Modelo in vitro para agregação amiloide em formulação de insulina regular e o uso de polifenóis e vitaminas como excipientes para estabilização
| Autor(a) principal: | |
|---|---|
| Data de Publicação: | 2020 |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Idioma: | por |
| Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRRJ |
| Texto Completo: | https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/13392 |
Resumo: | O Diabetes Mellitus (DM) é uma doença caracterizada pelo aumento da glicose no sangue (hiperglicemia), que pode decorrer de defeitos na secreção ou na ação do hormônio insulina, que é produzido pelas células beta das ilhotas pancreáticas. A insulina é responsável por metabolizar a glicose para a produção de energia, e quando ocorre alguma disfunção na produção deste hormônio, para que haja o controle de glicose na corrente sanguínea é necessário a realização de uma reposição exógena da insulina. Todavia deve-se tomar cuidado, pois pode ocorrer formação de agregados amiloides na insulina, que decorre da desestruturação molecular da proteína fazendo com que ela perca a sua atividade biológica. Estes agregados amiloides na insulina são conhecidos na literatura, porém não são muito bem caracterizados, além de não haver relatos sobre testes de amiloides diretamente na formulação do biofármaco. Visto isso foi desenvolvido um modelo simples e reprodutível que mimetiza o transporte e armazenamento de insulina em condições não refrigeradas, para análise da formação de agregados amiloides dentro da formulação de insulina comercial. As formulações de insulina foram submetidas as condições de agitação (175 rpm) e temperatura de 37 °C, com monitoramento através das técnicas de fluorescência de Tioflavina T (ThT) e espectrofotometria de Vermelho de Congo (VC), e a morfologia dos agregados foi verificada através do uso de microscopia eletrônica de transmissão (MET). A partir destas técnicas foi possível observar que há formação de agregados amiloides em formulações comerciais de insulina, o que pode apresentar uma relação direta com a estabilidade e eficácia deste medicamento em seu uso cotidiano. Sendo assim, o sistema estudado pode ser utilizado no estudo de agregação amiloide e na busca por moléculas com potencial antiamiloidogênico. A partir do modelo de agregação proposto foram avaliadas substâncias como excipientes para o aumento da estabilidade deste biofármaco. Os resultados mostraram que os polifenóis (curcumina, quercetina e rutina) não tiveram efeito, enquanto que o uso das vitaminas (ácido ascórbico, retinol e α-tocoferol) tiveram, sendo que o retinol e o α-tocoferol demonstraram um efeito mais pronunciado que foi confirmado nas 3 técnicas aplicadas. Por conseguinte, estas duas substâncias apresentaram potencial para o uso como excipientes na melhora da estabilidade de formulações farmacêuticas, o que pode gerar no aumento da eficácia e segurança do tratamento utilizando este medicamento |
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Souza e Silva, Alessandra Carvalho deRosado, Luiz Henrique Guerreiro087.398.827-21http://lattes.cnpq.br/6788809407753587http://lattes.cnpq.br/6788809407753587Rocha e Lima, Luís Maurício Trambaioli da773.913.906-82https://orcid.org/0000-0001-6020-0504http://lattes.cnpq.br/6077250341207130Rosado, Luiz Henrique Guerreiro087.398.827-21https://orcid.org/0000-0003-2471-2902http://lattes.cnpq.br/6788809407753587Oliveira, Renata Nuneshttps://orcid.org/0000-0001-9782-269Xhttp://lattes.cnpq.br/9026953896544145Rey, Nicolás Adriánhttp://lattes.cnpq.br/6669418619228798125.035.117-08http://lattes.cnpq.br/90700388465931362023-12-22T02:46:04Z2023-12-22T02:46:04Z2020-01-31SOUZA E SILVA, Alessandra Carvalho de. Modelo in vitro para agregação amiloide em formulação de insulina regular e o uso de polifenóis e vitaminas como excipientes para estabilização. 2020. 