pH-responsive and folate-coated liposomes encapsulating irinotecan as an alternative to improve efficacy of colorectal cancer treatment

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Shirleide Santos Nunes
Data de Publicação: 2021
Outros Autores: Sued Eustáquio Mendes Miranda, Juliana de Oliveira Silva, Renata Salgado Fernandes, Janaína de Alcântara Lemos, Carolina de Aguiar Ferreira, Danyelle M. Townsend, Geovanni Dantas Cassali, Mônica Cristina Oliveira, André Luís Branco de Barros
Tipo de documento: Artigo
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
Texto Completo: https://doi.org/10.1016/j.biopha.2021.112317
http://hdl.handle.net/1843/54377
Resumo: O irinotecano (IRN) é um derivado semissintético da camptotecina que atua como um inibidor da topoisomerase I. O IRN é utilizado mundialmente para o tratamento de vários tipos de câncer, incluindo o câncer colorretal, porém seu uso pode levar a sérios efeitos adversos, como diarreia e mielossupressão. Os lipossomas são amplamente utilizados como sistemas de entrega de drogas que podem melhorar a atividade quimioterapêutica e diminuir os efeitos colaterais. Os lipossomas também podem ser sensíveis ao pH para liberar seu conteúdo preferencialmente em ambientes ácidos, como tumores, e ser funcionalizados na superfície para fins de direcionamento. Aqui, desenvolvemos um lipossoma sensível ao pH revestido com folato como um sistema de administração de drogas para IRN para alcançar uma terapia tumoral aprimorada sem possíveis eventos adversos. Lipossomas foram preparados contendo IRN e caracterizados quanto ao tamanho de partícula, índice de polidispersão, potencial zeta, concentração, encapsulamento, absorção celular e perfil de liberação. A atividade antitumoral foi investigada em um modelo murino de câncer colorretal, e sua toxicidade foi avaliada por testes hematológicos/bioquímicos e análise histológica dos principais órgãos. Os resultados mostraram vesículas menores que 200 nm com pouca dispersão, carga superficial próxima ao neutro e alta taxa de encapsulamento acima de 90%. O sistema demonstrou liberação prolongada e sustentada de maneira dependente do pH com alta capacidade de liberação intracelular de drogas. É importante ressaltar que a formulação sensível ao pH revestida com folato apresentou atividade antitumoral significativamente melhor do que o sistema dependente do pH apenas ou o fármaco livre. O tecido tumoral dos grupos contendo IRN apresentou grandes áreas de necrose. Além disso, nenhuma evidência de toxicidade sistêmica foi encontrada para os grupos investigados. Assim, nosso sistema de entrega de IRN nanodrug desenvolvido pode potencialmente ser uma alternativa ao tratamento convencional do câncer colorretal.
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Aqui, desenvolvemos um lipossoma sensível ao pH revestido com folato como um sistema de administração de drogas para IRN para alcançar uma terapia tumoral aprimorada sem possíveis eventos adversos. Lipossomas foram preparados contendo IRN e caracterizados quanto ao tamanho de partícula, índice de polidispersão, potencial zeta, concentração, encapsulamento, absorção celular e perfil de liberação. A atividade antitumoral foi investigada em um modelo murino de câncer colorretal, e sua toxicidade foi avaliada por testes hematológicos/bioquímicos e análise histológica dos principais órgãos. Os resultados mostraram vesículas menores que 200 nm com pouca dispersão, carga superficial próxima ao neutro e alta taxa de encapsulamento acima de 90%. O sistema demonstrou liberação prolongada e sustentada de maneira dependente do pH com alta capacidade de liberação intracelular de drogas. É importante ressaltar que a formulação sensível ao pH revestida com folato apresentou atividade antitumoral significativamente melhor do que o sistema dependente do pH apenas ou o fármaco livre. O tecido tumoral dos grupos contendo IRN apresentou grandes áreas de necrose. Além disso, nenhuma evidência de toxicidade sistêmica foi encontrada para os grupos investigados. Assim, nosso sistema de entrega de IRN nanodrug desenvolvido pode potencialmente ser uma alternativa ao tratamento convencional do câncer colorretal.Irinotecan (IRN) is a semisynthetic derivative of camptothecin that acts as a topoisomerase I inhibitor. IRN is used worldwide for the treatment of several types of cancer, including colorectal cancer, however its use can lead to serious adverse effects, as diarrhea and myelosuppression. Liposomes are widely used as drug delivery systems that can improve chemotherapeutic activity and decrease side effects. Liposomes can also be pH-sensitive to release its content preferentially in acidic environments, like tumors, and be surface-functionalized for targeting purposes. Herein, we developed a folate-coated pH-sensitive liposome as a drug delivery system for IRN to reach improved tumor therapy without potential adverse events. Liposomes were prepared containing IRN and characterized for particle size, polydispersity index, zeta potential, concentration, encapsulation, cellular uptake, and release profile. Antitumor activity was investigated in a murine model of colorectal cancer, and its toxicity was evaluated by hematological/biochemical tests and histological analysis of main organs. The results showed vesicles smaller than 200 nm with little dispersion, a surface charge close to neutral, and high encapsulation rate of over 90%. The system demonstrated prolonged and sustained release in pH-dependent manner with high intracellular drug delivery capacity. Importantly, the folate-coated pH-sensitive formulation had significantly better antitumor activity than the pH-dependent system only or the free drug. Tumor tissue of IRN-containing groups presented large areas of necrosis. Furthermore, no evidence of systemic toxicity was found for the groups investigated. Thus, our developed nanodrug IRN delivery system can potentially be an alternative to conventional colorectal cancer treatment.FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas GeraisUniversidade Federal de Minas GeraisBrasilFAR - DEPARTAMENTO DE ANÁLISES CLÍNICAS E TOXICOLÓGICASFAR - DEPARTAMENTO DE PRODUTOS FARMACÊUTICOSICB - DEPARTAMENTO DE PATOLOGIAUFMG2023-06-02T13:48:42Z2023-06-02T13:48:42Z2021-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/articlepdfapplication/pdfhttps://doi.org/10.1016/j.biopha.2021.1123171950-6007http://hdl.handle.net/1843/54377engBiomedicine & PharmacotherapyShirleide Santos NunesSued Eustáquio Mendes MirandaJuliana de Oliveira SilvaRenata Salgado FernandesJanaína de Alcântara LemosCarolina de Aguiar FerreiraDanyelle M. 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