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Tipo: Tese
Título: Estudo pré-clínico do novo fármaco antitumoral LASSBio-1920: toxicidade aguda, farmacocinética e nanoformulação lipossomal
Título em inglês: Preclinical study of the new antitumoral drug LASSBio-1920: acute toxicity, pharmacokinetics and liposomal nanoformulation
Autor(es): Guimarães, Celina de Jesus
Orientador: Pessoa, Claudia do Ó
Palavras-chave em português: Farmacocinética;Nanotecnologia;Linhagem Celular Tumoral;Testes de Toxicidade Aguda;Oncologia
Palavras-chave em inglês: Pharmacokinetics;Nanotechnology;Cell Line, Tumor;Toxicity Tests, Acute;Medical Oncology
CNPq: CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::FARMACIA
Data do documento: 2023
Citação: GUIMARÃES, Celina de Jesus. Estudo pré-clínico do novo fármaco antitumoral LASSBio-1920: toxicidade aguda, farmacocinética e nanoformulação lipossomal. 2023. Tese (Doutorado em Farmacologia) – Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023. Disponível em: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/78565. Acesso em: 21 out. 2024.
Resumo: O câncer é um importante problema de saúde pública, com estimativa de 20 milhões de novos casos até 2025, segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS). A condução do tratamento depende das características do tumor e do paciente, o que sugere a necessidade de alternativas terapêuticas cada vez mais eficazes. A molécula LASSBio-1920 é um análogo de combretastatina (CA-4), é um composto conhecido como antimitótico, desenvolvido a partir de reações com N-acilidrazonas. Esse composto confirmou sua atividade citotóxica em várias linhagens de células tumorais, com destaque para CI50 correspondente a 0,06 µM na linhagem de câncer de colorretal (HCT-116), demonstrando-se um protótipo promissor com potência citotóxica na ordem de nanomolar. Em estudos preliminares de farmacocinética in vitro observou-se que é altamente absorvido pelo trato gastrintestinal, além de ser capaz de transpor a barreira hematoencefálica. Além disso, em ensaio de estabilidade microssomal há o surgimento de quatro possíveis metabólitos dependentes de cofator. Desse modo, a partir da premissa de continuidade dos estudos para o avanço nas etapas de análises pré-clínicas e desenvolvimento de formulação adequada aos ensaios in vivo, o objetivo deste trabalho foi avaliar o LASSBio-1920 quanto ao perfil de toxicidade aguda por via oral e intravenosa em ratos Wistar; determinar parâmetros farmacocinéticos no modelo não-compartimental; desenvolver e caracterizar a nanoformulação lipossomal, seguida das avaliações de suas propriedades físico-químicas e atividade citotóxica. A partir de ensaios de toxicidade aguda em ratos Wistar, pelo método up and down, não houve toxicidade por via oral até a dose máxima de 175 mg/kg. Quanto a avaliação da toxicidade por via intravenosa foi possível determinar a Dose máxima tolerada de 27,5 mg/kg, com surgimento de alterações histopatológicas reversíveis, características de hepatite reacional inespecífica e nefrose branda. Em seguida, foi realizada a determinação dos dados farmacocinéticos in silico, com simulação no programa SimCyp Certara®, e in vivo, com a quantificação pela técnica de LC/MS, com dados de até 6h após a administração IV. A simulação indicou uma farmacocinética de primeira ordem e biodistribuição aumentada para rim no módulo animal. Quanto aos parâmetros in vivo foi determinado AUC0-inf de 0,32mg.h/L, clearance de 6,24 L/h.kg, volume de distribuição de 53,26 L/kg e t1/2 de 5,91 h. Além disso, em relação à biodistribuição tecidual, em um tempo máximo de 5 min, o LASSBio-1920 teve elevada quantificação identificada no rim, pulmão e tecido adiposo. Ademais, indicou-se no desenvolvimento de nanoformulação lipossomal o tamanho de partículas (TM) de 113,4 nm, o índice de polidispersão (PDI) 0,372; e o potencial zeta (PZ) de -18,1. A formulação mais estável apresentou eficiência de encapsulamento (EE) de 85%, preservando as características por mais tempo quando armazenada após liofilização e sob ausência de umidade. Quanto à citotoxicidade, não foram observadas alterações significativas na CI50 dos lipossomas, quando comparadas com a molécula livre, ou seja, a nanoencapsulação não interferiu na atividade citotóxica. Desse modo, com base nos resultados é possível inferir que o protótipo à fármaco LASSBio-1920 é bem tolerado por via oral quando comparada à via intravenosa, e demonstrou rápida biodistribuição tecidual quando administrado por via intravenosa. A nanoformulação lipossomal estabelecida apresentou características aceitáveis em todas as análises. Portanto, o novo protótipo LASSBio-1920 nanoencapsulado poderá prosseguir para as etapas de determinação da eficácia antitumoral por via intravenosa.
