Desenvolvimento de nanopartículas em micropartículas biopoliméricas de isoniazida e rifampicina para o tratamento da tuberculose

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: LEITE, Joandra Maísa da Silva
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
dARK ID: ark:/64986/0013000004vqs
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/56137
Resumo: A tuberculose é uma doença respiratória crônica causada pelo Mycobacterium tuberculosis. O esquema terapêutico para o tratamento da tuberculose pode acarretar falhas, devido ao tratamento demorado com efeitos adversos, baixa adesão do paciente e resistência antimicrobiana. O uso de nanopartícula polimérica (NPs) oferece estratégias para contornar as limitações relacionadas ao tratamento da tuberculose. A administração pulmonar proporciona a entrega de fármaco a alvos farmacológicos nos pulmões. As nanopartículas em micropartículas (NiM) promovem um melhor comportamento aerodinâmico para administração de NPs pela via de administração pulmonar. Assim, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de NiM biopoliméricas de isoniazida (ISN) e rifampicina (RIF) visando a administração pulmonar para o tratamento da tuberculose. Realizou reação de modificação da goma do cajueiro para obtenção da goma do cajueiro ftalada (GCF). Foram produzidas NPs de Poli (ácido láctico-co-glicólico) (PLGA) revestida de quitosana (CHI) com ISN pelo método de dupla emulsificação, e NP de GCF com RIF pelo método de nanoprecipitação. Para ambas NPs foram realizados estudos de dinâmica molecular, caracterização estrutural e físico-química, liberação in vitro, mucoadesão e viabilidade celular. Após a obtenção das NPs, seguiu-se com a produção dos NiM, através de adição de lactose as NPs e secagem em spray drying, este protocolo foi otimizado pelo planejamento experimental de Box Behnken. A dinâmica molecular para a NP PLGA CHI ISN predisse que parte das moléculas do ISN será encapsulada pela estrutura polimérica e parte será adsorvida (interação eletrostática). Nesse sentido, as ligações de hidrogênio entre PLGA e ISN sustentam o sistema e são as que fornecem a eficiência de encapsulação (EE) e o drug loading (DL) das NPs. A NP PLGA CHI ISN apresentou tamanho de partícula de 350,4 nm, PDI de 0,15, potencial zeta de 27,80 mV, EE de 23,36%, DL de 5,66%, formato esférico com revestimento denso, liberação sustentada com cinética de liberação de ordem zero, mucoadesão e viabilidade celular contra células A549. A NiM de ISN apresentou boa redispersibilidade e baixa umidade (4,86%). A GCF foi obtida com sucesso, a hidrofobização propiciou o desenvolvimento de NPs. A dinâmica molecular para a NP GCF RIF observou que RIF se liga na região do grupamento ftalado da GCF, através de ligação de hidrogênio formada entre a carbonila do grupo ftalado e a hidroxila da RIF. A NP de GCF RIF apresentou tamanho de partícula de 112,9 nm, PDI de 0,25, potencial zeta de -27,50 mV, EE de 65,01%, DL de 13,01%. Como também, a NP GCF RIF apresentou liberação por difusão com cinética pelo modelo de Peppas-Sahlin 2 com T lag, mucoadesão e viabilidade celular na concentração de 0,003 mg/mL contra células A549. As NiM de RIF apresentou redispersão e baixa umidade (5,08%). As NiM de ISN e RIF foram obtidos e são candidatos promissores para administração pulmonar no tratamento da tuberculose, entretanto, outros estudos precisam ser realizados para atestar a sua eficácia.
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spelling LEITE, Joandra Maísa da Silvahttp://lattes.cnpq.br/5375562258357467http://lattes.cnpq.br/8745917013630518SOARES SOBRINHO, José Lamartine2024-04-29T18:04:32Z2024-04-29T18:04:32Z2024-03-08LEITE, Joandra Maísa da Silva. Desenvolvimento de nanopartículas em micropartículas biopoliméricas de isoniazida e rifampicina para o tratamento da tuberculose. 2024. Tese (Doutorado em Ciências Farmacêuticas) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2024.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/56137ark:/64986/0013000004vqsA tuberculose é uma doença respiratória crônica causada pelo Mycobacterium tuberculosis. O esquema terapêutico para o tratamento da tuberculose pode acarretar falhas, devido ao tratamento demorado com efeitos adversos, baixa adesão do paciente e resistência antimicrobiana. O uso de nanopartícula polimérica (NPs) oferece estratégias para contornar as limitações relacionadas ao tratamento da tuberculose. A administração pulmonar proporciona a entrega de fármaco a alvos farmacológicos nos pulmões. As nanopartículas em micropartículas (NiM) promovem um melhor comportamento aerodinâmico para administração de NPs pela via de administração pulmonar. Assim, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de NiM biopoliméricas de isoniazida (ISN) e rifampicina (RIF) visando a administração pulmonar para o tratamento da tuberculose. Realizou reação de modificação da goma do cajueiro para obtenção da goma do cajueiro ftalada (GCF). Foram produzidas NPs de Poli (ácido láctico-co-glicólico) (PLGA) revestida de quitosana (CHI) com ISN pelo método de dupla emulsificação, e NP de GCF com RIF pelo método de nanoprecipitação. Para ambas NPs foram realizados estudos de dinâmica molecular, caracterização estrutural e físico-química, liberação