Desenvolvimento de nanocápsulas poliméricas contendo erlotinib e avaliação do efeito antitumoral in vitro em células de adenocarcinoma de pulmão

Abstract

Objetivos: Desenvolver e caracterizar nanocápsulas poliméricas contendo erlotinib, bem como avaliar sua atividade antitumoral in vitro em células de adenocarcinoma de pulmão humano. Metodologia: As nanocápsulas contendo erlotinib (0,5 mg.mL-1) foram obtidas pelo método de nanoprecipitação utilizando poli(ε-caprolactona) e óleo de copaíba como parede polimérica e núcleo oleoso, respectivamente. Os parâmetros físico-químicos avaliados foram: diâmetro médio e distribuição de tamanho, índice de polidispersão, potencial zeta, concentração de partículas e pH. Para determinação do teor e eficiência de encapsulação do erlotinib, utilizou-se metodologia validada por CLAE-UV. O estudo de liberação in vitro, utilizando sacos de diálise, foi realizado para obter o perfil de liberação do fármaco a partir das nanocápsulas. As nanocápsulas contendo erlotinib foram avaliadas quanto ao seu potencial de inibir o crescimento, induzir a apoptose, interferir com o ciclo celular e sobrevivência clonogênica de células de adenocarcinoma de pulmão, linhagem A549. Resultados: As nanocápsulas apresentaram diâmetro médio de 171 ± 2 (PDI < 0, 10), potencial zeta de −8,17 ± 2.26 mV, número de partículas por mL de 6,97 ± 0,22 × 1013 e pH de 6,24 ± 0,02. O teor e a eficiência de encapsulação foram próximos de 100%. Com exceção do pH, todos parâmetros mantiveram-se iguais após 30 dias de armazenamento em temperatura ambiente. Observou-se uma liberação controlada do fármaco devido à nanoencapsulação. Os ensaios de citotoxicidade demonstraram que as nanocápsulas contendo erlotinib apresentaram maior atividade antitumoral quando comparado com o fármaco livre. Também foi demonstrado indução de apoptose, pela análise de ciclo celular e marcação por Anexina-V conjugada ao 7-AAD. No ensaio clonogênico, as nanocápsulas contendo erlotinib reduziram 100% o número de colônias formadas. Conclusões: Foram obtidas nanocápsulas com propriedades nanotécnologicas adequadas e capazes de controlar a liberação do erlotinib. Os estudos in vitro na linhagem celular A549 demonstraram aumento no efeito antitumoral e foi demonstrado que o encapsulamento do fármaco é imprescindível para essa melhor atividade.

Purpose: To develop and characterise erlotinib-loaded polymeric nanocapsules and to evaluate its in vitro antitumor activity in human lung adenocarcinoma cells. Methodology: The erlotinib-loaded nanocapsules (0.5 mg.mL-1) were obtained by nanoprecipitation method using poly (ε-caprolactone) and copaiba oil as the polymeric wall and oily core, respectively. The physicochemical parameters evaluated were: mean diameter and size distribution, polydispersity index, zeta potential, particle concentration and pH. An HPLC-UV validated method was used to determine the drug content and encapsulation efficiency. The in vitro release study using dialysis bags was performed to obtain the drug release profile from nanocapsules. The erlotinib-loaded nanocapsules were evaluated regarding their potential to inhibit the growth, induce apoptosis, interfere with the cell cycle and clonogenic survival of lung adenocarcinoma cell (A549). Results: The nanocapsule formulation presented z-average diameter of 171 ± 2 (PDI <0.10), zeta potential value of -8.17 ± 2.26 mV, number of particles per mL of 6.97 ± 0.22 × 1013, and pH value of 6.24 ± 0.02. The drug content and the encapsulation efficiency were nearly 100%. Except for the pH value, all these parameters remained the same after 30 days of storage. A controlled release of the drug was observed due to nanoencapsulation. The cytotoxicity assays demonstrated that the erlotinib-loaded nanocapsules showed higher antitumor activity compared to free drug. Induction of apoptosis was demonstrated by cell cycle analysis and Annexin-V/7AAD staining. In the clonogenic assay, erlotinib-loaded nanocapsules reduced 100% the number of colonies formed. Conclusions: Nanocapsules with appropriate nanotechnological properties and capable of controlling the erlotinib release were obtained. The in vitro studies in the A549 cell line showed an increase in antitumor effect and was demonstrated that the drug encapsulation is essential for this better activity.