PLGA nanoparticles for heart targeted drug delivery and regeneration of ischemic tissue

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Main Author: Costa, Catarina Alexa de Vilhena e Pamplona
Publication Date: 2023
Format: Master thesis
Language: eng
Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
Download full: http://hdl.handle.net/10451/64351
Summary: Trabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, 2023, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.
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spelling PLGA nanoparticles for heart targeted drug delivery and regeneration of ischemic tissueAmiodaroneCarvedilolMyocardial infarctionNanoparticlesPLGAMestrado Integrado - 2023Domínio/Área Científica::Ciências Médicas::Ciências da SaúdeTrabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, 2023, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.A principal causa de morte e morbilidade no mundo são as doenças cardiovasculares, que representam um fardo socioeconómico para a sociedade. As doenças cardiovasculares têm um efeito negativo na saúde geral que é exacerbado pelo enfarte do miocárdio. Esta situação resulta na morte de cardiomiócitos, que por sua vez desencadeia uma resposta imunitária que danifica o tecido cardíaco e leva ao desenvolvimento de tecido fibrótico não contrátil. Infelizmente, os tratamentos atuais não permitem a recuperação total da função perdida com este dano. Tendo isto em mente, estão em desenvolvimento novas terapias no âmbito de preservar a maior parte da função cardíaca, como terapias celulares, reprogramação de fibroblastos, engenharia de tecidos cardíacos e estimulação da proliferação de cardiomiócitos. Este projeto focou-se na utilização de nanopartículas (NPs) de ácido poli(lático-glicólico) (PLGA) para administração vetorizada de fármacos para o coração isquémico, reduzindo assim a toxicidade sistémica e melhorando a eficácia terapêutica. Para isto, as NPs foram funcionalizadas com peptídio natriurético atrial (ANP) que é altamente expresso no endocárdio do coração isquémico. O objetivo desta pesquisa é avaliar a viabilidade dessas partículas como plataforma de administração direcionada de fármacos que visam regenerar o tecido isquémico e melhorar a função cardíaca, como o Carvedilol e Amiodarona. As NPs de PLGA foram produzidas e carregadas com Carvedilol ou Amiodarona usando a tecnologia de microfluídica em co-fluxo, seguida pela conjugação com ANP. A investigação avaliou as propriedades físico-químicas das NPs em várias etapas: (1) NPs de PLGA, (2) NPs de PLGA funcionalizadas com ANP e (3) NPs de PLGA carregadas com Carvedilol ou Amiodarona. Além disso, foi avaliado o impacto de diferentes solventes nas características das NPs. Estudos de caracterização demonstraram que as formulações exibiram tamanho pequeno e distribuição de tamanho estreita, em concordância com imagens de microscopia eletrónica de transmissão. Além disso, após a funcionalização com ANP, foi observado um aumento no tamanho e potencial-zeta, sugerindo uma maior presença de ANP à superfície das NPs. Este estudo realça o potencial das NPs de PLGA para a administração direcionada de medicamentos em terapias cardiovasculares, abrindo caminho para intervenções mais eficientes e precisas para as doenças cardiovasculares.The primary cause of death and morbidity worldwide are cardiovascular diseases (CVDs) that place a heavy socioeconomic burden on society. CVDs have a negative effect on general health that is further exacerbated by myocardial infarction (MI). Cardiomyocytes (CMs) die as a result of MI, which also triggers an immune response that damages tissue and ultimately leads to the development of non-contractile scar tissue. Unfortunately, the damaged heart's lost function cannot entirely be recovered with the help of current treatments for MI. With that in mind, novel therapies are being developed to try to preserve most of the cardiac function, such as cell therapies, fibroblasts reprogramming, cardiac tissue engineering and stimulation of cardiomyocytes proliferation. This research work focused on utilizing PLGA nanoparticles (NPs) as a means of targeted drug delivery to the ischaemic heart, thereby reducing systemic toxicity and improving therapeutic efficacy. The NPs were functionalized for targeted drug delivery for cardiac repair with atrial natriuretic peptide (ANP), which is highly expressed in the endocardium of the ischaemic heart. The objective of this research is to evaluate de feasibility of these particles as a delivery platform for drugs aimed at regenerating ischaemic tissue and improving heart function such as Carvedilol and Amiodarone. The PLGA NPs were produced and loaded with Carvedilol or Amiodarone using a co flow microfluidics approach, followed by conjugation with ANP. The investigation assessed the physicochemical properties of the NPs at various stages: (1) PLGA NPs, (2) PLGA NPs functionalized with ANP, and (3) PLGA NPs loaded with Carvedilol or Amiodarone. Additionally, the impact of different solvents on the NPs’ characteristics was evaluated. Characterization studies demonstrated that the formulations exhibited a small size and narrow size distribution, coherent with Transmission Electron Microscopy (TEM) images. Moreover, after functionalization with ANP, increase in size and zeta-potential were observed, suggesting a higher presence of ANP on the surface of the NPs. The study highlights the potential of PLGA nanoparticles for targeted drug delivery in cardiovascular therapies, paving the way for more efficient and precise interventions for CVDs.University Medical Center Groningen.Santos, HélderPinto, João Fernandes de AbreuRepositório da Universidade de LisboaCosta, Catarina Alexa de Vilhena e Pamplona2023-11-202023-11-062025-11-20T00:00:00Z2023-11-20T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/64351TID:203513320enginfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiainstacron:RCAAP2025-03-17T15:14:45Zoai:repositorio.ulisboa.pt:10451/64351Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireinfo@rcaap.ptopendoar:https://opendoar.ac.uk/repository/71602025-05-29T03:37:48.157243Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiafalse
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