z (GMT). No. of bitstreams: 4 Débora Sgorla.pdf: 1749128 bytes, checksum: e687399f0ee2e0ef0bf64d945ededc36 (MD5) ANEXO A – Artigo publicado - Development and characterization of crosslinked hyaluronic acid polymeric films for use in c~1.pdf: 2607800 bytes, checksum: f08233b805a21000ec3bd1134155499e (MD5) ANEXO B – Artigo publicado - Exploitation of lipid-polymeric matrices at nanoscale for drug delivery applications.pdf: 1272400 bytes, checksum: 817f7d9360bbc82b4da1596089608c18 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-02-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Introduction: Progress in the release of pharmacotherapeutic agents and improved quality of life for patients depends on the development of novel and suitable drug delivery systems because a number of conventional pharmaceutical forms can trigger multiple side effects as well as inconvenient administrations, which ultimately lead to poor treatment adhesions or inefficient treatments. Objectives: To develop new materials for application in modified drug release systems, whose potential uses are for coating solid oral dosage forms and insulin encapsulation for oral administration. Methodology: Coating films: Initially, hyaluronic acid was crosslinked with trisodium trimetaphosphate in aqueous alkaline media. Afterwards, the films were produced by evaporation method by incorporation of the unmodified and crosslinked biopolymer into the ethylcellulose dispersion in different proportions. The obtained films were characterized by morphology by scanning electron microscopy, robustness to water vapor permeability and hydration capacity in physiological simulation fluids. In addition, safety and biocompatibility were evaluated against Caco-2 and HT29-MTX intestinal cells. Lipid-polymeric nanoparticles: They were produced from the association of ethylpalmitate and HPMC-AS, through the modified solvent emulsification-evaporation technique by sonication. Subsequently, the nanoparticles were characterized by size, polydispersity index, zeta potential and encapsulation efficiency, besides morphology by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and thermal analysis. It was also evaluated the in vitro release profile, as well as insulin uptake in a triple co-culture model, and safety and biocompatibility against Caco-2 and HT29-MTX intestinal cells. Results: Coating films: The permeability to water vapor was influenced by the increase of hyaluronic acid content in the final formulation. When immersed in gastric simulation fluid, the films presented lower swelling compared to greater hydration in intestinal simulation fluid. Simultaneously, in intestinal simulation fluid, they presented mass loss, revealing the ability to prevent premature drug release at gastric pH, yet vulnerable to release into the intestinal environment. In addition to these results, the physico-chemical characterization suggested thermal stability of the films and physical interaction between the constituents of the formulation. Finally, cytotoxicity tests demonstrated viii that both membranes and individual materials were safe for intestinal cells when incubated for 4 h. Lipid-polymer nanoparticles: The suggested methodology yielded nanoparticles with satisfactory mean size, 297.57nm ± 29.99, PDI of 0.247 ± 0.03 and zeta potential of -19.13 ± 5.88. In addition, high encapsulation efficiency was achieved, around 83.92 ± 4.32% and DSC showed an improvement in the thermal stability of the formulation compared to individual materials. This is demonstrated by endothermic peaks of degradation that decreased in intensity and moved to higher temperatures. DRX results showed alteration of the crystalline state to amorphous, inferring the drug incorporation. The cumulative release demonstrated that only 9.0% of the encapsulated insulin was released after 2 h, reaching approximately 14% after 6h. These results altered the permeability of insulin through in vitro intestinal model. Regarding the biocompatibility with Caco-2 and HT29-MTX cells, lipid-polymeric nanoparticles did not show toxicity up to 4 hours. Conclusions: The results suggest that hyaluronic acid based films may prevent premature drug release under hostile conditions of the stomach but control the release in the more distal portions of the gastrointestinal tract when applied as coating material in solid oral dosage forms. Furthermore, they were safe to intestinal mucosa. Regarding the lipid-polymeric nanoparticles, evidences show that they can protect insulin from the hostile conditions found in the TGI, also guaranteeing the safety of the intestinal mucosa depending on its concentration. However, a better release profile