72 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2020https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/13392O Diabetes Mellitus (DM) é uma doença caracterizada pelo aumento da glicose no sangue (hiperglicemia), que pode decorrer de defeitos na secreção ou na ação do hormônio insulina, que é produzido pelas células beta das ilhotas pancreáticas. A insulina é responsável por metabolizar a glicose para a produção de energia, e quando ocorre alguma disfunção na produção deste hormônio, para que haja o controle de glicose na corrente sanguínea é necessário a realização de uma reposição exógena da insulina. Todavia deve-se tomar cuidado, pois pode ocorrer formação de agregados amiloides na insulina, que decorre da desestruturação molecular da proteína fazendo com que ela perca a sua atividade biológica. Estes agregados amiloides na insulina são conhecidos na literatura, porém não são muito bem caracterizados, além de não haver relatos sobre testes de amiloides diretamente na formulação do biofármaco. Visto isso foi desenvolvido um modelo simples e reprodutível que mimetiza o transporte e armazenamento de insulina em condições não refrigeradas, para análise da formação de agregados amiloides dentro da formulação de insulina comercial. As formulações de insulina foram submetidas as condições de agitação (175 rpm) e temperatura de 37 °C, com monitoramento através das técnicas de fluorescência de Tioflavina T (ThT) e espectrofotometria de Vermelho de Congo (VC), e a morfologia dos agregados foi verificada através do uso de microscopia eletrônica de transmissão (MET). A partir destas técnicas foi possível observar que há formação de agregados amiloides em formulações comerciais de insulina, o que pode apresentar uma relação direta com a estabilidade e eficácia deste medicamento em seu uso cotidiano. Sendo assim, o sistema estudado pode ser utilizado no estudo de agregação amiloide e na busca por moléculas com potencial antiamiloidogênico. A partir do modelo de agregação proposto foram avaliadas substâncias como excipientes para o aumento da estabilidade deste biofármaco. Os resultados mostraram que os polifenóis (curcumina, quercetina e rutina) não tiveram efeito, enquanto que o uso das vitaminas (ácido ascórbico, retinol e α-tocoferol) tiveram, sendo que o retinol e o α-tocoferol demonstraram um efeito mais pronunciado que foi confirmado nas 3 técnicas aplicadas. Por conseguinte, estas duas substâncias apresentaram potencial para o uso como excipientes na melhora da estabilidade de formulações farmacêuticas, o que pode gerar no aumento da eficácia e segurança do tratamento utilizando este medicamentoCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorDiabetes Mellitus (DM) is a disease characterized by the increased glucose blood concentration (hyperglycemia), which may result from defects in secretion or action of insulin hormone, produced by pancreatic islet beta cells. Insulin is responsible for metabolizing glucose for energy production, and when some dysfunction in this hormone production happens, it is necessary to control the glucose in the bloodstream, by an exogenous replacement of insulin. However, care should be taken, as amyloid aggregates can be formed, which results from molecular destructing of the protein, causing it to lose its biological activity. These amyloid aggregates in insulin are known in the literature, but are not very well characterized, besides there are no reports on amyloid tests directly in the biopharmaceutical formulation. It was developed a simple and reproducible model that mimics the transport and storage of insulin in unrefrigerated condition, to analyze the formation of amyloid aggregates within the formulation of commercial insulin. Insulin formulations were submitted to agitation conditions (175 rpm) and temperature of 37 °C, and its activity was monitored by Tioflavin T fluorescence (ThT) and Congo Red spectrophotometry (CR), and the morphology of the aggregates was verified though the use of transmission electron microscopy (TEM). It was possible to observe that there is formation of amyloid aggregates in commercial insulin formulations, which may present a direct relationship with the stability and efficacy of this drug in its daily use. Thus, the described system can be used in the study of amyloid aggregation and in the search for molecules with antiamyloidogenic potential. From the proposed aggregation model, substances were evaluated as excipients to increase the stability of this biopharmaceutical. Results showed that polyphenols (curcumin, quercetin and rutin) had no effect, while the use of vitamins (ascorbic acid, retinol and α – tocopherol) had, it and retinol and α – tocopherol demonstrated a more pronounced effect that was confirmed by the 3 