in vitro, mucoadesão e viabilidade celular. Após a obtenção das NPs, seguiu-se com a produção dos NiM, através de adição de lactose as NPs e secagem em spray drying, este protocolo foi otimizado pelo planejamento experimental de Box Behnken. A dinâmica molecular para a NP PLGA CHI ISN predisse que parte das moléculas do ISN será encapsulada pela estrutura polimérica e parte será adsorvida (interação eletrostática). Nesse sentido, as ligações de hidrogênio entre PLGA e ISN sustentam o sistema e são as que fornecem a eficiência de encapsulação (EE) e o drug loading (DL) das NPs. A NP PLGA CHI ISN apresentou tamanho de partícula de 350,4 nm, PDI de 0,15, potencial zeta de 27,80 mV, EE de 23,36%, DL de 5,66%, formato esférico com revestimento denso, liberação sustentada com cinética de liberação de ordem zero, mucoadesão e viabilidade celular contra células A549. A NiM de ISN apresentou boa redispersibilidade e baixa umidade (4,86%). A GCF foi obtida com sucesso, a hidrofobização propiciou o desenvolvimento de NPs. A dinâmica molecular para a NP GCF RIF observou que RIF se liga na região do grupamento ftalado da GCF, através de ligação de hidrogênio formada entre a carbonila do grupo ftalado e a hidroxila da RIF. A NP de GCF RIF apresentou tamanho de partícula de 112,9 nm, PDI de 0,25, potencial zeta de -27,50 mV, EE de 65,01%, DL de 13,01%. Como também, a NP GCF RIF apresentou liberação por difusão com cinética pelo modelo de Peppas-Sahlin 2 com T lag, mucoadesão e viabilidade celular na concentração de 0,003 mg/mL contra células A549. As NiM de RIF apresentou redispersão e baixa umidade (5,08%). As NiM de ISN e RIF foram obtidos e são candidatos promissores para administração pulmonar no tratamento da tuberculose, entretanto, outros estudos precisam ser realizados para atestar a sua eficácia.FACEPETuberculosis is a chronic respiratory disease caused by Mycobacterium tuberculosis. The therapeutic regimen for the treatment of tuberculosis can lead to failures, due to prolonged treatment with adverse effects, low patient adherence and antimicrobial resistance. The use of polymeric nanoparticles (PNs) offers strategies to overcome limitations related to tuberculosis treatment. Pulmonary administration provides drug delivery to pharmacological targets in the lungs. Nanoparticles in microparticles (NiM) promote better aerodynamic behavior for the administration of PNs via the pulmonary administration route. Thus, this work aims to develop biopolymeric NiM of isoniazid (ISN) and rifampicin (RIF) aimed at pulmonary administration for the treatment of tuberculosis. A modification reaction was carried out on cashew tree gum to obtain phthalated cashew gum (FCG). Poly (lactic-co-glycolic acid) (PLGA) PNs coated with chitosan (CHI) with ISN were produced by the double emulsification method, and FCG NP with RIF by the nanoprecipitation method. For both NPs, molecular dynamics, structural and physicochemical characterization, in vitro release, mucoadhesion and cell viability studies were carried out. After obtaining the PNs, NiM was produced by adding lactose to the PNs and spray drying. This protocol was optimized by the Box Behnken experimental design. Molecular dynamics for PN PLGA CHI ISN predicted that part of the ISN molecules will be encapsulated by the polymeric structure and part will be adsorbed (electrostatic interaction). In this sense, the hydrogen bonds between PLGA and ISN support the system and are what provide the encapsulation efficiency (EE) and drug loading (DL) of the NPs. PN PLGA CHI ISN had a particle size of 350.4 nm, PDI of 0.15, zeta potential of 27.80 mV, EE of 23.36%, DL of 5.66%, spherical shape with dense coating, release sustained zero-order release kinetics, mucoadhesion and cell viability against A549 cells. ISN NiM showed good redispersibility and low humidity (4.86%). GCF was successfully obtained, hydrophobization allowed the development of NPs. Molecular dynamics for NP GCF RIF observed that RIF binds to the phthalated group region of GCF, through a hydrogen bond formed between the carbonyl of the phthalated group and the hydroxyl of RIF. The FCG RIF PN had a particle size of 112.9 nm, PDI of 0.25, zeta potential of -27.50 mV, EE of 65.01%, DL of 13.01%. As well, the NP FCG RIF showed release by diffusion with kinetics by the Peppas-Sahlin 2 model with T lag, mucoadhesion and cell viability at a concentration of 0.003 mg/mL against A549 cells. RIF NiM showed redispersion and low humidity (5.08%). NiM of ISN and RIF were obtained and are promising candidates for pulmonary administration in the treatment of tuberculosis, however, other studies need to be carried out to confirm their effectiveness.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Ciencias FarmaceuticasUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessMycobacterium tuberculosisTuberculoseTuberculose - tratamento farmacológicoIsoniazidaRifampicinaDesenvolvimento de nanopartículas em micropartículas biopoliméricas de isoniazida e rifampicina para o tratamento da tuberculoseinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPECC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/56137/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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