Nanotecnologia na prevenção de danos à pele induzidos por radiação ultravioleta : aspectos de segurança e desenvolvimento de formulações inovadoras

Abstract

Este trabalho aborda aspectos importantes do uso estratégico da nanotecnologia na prevenção de danos à pele induzidos por radiação ultravioleta. Em um primeiro momento a investigação está focada em caracterizar, por meio de uma combinação de técnicas, o tamanho e distribuição de tamanho de partículas nanométricas para uso cutâneo e avaliar a lipoperoxidação promovida pelo óxido de zinco nanométrico utilizado em protetores solares. As análises de tamanho e de morfologia confirmaram que as partículas nanométricas estão organizadas como aglomerados e/ou agregados. O ensaio de lipoperoxidação em pele suína induzida por raidação UVA mostrou que as propriedades fotoprotetoras do ZnO nanométrico prevaleceram sobre as propriedades fotoreativas. Além do uso de loções de proteção solar, no âmbito da dermatologia vêm se discutindo o uso de substâncias fotoquimiopreventivas como estratégia para prevenir câncer de pele. Sendo assim, na segunda etapa do trabalho é proposta a nanoencapsulação do resveratrol, um potente fotoquimiopreventivo de origem natural, visando a sua fotoestabilização e aumento de sua retenção cutânea. Diferentes estruturas supramoleculares como lipossomas, nanocápsulas poliméricas de núcleo lipídico, nanoesferas e carreadores lipídicos nanoestruturados foram desenvolvidas para encapsular o resveratrol. A fotoisomerização do resveratrol foi significativamente retardada independentemente da estrutura supramolecular empregada para a sua nanoencapsulação. Protegidas da luz, as formulações, nanocápsulas de núcleo lipídico, os carreadores lipídicos nanoestruturados e livre, apresentaram perfis de penetração de resveratrol semelhantes. Por outro lado, sob irradiação UVA o resveratrol apresentou quantidades maiores na epiderme total quando as amostras nanoencapsuladas foram aplicadas. Os fotoquimiopreventivos podem ser utilizados para prevenir danos induzidos por varias fontes de radiação UV, tais como a fotoquimioterapia (PUVA, psoralenos + UVA). Experimentos in vivo mostraram que o resveratrol, mesmo em baixas doses, reduz os danos fisiologicos induzidos à pele pela terapia PUVA. O resveratrol nanoencapsulado tem um efeito preventivo tardio em relaçãThis work is regarding important aspects of the strategic use of nanotechnology in the prevention of ultraviolet radiation induced skin damage. In a first moment, the research is focused on the characterization of size distribution and the evaluation of lipoperoxidation promoted by nanosized ZnO used as a sun block. The analyses of size and morphology indo ao livre no que diz respeito aos danos fisiológicos. As nanocapsulas de núcleo lipídico brancas (sem resveratrol) reduzem a produção de TBARS e proteína p53 na pele, mostrando-se potenciais preventivos de danos à pele. Este trabalho mostra, ainda, a potencialidade de redução de efeitos fototóxicos por meio da nanoencapsulação destes ativos. Usando o 8-MOP (8-metoxipsoraleno) como fármaco modelo em um ensaio microbiológico foi demonstrado que a forma livre é mais fototóxica do que a forma nanoencapsulada. Os resultados corroboram que o campo de aplicabilidade da nanotecnologia nas estratégias de prevenção de danos à pele induzidos por UVA é diversificado e promissor. As partículas inorgânicas entraram rapidamente no mercado e os aperfeiçoamentos de algumas delas têm garantido sua eficácia e segurança, como demonstrado para o óxido de zinco nanomizado. Por sua vez, os nanocarreadores são resultado da aplicação de uma ampla base científica, mais moderna e preocupada com a segurança individual e ambiental, abrindo espaço para formulações inovadoras, como é o caso das nanopartículas biodegradáveis contendo resveratrol aqui demonstradas.

This work is regarding important aspects of the strategic use of nanotechnology in the prevention of ultraviolet radiation induced skin damage. In a first moment, the research is focused on the characterization of size distribution and the evaluation of lipoperoxidation promoted by nanosized ZnO used as a sun block. The analyses of size and morphology indicated that the particles are in the nanometric range and organized as agglomerates and/or aggregates. A study of UVA induced lipoperoxidation on porcine skin showed that the photoprotective properties of nanosized ZnO prevail over its photoreactive properties. Besides the use of inorganic sun blocks, the use of photochemopreventives is being highly discussed as a strategy to prevent skin cancer. Taking this into account, in another stage of this work the nanoencapsulation of the chemopreventive resveratrol is proposed. This nanoencapsulation viewed the increase of resveratrol photostability and cutaneous retention. Different supramolecular structures such as liposomes, polymeric lipid-core nanocapsules, nanospheres and nanostructured lipid carriers were developed to encapsulate resveratrol. Photoisomerization was significantly delayed by encapsulating resveratrol independently of the supramolecular structure used. Protected from light, the skin penetration profiles were very similar, but under UVA radiation the nanoencapsulated E-resveratrol showed increasing amounts in the total epidermis. Photochemopreventives can be used to prevent damage induced by several UV radiation sources, such as photochemotherapy (PUVA). In vivo experiments show that resveratrol, even at low doses, reduces the physiological damage to the skin induced by PUVA therapy. Resveratrol loaded lipid-core nanocapsules have a retarded preventive effect against physiological skin damage when compared to free resveratrol. Blank lipid-core nanocapsules (without drug) reduce TBARS and p53 protein production in the skin, showing a potential application in the prevention of skin damage. This work also shows the potential of reducing phototoxic effects through nanoencapsulation of phototoxic drugs. Using the 8-mop (8-methoxypsoralen) as model drug in a microbiological assay the free form showed itself to be more phototoxic than the 8-mop loaded nanocapsules. Briefly, the applications of nanotechnology as a strategy to prevent skin damage induced by UV radiation are promising. Inorganic particles entered rapidly in the commercial arena