techniques applied. Therefore, these two substances presented potential for use as excipients in improving the stability of pharmaceutical formulations, which can generate in increasing the efficacy and safety of treatment using this drugapplication/pdfporUniversidade Federal Rural do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUFRRJBrasilInstituto de TecnologiaAgregados amiloideFormulação de insulinaEstabilidadeAmyloid aggregatesInsulin formulationStabilityEngenharia QuímicaModelo in vitro para agregação amiloide em formulação de insulina regular e o uso de polifenóis e vitaminas como excipientes para estabilizaçãoIn vitro model for amyloid aggregation in regular insulin formulation and the use of polyphenols and vitamins as excipients for stabilizationinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisALAM, P.; SIDDIQI, K.; CHATURVEDI, S. K.; KHAN, R. H. Protein aggregation: from background to inhibition strategies. 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Modelo in vitro para agregação amiloide em formulação de insulina regular e o uso de polifenóis e vitaminas como excipientes para estabilização |
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In vitro model for amyloid aggregation in regular insulin formulation and the use of polyphenols and vitamins as excipients for stabilization |
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Modelo in vitro para agregação amiloide em formulação de insulina regular e o uso de polifenóis e vitaminas como excipientes para estabilização Souza e Silva, Alessandra Carvalho de Agregados amiloide Formulação de insulina Estabilidade Amyloid aggregates Insulin formulation Stability Engenharia Química |
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O Diabetes Mellitus (DM) é uma doença caracterizada pelo aumento da glicose no sangue (hiperglicemia), que pode decorrer de defeitos na secreção ou na ação do hormônio insulina, que é produzido pelas células beta das ilhotas pancreáticas. A insulina é responsável por metabolizar a glicose para a produção de energia, e quando ocorre alguma disfunção na produção deste hormônio, para que haja o controle de glicose na corrente sanguínea é necessário a realização de uma reposição exógena da insulina. Todavia deve-se tomar cuidado, pois pode ocorrer formação de agregados amiloides na insulina, que decorre da desestruturação molecular da proteína fazendo com que ela perca a sua atividade biológica. Estes agregados amiloides na insulina são conhecidos na literatura, porém não são muito bem caracterizados, além de não haver relatos sobre testes de amiloides diretamente na formulação do biofármaco. Visto isso foi desenvolvido um modelo simples e reprodutível que mimetiza o transporte e armazenamento de insulina em condições não refrigeradas, para análise da formação de agregados amiloides dentro da formulação de insulina comercial. As formulações de insulina foram submetidas as condições de agitação (175 rpm) e temperatura de 37 °C, com monitoramento através das técnicas de fluorescência de Tioflavina T (ThT) e espectrofotometria de Vermelho de Congo (VC), e a morfologia dos agregados foi verificada através do uso de microscopia eletrônica de transmissão (MET). A partir destas técnicas foi possível observar que há formação de agregados amiloides em formulações comerciais de insulina, o que pode apresentar uma relação direta com a estabilidade e eficácia deste medicamento em seu uso cotidiano. Sendo assim, o sistema estudado pode ser utilizado no estudo de agregação amiloide e na busca por moléculas com potencial antiamiloidogênico. A partir do modelo de agregação proposto foram avaliadas substâncias como excipientes para o aumento da estabilidade deste biofármaco. Os resultados mostraram que os polifenóis (curcumina, quercetina e rutina) não tiveram efeito, enquanto que o uso das vitaminas (ácido ascórbico, retinol e α-tocoferol) tiveram, sendo que o retinol e o α-tocoferol demonstraram um efeito mais pronunciado que foi confirmado nas 3 técnicas aplicadas. Por conseguinte, estas duas substâncias apresentaram potencial para o uso como excipientes na melhora da estabilidade de formulações farmacêuticas, o que pode gerar no aumento da eficácia e segurança do tratamento utilizando este medicamento |
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