Desenvolvimento, avaliação físico-química e biológica de filmes poliméricos nanotecnológicos contendo tacrolimus visando ao tratamento do lúpus eritematoso cutâneo

Abstract

O Lúpus Eritematoso Sistêmico (LES) é uma doença autoimune que pode ser ocasionada por fatores genéticos, hormonais e ambientais, no qual ocorre um desequilíbrio imunológico que propicia interações indesejadas e danosas a órgãos e tecidos do corpo. Um dos sintomas característicos desta patologia são as lesões na pele, a qual é denominada de Lúpus Eritematoso Cutâneo (LEC). Atualmente, não existem tratamentos específicos aprovados para o LEC, somente os denominados “off-label”, dentre eles o uso de imunossupressores tópicos. Dessa forma, o estudo e o desenvolvimento de tratamentos eficientes contra o LEC é de suma importância. Diante deste contexto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar filmes poliméricos de quitosana-colágeno associados a lipossomas e nanocápsulas poliméricas contendo tacrolimus visando uma nova abordagem terapêutica segura e eficaz para o LEC. Os sistemas nanocarreadores contendo tacrolimus foram produzidos pelo método de evaporação em fase-reversa e nanoprecipitação, respectivamente. As nanopartículas foram avaliadas quanto ao seu tamanho, potencial zeta, e pH, teor e eficiência de encapsulamento. Os filmes foram produzidos pelo método casting e foram avaliados quanto a sua morfologia por MEV e MFA, e comportamento frente à análise térmica, mecânica e espalhamento de raios-x, além da penetração/permeação e adesividade em pele suína. Além disso, a viabilidade celular foi mensurada em culturas celulares de queratinócitos, fibroblastos, Jurkat e em culturas de esferóides (3D), bem como a irritação em modelo alternativo de ovos de galinha embrionados. Os lipossomas e nanocápsulas apresentaram características adequadas para aplicação nos filmes. As análises de MEV e MFA mostraram um filme homogêneo e capaz de preservar as nanopartículas após sua formação, visualizadas também por SAXS. As nanopartículas e filmes apresentaram liberação crescente e sustentada do tacrolimus em ensaio de 36 e 72 horas, respectivamente. Além disso, foi detectado presença do fármaco nas três camadas da pele, principalmente no estrato córneo, proporcionada pela adesividade do filme. Os ensaios em culturas celulares demonstraram alta viabilidade e capacidade de hiperproliferação dos filmes em cultura de queratinócitos e fibroblastos, além de capacidade de supressão dos linfócitos T da linhagem Jurkat e em cultura 3D. Além disso, a segurança da formulação foi constatada, apresentando irritação leve a moderada em membrana corioalantoide.

Systemic Lupus Erythematosus (SLE) is an autoimmune disease that can be triggered by genetic, hormonal and environmental factors, resulting in an immune imbalance that causes unwanted and harmful interactions with the body's organs and tissues. One of the characteristic symptoms of this pathology is skin lesions, which are referred to as Cutaneous Lupus Erythematosus (CLE). Currently, there are no specific treatments approved for CLE, only those considered "off-label," including the use of topical immunosuppressants. Therefore, the study and development of effective treatments against CLE is of utmost importance. In this context, the aim of this study was to develop and characterize chitosan-collagen polymeric films associated with liposomes or polymeric nanocapsules containing tacrolimus, aiming for a new, safe, and effective therapeutic approach for CLE. The nanocarrier systems containing tacrolimus were produced by the reverse-phase evaporation and nanoprecipitation methods, respectively. The nanoparticles were evaluated for their size, zeta potential, pH, content, and encapsulation efficiency. The films were produced using the casting method and were evaluated for their morphology by SEM and AFM, thermal and mechanical behavior, X-ray scattering analysis, as well as penetration/permeation and adhesiveness on porcine skin. In addition, cell viability was measured in cultures of keratinocytes, fibroblasts, Jurkat cells, and 3D spheroid cultures, as well as irritation in an alternative embryonated chicken egg model. The liposomes and nanocapsules showed suitable characteristics for application in the films. The SEM and AFM analyses showed a homogeneous film capable of preserving the nanoparticles after their formation, also visualized by SAXS. The nanoparticles and films demonstrated a gradual and sustained release of tacrolimus in 36- and 72-hour assays, respectively. Additionally, the presence of the drug was detected in all three skin layers, primarily in the stratum corneum, due to the film's adhesiveness. Cell culture assays showed high viability and hyperproliferative capacity of the films in keratinocyte and fibroblast cultures, as well as the ability to suppress T lymphocytes in Jurkat cell line and 3D culture. Furthermore, the safety of the formulation was confirmed, presenting slight to moderate irritation on the chorioallantoic membrane.