Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Farmacologia / Made available in DSpace on 2012-10-26T09:07:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1
302354.pdf: 2351869 bytes, checksum: 19679640ad46cea7efde3376272772db (MD5) / A tuberculose (TB) é uma infecção das vias aéreas causada pela inalação de gotículas em suspensão do Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Em 2010, estima-se que aproximadamente 8,8 milhões de pessoas tenham desenvolvido a doença, levando a morte de 1,1 milhões de pessoas em todo o mundo. O tratamento farmacológico para TB apresenta-se efetivo na maioria dos casos, porém o prolongado tempo da terapia associado aos efeitos adversos e a toxicidade diminuem a adesão dos pacientes, tendo como consequência o aumento no número de recidivas e o potencial desenvolvimento de resistência bacteriana. O desenvolvimento de análogos da isoniazida, com propriedades químicas mais favoráveis a sua penetração celular pode ser considerada uma estratégia na busca de novos tratamentos para a TB. A síntese de um análogo lipofílico da INH, denominado JVA, apresentou atividade antimicobacteriana in vitro semelhante à isoniazida e o tratamento de macrófagos infectados com cepa de Mtb por nanopartículas (NPs) poliméricas de PLGA que continham o JVA demonstrou atividade antimicobacteriana superior à forma livre. No presente trabalho, investigamos a capacidade de interação de NPs poliméricas na superfície do bacilo e também a sua interação com a bactéria no meio intracelular, além da análise da farmacocinética do JVA livre e em sistemas de liberação poliméricos administrado em camundongos. Técnicas de citometria de fluxo, MALDI-TOF/MS, imagens por AFM e microscopia confocal revelaram que NPs poliméricas de PLGA são capazes de interagir diretamente com a superfície do bacilo no meio intra e extracelular, podendo aumentar a exposição do bacilo aos antimicobacterianos, resultando em uma maior eficácia terapêutica. Para a realização dos estudos farmacocinéticos, desenvolveu-se e validou-se uma metodologia analítica por cromatografia líquida de fase-reversa. A validação do método demonstrou seletividade, linearidade, exatidão e precisão, sendo adequado para a sua utilização nos estudos farmacocinéticos subsequentes. As análises farmacocinéticas realizadas após a administração de JVA livre em camundongos pelas vias intraperitoneal (IP) e oral (VO) demonstraram que este composto apresenta uma rápida absorção (Tmax = 10 e 15 min.), com uma meia-vida de eliminação curta (ca. 15 min.), alto volume de distribuição (~ 100 mL) e depuração plasmática (~5 mL/min.), resultando em uma rápida eliminação deste composto da circulação sistêmica. A administração pela VO reduziu sua biodisponibilidade em cerca de 40% quando comparado à via IP. Testes farmacocinéticos preliminares com a utilização de NPs poliméricas pela via IP não se mostraram capazes de modificar o perfil farmacocinético observado com a administração do JVA livre. A partir disso, micropartículas poliméricas de PLGA, com um tamanho médio de 2 µm, foram produzidas para encapsular JVA e mostraram uma eficiência de encapsulação acima de 80%, com alto teor de JVA associado ao carreador. Ensaios de liberação de JVA a partir destes carreadores revelaram uma liberação praticamente nula do JVA em pH ácido e uma rápida e quase completa liberação quando em pH alcalino. A administração desses carreadores pela via IP e oral não foram capazes de modificar os parâmetros farmacocinéticos de meia-vida de eliminação, volume de distribuição e depuração de maneira significativa, porém, reduziram a biodisponibilidade do JVA. De maneira interessante, constatou-se que parte da dose administrada de JVA foi biotransformada em isoniazida, independente da via de administração escolhida e se este foi administrado livre ou em MPs. Porém, a conversão pela via oral foi mais significativa do que aquela observada pela via IP, ocorrendo de maneira semelhante com a administração de JVA livre ou encapsulado em MPs. Desta maneira, apesar de os parâmetros farmacocinéticos do JVA não terem sido considerados ideais para uma substância que se pretende usar na terapia antimicobacteriana este ainda deve ser investigado quanto a sua efetividade bactericida em modelos animais de TB. Devido a sua facilidade de permeação através de membranas e sua alta distribuição entre os tecidos espera-se observar um aumento no aporte de fármaco ao sítio da infecção, com redução no risco de desenvolvimento de resistência bacteriana e possibilidade de aumento da efetividade terapêutica. / Tuberculosis (TB) is an infection primarily caused by inhalation of droplets of Mycobacterium tuberculosis (Mtb). In 2010, it has been estimated that approximately 8.8 million people have developed the disease, leading to death of 1.1 million people worldwide. Pharmacological treatment for TB is thought to be effective in most cases, but the prolonged therapy associated with adverse effects and toxicity decreases patient compliance, resulting in an increased number of recurrences and the potential development of bacterial resistance. The development of isoniazid (INH) analogs, with enhanced chemical properties for cellular penetration can be considered a strategy in the research for new treatments for TB. We have recently demonstrated that an INH lipophilic analog, named JVA, displays an in vitro antimycobacterial activity similar to that of INH and the nanoenabled system using JVA within PLGA nanoparticles (NPs) enhanced Mtb killing inside macrophages. In this study, we investigated the interaction of polymeric NPs with the surface of the bacillus and also their interaction with the bacteria in the intracellular environment, as well as pharmacokinetic analysis of the free JVA and polymeric delivery systems administered in mice. Flow cytometry, MALDI-TOF/MS, confocal and atomic force microscopy analyses revealed that JVA-NPs associate with both intracellular Mtb and cell-free bacteria, indicating that NPs directly interact with the bacterium. Regarding pharmacokinetic studies, we developed and validated an analytical method using reverse phase liquid chromatography. The method validation showed specificity, linearity, accuracy and precision and is suitable for use in subsequent pharmacokinetic studies. The pharmacokinetic analysis carried out after the administration of free JVA by intraperitoneal (IP) and oral route in mice demonstrated that this compound exhibits rapid absorption (Tmax = 10 and 15 min.), with a short elimination half-life ( ~15 min.), high volume of distribution (~ 100 mL) and total clearance (~ 5 mL / min.), resulting in rapid elimination of this compound from circulation. Oral bioavailability is reduced by 40% compared to the IP route. Preliminary pharmacokinetic analyses with the IP polymeric NPs administration were not able to alter the pharmacokinetic profile observed with administration of free JVA. Furthermore, PLGA microparticles (MPs) were produced to encapsulate JVA, which displayed an entrapment efficiency above 80%, with high content of JVA associated with the carrier, and the average diameter of MPs-JVA was approximately 2 ìm. In vitro drug release studies for MPs-JVA have shown a very low drug release at acid pH and rapid and nearly complete when alkaline pH. The IP and oral administration of these carriers were not able to modify significantly the pharmacokinetic parameters of the elimination half-life, volume of distribution and clearance, but reducing the bioavailability of JVA. Interestingly, it was found that part of the administered JVA dose was biotransformed to isoniazid, independently of the administration routes and formulations. However, the JVA to INH conversion was higher by the oral than IP route, occurring in a similar way for free JVA or MPs-JVA administration. Although the pharmacokinetic parameters of JVA have not shown an extended half-life as expected, it deserves complementary investigations for their putative antimicrobial activity in animal models of TB. It is expected that its high permeation through the membrane and high distribution between tissues may increase the drug bioavailability to the site of infection, decreased risk of development bacterial resistance and increased therapeutic effectiveness.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/96133 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Roman, Mariane |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Poli, Anicleto, Báfica, André Luiz Barbosa |
| Publisher | Florianópolis, SC |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 143 p.| il., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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