Co-encapsulação de indometacina/éster etílico de indometacina e alfa-bisabolol em nanocápsulas poliméricas : efeito citotóxico e seletivo em células de glioma

Abstract

Gliomas são os tumores mais frequentes e devastadores que acometem o sistema nervoso central. Uma abordagem moderna para o tratamento destes tumores é a utilização de sistemas de liberação modificada de fármacos, entre os quais, destacam-se as nanocápsulas. No presente estudo, propusemos uma nova estratégia no tratamento de gliomas, uma formulação de nanocápsulas co-encapsulando indometacina, éster etílico de indometacina e -bisabolol. A primeira parte da investigação focou-se na preparação e caracterização físico-química das formulações. As formulações apresentaram diâmetro médio submicrométrico e baixa polidispersão. A análise de retroespalhamento múltiplo de luz demonstrou estabilidade física da formulação. Os efeitos das formulações de nanocápsulas em linhagens celulares de glioma e sobre tecido neural normal também foram estudados. Para tanto, linhagens celulares de glioma (U138-MG and C6) e culturas organotípicas de hipocampo de rato foram utilizadas. O efeito do tratamento com as nanocápsulas sobre o ciclo celular de células de linhagem de glioma foi também investigado. Os resultados mostraram que as formulações de nanocápsulas mostraram-se mais potentes que as soluções das substâncias livres em diminuir a viabilidade celular em linhagens de glioma nas menores concentrações testadas (25, 50 e 75 μM), sendo a concentração de 50 μM das formulações de nanocápsulas capaz de causar um efeito antiproliferativo sem promover necrose nestas células. O aparecimento de um pico em sub-G1 no ciclo celular foi observado, sugerindo a indução da morte celular por apoptose realizada pelas substâncias nanoencapsuladas. O efeito citotóxico induzido pelas nanocápsulas sobre células de glioma não foi observado nas culturas organotípicas de hipocampo de rato, mesmo em concentrações elevadas (250 μM) o que demonstra citotoxicidade seletiva das formulações sobre células tumorais. Estudos adicionais utilizando modelo in vivo de glioma podem ser úteis para confirmar a seletividade das formulações.

Gliomas are the commonest and devastating tumors of the central nervous system. A modern approach for the treatment of these tumors is the use of modified-release drug systems, which have nanocapsules as a highlight. In the present work, we propose as a novel strategy intended to treat gliomas, a multidrug-loaded nanocapsule formulation co-encapsulating indomethacin, indomethacin ethyl ester and -bisabolol. So, in a first step of investigation we focused on the preparation and physico-chemical characterization of formulations. The formulations presented submicrometric average diameter and low polydispersity index. The analysis of multiple light backscattering demonstrated that the suspension was physically stable. The aim of this study was also to evaluate the effects of nanocapsule formulations upon glioma cell lines. In addition, the effect of these formulations on normal neural tissue was also evaluated. In order to investigate this, glioma cell lines (U138-MG and C6) and rat hippocampal organotypic cultures were used. The effect of treatment with nanocapsules upon the cell cycle was also investigated. The main finding of the present study is that nanocapsule formulations presents more potent than a correspondent solution in decrease the viability of glioma cell lines in the lower tested concentrations (25, 50 and 75 μM). The concentration of 50 μM of nanocapsule formulations was able to cause an antiproliferative effect without promoting necrosis in glioma cells. We observed the appearance of a sub-G1 peak for cells treated with nanocapsule formulations, sugesting the apoptotic nature of the death of glioma cells triggered by nanocapsule formulations. Another important finding was that the cytotoxic effect induced by nanocapsule formulations in glioma cells was not observed in the organotypic cultures even in high concentratons (250 μM), indicating selective cytotoxicity of those formulations for tumoral cells. Further investigations using in vivo glioma model should be helpful to confirm the distinct effects of these nanocapsule formulations in normal versus tumoral cells.