Avaliação das atividades antiedematogênica e imunossupressora de tacrolimus encapsulado em nanocápsulas de núcleo lipídico com diferentes propriedades de superfície

Abstract

Este trabalho centrou-se no desenvolvimento de nanocápsulas de núcleo lipídico contendo tacrolimus com revestimentos não iônico de polissorbato 80, aniônico de lecitina e catiônico de quitosana para posterior avaliação in vivo das atividades antiedematogênica e imunossupressora das formulações. As suspensões foram preparadas pelo método de deposição interfacial do polímero pré-formado utilizando a poli(ɛ-caprolactona) como polímero biodegradável. Para obtenção das nanocápsulas de núcleo lipídico de superfície catiônica, a lecitina foi adicionada à fase orgânica das suspensões e o revestimento procedeu-se por meio da incubação das partículas em solução aquosa de quitosana. De forma geral, todas as formulações apresentaram distribuição monomodal de partículas apenas na faixa nanométrica e baixa polidispersão. Os valores de potencial zeta obtidos para as formulações não iônicas e aniônicas foram negativos, enquanto que para as formulações catiônicas foram positivos. O teor de fármaco foi próximo ao teórico (0,6 ou 0,8 mg/mL) com alta eficiência de encapsulação (> 99%) e os estudos de liberação in vitro mostraram perfis de liberação sustentada do tacrolimus com mecanismo de transporte anômalo para todas as formulações. Além disso, as suspensões apresentaram estabilidade física adequada por meio de análises de retroespalhamento de luz e partículas de formato esferoide por microscopia eletrônica de transmissão. No modelo de artrite reumatóide induzida por adjuvante completo de Freund, o tacrolimus encapsulado em nanocápsulas de núcleo lipídico revestidas com polissorbato 80 mostrou atividade antiedematogênica superior ao fármaco em solução na dose de 2,0 mg/kg/dia, após administração intraperitoneal das formulações em ratos Wistar. Para avaliar o potencial de nanocápsulas de núcleo lipídico em aumentar a eficácia imunossupressora do tacrolimus pela via oral, realizou-se um estudo com camundongos CF1, o qual foi conduzido em duas etapas. Primeiramente, buscando avaliar o efeito da nanoencapsulação independente da barreira gastrointestinal, o fármaco em solução ou nanoencapsulado foi administrado pela via intraperitoneal nas doses de 4,0 e 6,0 mg/kg/dia, durante 10 dias. Nos tempos 0, 5 e 10 dias, amostras de sangue foram coletadas para posterior contagem do número percentual de linfócitos. Os resultados mostraram que o tacrolimus nanoencapsulado provocou maior redução linfocitária na dose de 4,0 mg/kg/dia em relação ao fármaco livre, enquanto que na dose de 6,0 mg/kg/dia, o efeito farmacodinâmico foi similar para o tacrolimus em solução ou nanoencapsulado. Continuando o estudo, as formulações foram administradas nas doses de 6,0 e 10,0 mg/kg/dia pela via oral e os resultados mostraram que o fármaco em solução na dose de 6,0 mg/kg/dia não apresentou efeito sobre o número percentual de linfócitos durante todo o experimento, enquanto que na dose de 10,0 mg/kg/dia, o efeito da solução foi observado somente no último dia de tratamento. Quando o fármaco foi nanoencapsulado, a redução linfocitária foi significativa nas duas doses testadas (6,0 e 10,0 mg/kg/dia), a qual se iniciou no quinto dia e manteve-se até o final do experimento. Em uma análise comparativa, somente dos grupos tratados com as formulações na mesma dose (6,0 mg/Kg/dia), pelas diferentes vias de administração, observou-se que os animais tratados com o fármaco livre apresentaram diferença na redução linfocitária entre as vias oral e intraperitoneal, enquanto que os animais tratados com as nanocápsulas núcleo lipídico revestidas com polissorbato 80 apresentaram equivalência farmacodinâmica entre as vias de administração avaliadas. Nesse mesmo estudo, constatou-se que as nanocápsulas na dose de 6,0 mg/kg/dia evitaram o aumento das concentrações séricas de glicose após administração oral das formulações. Prosseguindo com o mesmo modelo animal e buscando estudar a influência do tipo de revestimento das partículas (não iônico e catiônico) após administração oral do tacrolimus, foram desenvolvidas nanocápsulas de núcleo lipídico estabilizadas com lecitina e polissorbato 80 revestidas ou não com quitosana. As formulações foram administradas na dose de 6,0 mg/kg/dia e os resultados mostraram maior redução do número percentual de linfócitos para os animais tratados com a formulação de superfície catiônica, a qual provocou efeito imunossupressor já no quinto dia de tratamento enquanto que a formulação aniônica mostrou efeito somente no décimo dia. Os animais tratados com a dispersão do fármaco que continha quitosana não apresentaram redução do número de linfócitos durante o experimento. Além disso, a formulação catiônica foi a única capaz de evitar alterações nas concentrações séricas de glicose, creatinina e fosfatase alcalina dos animais. O conjunto destes estudos demonstra que as nanocápsulas de núcleo lipídico apresentam-se como uma estratégia tecnológica promissora, visando o aumento da eficácia farmacológica e redução de efeitos adversos do tacrolimus.