Abstract: Cancer is an important public health problem, with an estimated twenty million new cases by 2025, according to the World Health Organization (WHO). Treatment management depends on the characteristics of the tumor and the patient, which suggests the need for developing effective therapeutic alternatives. LASSBio-1920 is a combretastatin (CA-4) analogous, is an antimitotic compound, and was developed from reactions with N-acylhydrazones. Its cytotoxic activity was confirmed in several tumor cell lines, with emphasis on IC50 corresponding to 0.06 µM in the colorectal cancer line (HCT-116), demonstrating a promising prototype with cytotoxic potency in the nanomolar order. In early in vitro pharmacokinetic studies, it was demonstrated that it is highly absorbed by the gastrointestinal tract and is also able to cross the blood-brain barrier. Furthermore, in the microsomal stability assay, four possible cofactor-dependent metabolites became apparent. Thus, based on the suggestion of continuity in studies to advance the stages of pre-clinical analyses and development of a suitable formulation for in vivo trials, the objective of this work was to evaluate LASSBio-1920 regarding the profile of acute oral and intravenous toxicity in Wistar rats, determine pharmacokinetic parameters in the non compartmental model, develop and characterize a liposomal nanoformulation, followed by evaluation of physicochemical properties and determination of cytotoxic activity. From acute toxicity tests in Wistar rats, using the up and down method, there was no toxicity by the oral route up to the maximum dose of 175 mg/kg. Regarding the evaluation of toxicity by the intravenous route, it was possible to determine the maximum tolerated dose of 27.5 mg/kg, with the appearance of reversible histopathological changes, characteristics of nonspecific reactive hepatitis and mild nephrosis. Then, the determination of the pharmacokinetic data was performed in silico, with simulation in the SimCyp Certara® program, and in vivo, with quantification by the LC/MS technique, with data from up to 6h after IV administration. The simulation indicated first-order pharmacokinetics and increased biodistribution to the kidney in the animal module. Regarding the in vivo parameters, AUC0-inf of 0.32 mg.h/L, clearance of 6.24 L/h.kg, volume of distribution of 53.26 L/kg and t1/2 of 5.91 h were determined. Furthermore, in relation to tissue biodistribution, in a maximum time of 5 min, LASSBio-1920 had high quantification identified in the kidney, lung and adipose tissue. Additionally, in the development of liposomal nanoformulation the parameters indicated particle size (TM) of 113.4 nm, polydispersity index (PDI) of 0.372; and zeta potential (PZ) of -18.1. The most stable formulation showed an encapsulation efficiency (EE) of 85%, preserving the characteristics for longer when stored after freeze-drying and in the absence of humidity. Regarding cytotoxicity, no significant changes were observed in the IC50 of the liposomes, when compared to the free molecule, that is, nanoencapsulation did not interfere with the cytotoxic activity. Therefore, based on our results, it is possible to infer that the drug LASSBio-1920 is well tolerated orally when compared to intravenously and has rapid tissue biodistribution when administered intravenously. The liposomal nanoformulation presented acceptable characteristics in all analyses. Therefore, the new nanoencapsulated LASSBio-1920 prototype could be mandatory for the stages of determining intravenous antitumor efficacy.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78565
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0000-0001-5244-3522
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/4791108463885660
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0002-4344-4336
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/1305553577433058
Tipo de Acesso: Acesso Embargado
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