Desenvolvimento de nanocápsulas de núcleo lipídico contendo tamoxífeno, revestidas como quitosana e funcionalizadas com Zn²+ ou Gd³+ para futura aplicação em terapêutica e teranóstica

Abstract

O tamoxifeno é o mais antigo e mais prescrito dos moduladores seletivos do receptor de estrogênio, sendo usado no tratamento e prevenção do câncer de mama positivo para este receptor. No entanto, este fármaco apresenta limitações relacionadas a baixa solubilidade aquosa e pouca seletividade. Para melhorar sua eficácia, este fármaco vem sendo incorporado em diferentes sistemas nanotecnológicos. Desse modo, este trabalho propôs o desenvolvimento de nanocápsulas de núcleo lipídico contendo tamoxifeno, revestidas com quitosana e posteriormente funcionalizadas com Zn2+ ou Gd3+, visando futuros produtos para terapêutica ou teranóstica, respectivamente. As nanocápsulas foram preparadas mediante a técnica deposição interfacial do polímero pré-formado, empregando poli(ε- caprolactona). Foi determinada a concentração de quitosana para a formação das monocamadas completas, assim como também a melhor concentração do íon metálico Gd3+ adicionado nas formulações. Estas foram caracterizadas através da determinação do teor de tamoxifeno, eficiência de encapsulação do fármaco, pH, distribuição de diâmetros da partícula, índice de polidispersão, potencial zeta, potencial de óxido-redução (ORP) e espectroscopia de absorção na região do infravermelho. A atividade citotóxica in vitro também foi realizada. As partículas contendo Zn2+ e Gd3+ apresentaram um diâmetro hidrodinâmico de 116 nm e 115 nm, respectivamente. Os índices de polidispersão de ambas partículas foram de menos de 0,2; o pH obtido foi de 4,8 para as partículas com Zn2+ e de 4,3 para as partículas com Gd3+. O potencial zeta foi de +8,8 mV quando as partículas continham Zn2+ e de +11,1 mV para as partículas com Gd3+. Os teores de ambas as formulações foram maiores do que 98%, tendo eficácia de encapsulação superior a 93%. Foi proposto um modelo de distribuição do tamoxifeno na suspensão de nanocápsulas e mediante ORP e análise por espectroscopia no infravermelho as interações do fármaco com os íons metálicos nas nanocápsulas foram determinadas. Ambas as nanoformulações mostraram melhores resultados de citotoxicidade em células de adenocarcinoma mamário de linhagem MCF-7 e MDA-MB-231, quando comparado com o fármaco livre nas concentrações menores (2,5; 5 e 10 μM).

Tamoxifen is the oldest and most prescribed drug acting as selective estrogen receptor modulator. It is used in the treatment and prevention of estrogen receptor positive breast cancer. However, this drug presents problems related to its low aqueous solubility and low selectivity. To improve its efficacy, this drug has been incorporated into different nanotechnological systems. Thus, this work proposed the development of tamoxifen-loaded lipid-core nanocapsules coated with chitosan and later functionalized with Zn2+ or Gd3+, for future use in therapeutics or theranostics, respectively. The nanocapsules were prepared by interfacial deposition of the preformed polymer, using poly (ε-caprolactone). The concentration of the chitosan polymer was determined for the formation of the complete monolayers, as well as the best concentration of the metal ion Gd3+ added in the formulations. Formulations were characterized by determining the content of tamoxifen, drug encapsulation efficiency, pH, particle diameter distribution, polydispersity index, zeta potential, oxidationreduction potential and spectroscopy of absorption in the infrared region. In vitro cytotoxic activity was also performed. The particles containing Zn2+ and Gd3+ had hydrodynamic diameters of 116 nm and 115 nm, respectively. The polydispersity indexes of both particles were lower than 0.2; the pH obtained was 4.8 for the particles with Zn2+ and 4.3 for the particles with Gd3+. The zeta potential was +8.8 mV for the particles containing Zn2+ and +11.1 mV for those with Gd3+. Drug contents assayed for both formulations were higher than 98%, having encapsulation efficiencies higher than 93%. A model of distribution of tamoxifen in the nanocapsule suspension was proposed and, through the determination of the oxidation-reduction potential and infrared band analysis, a chemical structure of the interactions of the drug with the metal ions onto the nanocapsules was designed. Both particles had shown better results of cytotoxicity in mammary adenocarcinoma cells MCF-7 and MDA-MB-231, when compared to the free tamoxifen in the lower concentrations (2,5; 5 e 10 μM).