This work was based on the development of tacrolimus-loaded lipid-core nanocapsules employing the nonionic polysorbate 80, anionic lecithin and cationic chitosan coatings aiming the in vivo evaluation of antiedematogenic and immunosuppressive activities. The suspensions were prepared by interfacial deposition of preformed polymer using the poly(ɛ-caprolactone) as biodegradable polymer. In order to obtain the lipid-core nanocapsules with cationic surface, lecithin was added to the organic phase of the suspensions and the coating proceeded through the incubation of the particles in aqueous solutions of chitosan. In general, all formulations showed unimodal size distributions only at nanoscale and low polydispersity. The zeta potential values obtained for the nonionic and anionic formulations were negative whereas for the cationic formulations were positive. The drug contents were close to the theoretical values (0.6 or 0.8 mg mL-1) with high encapsulation efficiency (> 99%). The colloidal suspensions presented appropriate physical stability by light backscattered analysis and spheroid shaped particles by transmission electron microscopy. Moreover, drug release studies using the dialysis bag method showed sustained release profiles of tacrolimus with anomalous transport mechanism for all formulations. In the Freund's complete adjuvant–induced arthritis model, the tacrolimus-loaded lipid-core nanocapsules coated with polysorbate 80 showed higher antiedematogenic activity compared to the drug in solution after intraperitoneal administration of 2.0 mg kg-1 day-1 in Wistar rats. Proceeding the work, a study using CF1 mice was conducted to evaluate the potential of lipid-core nanocapsules in increasing the immunosuppressive efficacy of tacrolimus. The first evaluation was carried out to determine the influence of encapsulation of tacrolimus on the pharmacodynamic effect of the drug, independently of the oral absorption barrier. In this case, the tacrolimus-loaded lipid-core nanocapsules were compared to the drug in solution after intraperitoneal administration at 4.0 and 6.0 mg kg-1 day-1. Blood samples were collected at times 0, 5 and 10 days for subsequent determination of lymphocytes count percent. The results showed that drug nanoencapsulation caused greater reduction lymphocyte count (%) at the dose of 4.0 mg kg-1 day-1 compared to tacrolimus free, whereas at the dose of 6.0 mg kg-1 day-1, the pharmacodynamic effect was similar for drug encapsulated or nonencapsulated. Continuing the study, the formulations were administered by oral route at 6.0 and 10.0 mg kg-1 day-1. The results showed that the treatment with free drug at 6.0 mg kg-1 day-1 led to no significant difference in lymphocytes percent during the whole experiment while the treatment with drug in solution at 10.0 mg kg-1 day-1 caused exclusively a significant decrease after 10 days. On the other hand, after 5 days of treatment with tacrolimus-loaded lipid-core nanocapsules at both doses of 6.0 and 10 mg kg-1 day-1 had caused significant decreases in lymphocyte count (%); and the pharmacodynamic effect continued until the end of the experiment. In a comparative analysis only those groups treated with the formulations at the same dose (6.0 mg kg-1 day-1), the animals treated with the tacrolimus solution showed different percent reduction in lymphocyte between oral and intraperitoneal routes whereas the animals treated with the lipid core nanocapsules coated with polysorbate 80 showed equivalent pharmacodynamic effect among the administration routes evaluated. The influence of particle coatings (cationic and nonionic) after oral administration of tacrolimus was also investigated using the same animal model. For this, lipid-core nanocapsules stabilized with polysorbate 80-lecithin uncoated (anionic) or coated with chitosan were developed. The formulations were administered at the dose of 6.0 mg kg-1 day-1 and the results showed higher reduction in lymphocytes count percent for the formulation of cationic surface, which caused immunosuppressive effect on the fifth day while uncoated formulation showed the immunosuppressive effect only on the tenth day. The animals treated with the drug dispersion containing chitosan showed no reduction in lymphocytes count (%) during the experiment. Moreover, the formulation of lipid-core nanocapsules with cationic surface was the unique able to prevent alterations in serum levels of glucose, creatinine and alkaline phosphatase. This set of studies showed that the lipid-core nanocapsules are a promising technology strategy aiming at increasing of the pharmacological efficacy and reduction of adverse effects of tacrolimus.