Efeito de nanopartículas híbridas lipídico-poliméricas catiônicas carregadas com benznidazol em modelo in vitro de infecção por Trypanosoma cruzi
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM DESENVOLVIMENTO E INOVAÇÃO TECNOLÓGICA EM MEDICAMENTOS |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/60214 |
Resumo: | Chagas disease, also known as American Trypanosomiasis, is a neglected tropical illness caused by the hemoflagellate protozoan Trypanosoma cruzi. Currently, only two drugs, Benznidazole (BNZ) and Nifurtimox, have been approved for disease treatment, with BNZ being the only one authorized for use in Brazil. However, BNZ faces various limitations including low bioavailability and higher toxicity to the host. Parasite resistance to the treatment has been also reported. In this regard, nanotechnological formulations for drug delivery have emerged as a promising alternative to improve the pharmacological properties and bioavailability of this drug. In this study, we investigated the in vitro effectiveness of cationic PLGA-cholesterol hybrid nanoparticles loaded with BNZ as a drug-delivery platform against T. cruzi. The nanoprecipitation method was used to obtain the hybrid nanoparticles (HNP), and their size, polydispersity index, and zeta potential were determined. Following PEI functionalization, the size of the HNPs was less than 200 nm, with homogeneous particle distribution and a zeta potential ranging from -20 to +10. The efficiency of encapsulation was determined to be 40% for anionic HNPs, increasing to 54% for cationic counterparts. FTIR and XRD analyses corroborated the successful encapsulation of BNZ. Morphological characterization through scanning electron microscopy (SEM) demonstrated spherical-shaped particles, regardless of their composition. In vitro studies showed that nanoparticles are safe at the evaluated concentrations for cardiomyoblasts. Furthermore, compared to the free drugs, HNPs exhibited higher trypanocidal effects against intracellular amastigotes, as evidenced by IC50 values of <5.9 and 38.6, respectively. However, no statistical difference was observed between the trypanocidal activity of the anionic and cationic systems. Fluorescence microscopy images showed the internalization of HNPs from 5 minutes onward. Taken together, our results showed the successful development of HNPs, underscoring their potential as a promising platform for the delivery of therapeutic agents used in the treatment of Trypanosoma cruzi infection. |
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Efeito de nanopartículas híbridas lipídico-poliméricas catiônicas carregadas com benznidazol em modelo in vitro de infecção por Trypanosoma cruziTrypanosoma cruziBenznidazolNanotecnologiaCNPQ::CIENCIAS DA SAUDEChagas disease, also known as American Trypanosomiasis, is a neglected tropical illness caused by the hemoflagellate protozoan Trypanosoma cruzi. Currently, only two drugs, Benznidazole (BNZ) and Nifurtimox, have been approved for disease treatment, with BNZ being the only one authorized for use in Brazil. However, BNZ faces various limitations including low bioavailability and higher toxicity to the host. Parasite resistance to the treatment has been also reported. In this regard, nanotechnological formulations for drug delivery have emerged as a promising alternative to improve the pharmacological properties and bioavailability of this drug. In this study, we investigated the in vitro effectiveness of cationic PLGA-cholesterol hybrid nanoparticles loaded with BNZ as a drug-delivery platform against T. cruzi. The nanoprecipitation method was used to obtain the hybrid nanoparticles (HNP), and their size, polydispersity index, and zeta potential were determined. Following PEI functionalization, the size of the HNPs was less than 200 nm, with homogeneous particle distribution and a zeta potential ranging from -20 to +10. The efficiency of encapsulation was determined to be 40% for anionic HNPs, increasing to 54% for cationic counterparts. FTIR and XRD analyses corroborated the successful encapsulation of BNZ. Morphological characterization through scanning electron microscopy (SEM) demonstrated spherical-shaped particles, regardless of their composition. In vitro studies showed that nanoparticles