and consequently better insulin uptake can be achieved by optimizing the proposed formulation. / Introdução: O progresso na liberação de ativos farmacoterapêuticos e uma melhor qualidade de vida aos pacientes depende do desenvolvimento de novos e adequados sistemas carreadores de fármacos, visto que diversas formas farmacêuticas convencionais podem desencadear múltiplos efeitos colaterais bem como administrações inconvenientes, que acabam por conduzir a fracas adesões de tratamento ou tratamentos ineficientes. Objetivos: Desenvolver novos materiais candidatos à aplicação em sistemas para liberação modificada de fármacos, cujos empregos potenciais estão voltados ao revestimento de formas farmacêuticas sólidas orais e encapsulação de insulina para administração oral. Metodologia: Filmes de revestimento: Inicialmente o ácido hialurônico foi reticulado com trimetafosfato trissódico em meio aquoso alcalino, posteriormente, os filmes foram produzidos através do método de evaporação, por incorporação do biopolímero reticulado e não modificado à dispersão de etilcelulose, em diferentes proporções. As películas obtidas foram caracterizadas em relação à morfologia por microscopia eletrônica de varredura, robustez à permeabilidade ao vapor d’água e capacidade de hidratação em fluidos de simulação fisiológicos. Além disso, a segurança e biocompatibilidade foram avaliadas contra células intestinais Caco-2 e HT29-MTX. Nanopartículas lipídico-poliméricas: Foram produzidas a partir da associação de etilpalmitato e HPMC-AS, por meio da técnica emulsificação-evaporação do solvente modificado, através de sonicação. Posteriormente, as nanopartículas foram caracterizadas em relação ao tamanho, índice de polidispersão, potencial zeta e eficiência de encapsulação, além de morfologia por microscopia eletrônica de varredura, difratometria de raios-X e análise térmica. Também avaliou-se o perfil de liberação in vitro, bem como a captação da insulina em modelo de co-cultura tripla e, segurança e biocompatibilidade contra células intestinais Caco-2 e HT29-MTX. Resultados: Filmes de revestimento: A permeabilidade ao vapor d’água foi influenciada pelo aumento do conteúdo de ácido hialurônico na formulação final. Quando imersos em fluido de simulação gástrico, os filmes apresentaram menor intumescimento comparado com uma maior hidratação em fluido de simulação intestinal. Simultaneamente, em fluido de simulação intestinal, apresentaram perda vi de massa, revelando a habilidade de prevenir a liberação prematura do fármaco em pH gástrico, todavia vulnerável a liberação em meio intestinal. Aliado a estes resultados, a caracterização físico-química sugeriu estabilidade térmica das películas e interação física entre os constituintes da formulação. Por fim, os testes de citotoxicidade demonstraram que tanto as membranas quanto os componentes individuais das formulações, quando incubadas durante 4 h, foram seguras para as células intestinais. Nanopartículas lipídico-poliméricas: A metodologia sugerida produziu nanopartículas com tamanho médio satisfatório, 297,57nm ± 29,99, PDI de 0,247 ± 0,03 e potencial zeta de -19,13 ± 5,88. Além disso, alcançou-se alta eficiência de encapsulação, em torno de 83,92 ± 4,32% e o DSC mostrou um aumento da estabilidade térmica das formulações em relação aos materiais puros, demonstrado pelos picos endotérmicos de desidratação, que diminuíram de intensidade e deslocaram-se para temperaturas superiores. Os resultados do DRX demonstraram alteração do estado cristalino para amorfo, inferindo a incorporação do fármaco. A liberação cumulativa evidenciou que apenas 9% da insulina encapsulada foi liberada após 2 h, alcançando aproximadamente 14% após 6 h, alterando, desta maneira, os resultados de permeabilidade da insulina através de modelo intestinal in vitro. Em relação à biocompatibilidade com células Caco-2 e HT29-MTX, as nanopartículas lipídico-poliméricas demonstraram ausência de citotoxicidade após 4 h. Conclusões: Os resultados sugerem que os filmes baseados em ácido hialurónico, quando aplicados como material de revestimento de formas farmacêuticas sólidas orais, poderão prevenir a liberação prematura de fármacos nas condições hostis do estômago, mas controlar a liberação nas porções mais distais do trato gastrointestinal, garantindo a segurança da mucosa intestinal. Já em relação às nanopartículas lipídico-poliméricas, evidências demonstraram que as mesmas poderão proteger a insulina das condições hostis encontradas no TGI, garantindo ainda a segurança da mucosa intestinal, todavia um melhor perfil de liberação, e consequentemente, uma melhor captação insulina podem ser alcançados por otimização da formulação proposta.