Erythrocyte-derived liposomes for the treatment of inflammatory diseases

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Olival, Ana Sofia Martins
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1822/69940
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Biomateriais, Reabilitação e Biomecânica
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spelling Erythrocyte-derived liposomes for the treatment of inflammatory diseasesLipossomas derivados de membranas de eritrócitos para o tratamento de doenças inflamatóriasActive targetingDrug deliveryErythrocytesInflammatory diseasesLiposomesDoenças inflamatóriasEntrega de fármacosEritrócitosLipossomasEngenharia e Tecnologia::Engenharia MédicaDissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Biomateriais, Reabilitação e BiomecânicaChronic inflammation-related diseases are the main cause of morbidity and mortality worldwide. Consequently, there is an urgent demand for the development of new and effective approaches to counteract the persistent inflammation. Here, a novel anti-inflammatory erythrocytebased liposome was developed. Erythrocytes represent the most abundant blood component and their membranes present the major classes of fatty acids, including omega-3 fatty acids that have several health benefits throughout human life, including the reduction of risk of cardiac arrest, sudden cardiac death and fatal ischemic heart disease. Omega-3 fatty acids also play an important role in the resolution phase of inflammation, having anti-inflammatory activity. Consequently, erythrocytes membranes were used as a lipidic source for the preparation of liposomes with antiinflammatory activity. Diclofenac, a widely used nonsteroidal anti-inflammatory drug (NSAID), was incorporated into the liposomes to demonstrate their potential as drug delivery devices for inflammatory diseases treatment. Erythrocyte-based liposomes were prepared by the thin film hydration method, followed by extrusion. Subsequently, the liposomes were functionalized with folic acid to target active macrophages during an inflammatory scenario. The size of the resulting vesicles was approximately 222 and 297 μm for empty liposomes and incorporating diclofenac, respectively. The concentration of diclofenac encapsulated determined by HPLC was around 193 μM. In vitro assays demonstrated that the developed liposomes do not alter the metabolic activity and proliferation of monocyte-differentiated macrophages (PMA-differentiated THP-1 cells). The anti-inflammatory activity of both formulations was evaluated after macrophages stimulation with lipopolysaccharide. Liposomes incorporating or not diclofenac presented ability to reduce approximately the IL-6 concentration in a percentage of 88% and 76%, and to reduce the concentration of TNF-α in a percentage of 65% and 77%, respectively. This demonstrates the potential of the developed liposomes to be used as drug carriers for the treatment of inflammatory diseases.As doenças inflamatórias crónicas são das principais causas de morbilidade e mortalidade mundialmente. Desta forma, existe uma necessidade urgente de desenvolver novas alternativas terapêuticas que sejam eficazes na redução da inflamação crónica. Neste trabalho, lipossomas preparados a partir de eritrócitos foram desenvolvidos para combater a inflamação. Os eritrócitos são os componentes sanguíneos mais abundantes e as suas membranas contém os principais ácidos gordos, incluindo os ácidos gordos ómega-3. Estes ácidos gordos têm demonstrado possuir vários benefícios para a saúde, incluindo a redução do risco de paragem cardíaca, morte cardíaca súbita e doença cardíaca isquémica fatal. Para além disso, os ácidos gordos ómega 3 também estão envolvidos na resolução da inflamação, tendo atividade anti-inflamatória. Consequentemente, as membranas dos eritrócitos foram utilizadas como fonte lipídica para a preparação de lipossomas para combater a inflamação. O diclofenac, um fármaco anti-inflamatório não esteroide amplamente utilizado no tratamento de doenças inflamatórias como osteoartrite e artrite reumatoide, foi incorporado nos lipossomas para demonstrar o potencial dos lipossomas como veículos para entrega de fármacos no tratamento de doenças inflamatórias. Os lipossomas à base de eritrócitos foram preparados pelo método de hidratação do filme lipídico, seguido de extrusão. Posteriormente, os lipossomas foram funcionalizados com ácido fólico para que a sua ação fosse mais seletiva nos macrófagos ativos durante a resposta inflamatória. O tamanho dos lipossomas resultantes foi de aproximadamente 222 e 297 μm para lipossomas vazios e incorporando diclofenac, respectivamente. A concentração de diclofenac encapsulado determinada por HPLC foi aproximadamente 193 μM. Ensaios in vitro demonstraram que os lipossomas desenvolvidos não alteram a atividade metabólica e a proliferação de macrófagos diferenciados a partir de monócitos (células THP-1 diferenciadas por PMA). A atividade antiinflamatória de ambas as formulações estudadas foi avaliada após estimulação dos macrófagos com lipopolissacarídeo. Os lipossomas vazios ou incorporando diclofenac apresentaram capacidade de reduzir aproximadamente a concentração de IL-6 em 88% e 76%, e de reduzir a concentração de TNF- α em 65% e 77%, respetivamente. Isto demonstra o potencial dos lipossomas desenvolvidos para serem usados como veículos de fármacos no tratamento de doenças inflamatórias.Neves, N. M.Ferreira, Helena Susana Costa MachadoUniversidade do MinhoOlival, Ana Sofia Martins20202020-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/69940eng202554848info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:15:02Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/69940Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:07:27.284332Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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