are safe at the evaluated concentrations for cardiomyoblasts. Furthermore, compared to the free drugs, HNPs exhibited higher trypanocidal effects against intracellular amastigotes, as evidenced by IC50 values of <5.9 and 38.6, respectively. However, no statistical difference was observed between the trypanocidal activity of the anionic and cationic systems. Fluorescence microscopy images showed the internalization of HNPs from 5 minutes onward. Taken together, our results showed the successful development of HNPs, underscoring their potential as a promising platform for the delivery of therapeutic agents used in the treatment of Trypanosoma cruzi infection.A doença de Chagas, também conhecida como Tripanossomíase Americana, é uma doença tropical negligenciada causada pelo protozoário hemoflagelado Trypanosoma cruzi. Atualmente, apenas dois medicamentos, Benznidazol (BNZ) e Nifurtimox, foram aprovados para tratamento da doença, sendo o BNZ o único autorizado para uso no Brasil. No entanto, o BNZ enfrenta várias limitações, incluindo baixa biodisponibilidade e maior toxicidade para o hospedeiro. A resistência do parasita ao tratamento também foi relatada. Neste sentido, formulações nanotecnológicas para liberação de fármacos surgiram como uma alternativa promissora para aprimorar as propriedades farmacológicas e a biodisponibilidade deste fármaco. Neste estudo, investigamos a eficácia in vitro de nanopartículas híbridas catiônicas de PLGA-colesterol carregadas com BNZ como plataforma de administração de medicamentos contra T. cruzi. O método de nanoprecipitação foi utilizado para obtenção dos HNPs e foram determinados seu tamanho, índice de polidispersão e potencial zeta. Após a funcionalização do PEI, o tamanho dos NPHs foi inferior a 200 nm, com distribuição homogênea de partículas e potencial zeta variando de -20 a +10. A eficiência do encapsulamento foi determinada em 40% para NPHs aniônicos, aumentando para 54% para homólogos catiônicos. As análises de FTIR e DRX corroboraram com o sucesso do encapsulamento do BNZ. A caracterização morfológica por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) demonstrou partículas de formato esférico, independentemente de sua composição. Estudos in vitro mostraram que as nanopartículas são seguras nas concentrações avaliadas para cardiomiócitos. Além disso, em comparação com os fármacos livres, os NPHs exibiram maiores efeitos tripanocidas contra amastigotas intracelulares, como evidenciado pelos valores de IC50 <5,9 e 38,6, respectivamente. Entretanto, não foi observada diferença estatística entre a atividade tripanocida dos sistemas aniônico e catiônico. Imagens de microscopia de fluorescência mostraram a internalização de NPHs a partir de 5 minutos. Em conjunto, os resultados mostraram o desenvolvimento bemsucedido de NPHs, ressaltando seu potencial como uma plataforma promissora para a entrega de agentes terapêuticos utilizados no tratamento da infecção por Trypanosoma cruzi.Universidade Federal do Rio Grande do NorteBrasilUFRNPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM DESENVOLVIMENTO E INOVAÇÃO TECNOLÓGICA EM MEDICAMENTOSSilva Júnior, Arnóbio Antônio dahttps://orcid.org/0000-0002-8069-5871http://lattes.cnpq.br/1987367321820890https://orcid.org/0000-0002-7516-1787http://lattes.cnpq.br/2593509584288129Figueiredo, Regina Célia Bressan Queiroz dePedrosa, Matheus de Freitas FernandesAraújo, Gabriel Lima Barros deLima, Elton Marlon de AraújoNicolete, RobertoMedeiros, Thayse Silva2024-09-19T19:26:01Z2024-09-19T19:26:01Z2024-07-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfMEDEIROS, Thayse Silva. Efeito de nanopartículas híbridas lipídico-poliméricas catiônicas carregadas com benznidazol em modelo in vitro de infecção por Trypanosoma cruzi. Orientador: Dr. Arnóbio Antônio da Silva Júnior. 2024. 128f. Tese (Doutorado em Desenvolvimento e Inovação Tecnológica em Medicamentos) - Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/60214info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRN2024-09-19T19:26:36Zoai:repositorio.ufrn.br:123456789/60214Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/repositorio@bczm.ufrn.bropendoar:2024-09-19T19:26:36Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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