Nanocápsulas multiparede carregadas com etoposido e funcionalizadas com diferentes estratégias para a terapia direcionada ao adenocarcinoma de pulmão - Gündel, Samanta da Silva (2024)
O câncer de pulmão é o tipo de câncer mais comum e a principal causa de mortes relacionada ao câncer em todo o mundo. O etoposido (ETO), um inibidor da topoisomerase II, é um dos fármacos utilizados para a terapia do câncer de pulmão. No entanto, este fármaco apresenta baixa solubilidade aquosa e toxicidade inespecífica, ocasionando graves efeitos adversos sistêmicos e limitando sua eficácia terapêutica. A nanoencapsulação do etoposido pode ser uma alternativa para solucionar estas limitações. Além disso, a modificação da superfície das nanopartículas com estratégias visando os receptores do fator de crescimento epidérmico tipo 1 (EGFR) pode proporcionar um maior direcionamento e acúmulo em células tumorais de pulmão que superexpressam este receptor. Primeiramente, realizamos um levantamento bibliográfico sobre nanopartículas orgânicas com superfície modificada para a terapia direcionada ao câncer de pulmão. Essa pesquisa resultou na elaboração de um artigo de revisão que contempla detalhes importantes sobre os mecanismos de direcionamento às células tumorais, as principais técnicas para funcionalização da superfície, incluindo ligações covalentes e não-covalentes, e os alvos e receptores de maior interesse no câncer de pulmão. Posteriormente, desenvolvemos nanocápsulas de núcleo-lipídico contendo etoposido (NC ETO), revestidas com quitosana (NC ETO Q) e funcionalizadas com anfirregulina (AREG), fator de crescimento epidérmico (EGF), erlotinibe (ERL) ou fator de crescimento transformador-alfa (TGF-α) (NC ETO Q AREG, NC ETO Q EGF, NC ETO Q ERL e NC ETO Q TGF-α, respectivamente), e avaliamos o potencial citotóxico em células de adenocarcinoma de pulmão, resultando em dois artigos científicos experimentais. NC ETO foram desenvolvidas pela primeira vez, empregando a técnica de deposição interfacial do polímero pré-formado, e apresentaram distribuição homogênea de diâmetro médio (~150 nm), elevado teor de etoposido (~100%) e eficiência de encapsulação (~100%), estabilidade físico-química (28 dias sob refrigeração) e perfil de liberação biexponencial (~70% em 72 horas). Após o revestimento com quitosana e a funcionalização da superfície, obtidos através de reações interfaciais, houve um aumento do diâmetro médio (~175 nm), a distribuição manteve-se unimodal, inversão do potencial zeta (+12 mV), e as taxas de teor de etoposido (>95%) e eficiência de encapsulação (>90%) mantiveram-se elevadas. A citotoxicidade dos tratamentos foi avaliada, primeiramente, empregando método colorimétrico (ensaio MTT) em células de adenocarcinoma de pulmão (A549), onde observamos que em concentrações superiores à 3×1011 partículas/mL a redução da viabilidade celular está relacionada a partícula per se. Por isso, uma concentração inferior de partículas, equivalente à 10 μmol de etoposido, foi selecionada para dar continuidade nos experimentos. Comparando etoposido em solução (ETO) e NC ETO (antes da modificação da superfície), houve uma redução da viabilidade celular 3x superior após 48h de exposição à nanocápsula. Comparando a nanocápsula etoposido revestida não-funcionalizada (NC ETO Q) e as nanocápsulas etoposido revestidas e funcionalizadas, após exposição de 48h aos tratamentos, um aumento significativo da citotoxicidade foi observado com a NC ETO Q ERL. Também avaliamos a captação das nanocápsulas funcionalizadas por células A549, onde foi observado que após a funcionalização houve aumento significativo da internalização das nanocápsulas, provavelmente via endocitose mediada por receptor, neste caso EGFR. Posteriormente, as células A549 foram transduzidas com 53BP1-mApple, uma proteína fluorescente de marcação de dano nuclear, e acompanhadas em tempo real, durante 20 dias, utilizando uma plataforma automatizada (Incucyte®) de rastreamento de células vivas. As células foram analisadas quanto ao número de células vivas, morfologia, área nuclear e número de danos (focis de 53BP1). Para isso, utilizamos um script de programação em Phyton que permitiu realizar a quantificação da fluorescência nas células únicas transduzidas com 53BP1-mApple. Comparando ETO e NC ETO (antes da modificação da superfície), observamos que a nanocápsula promoveu danos nucleares significativos a longo prazo (20 dias), aumentando consequentemente a indução da senescência (caracterizada por uma maior área nuclear) e reduzindo significativamente a subpopulação proliferativa em comparação com o etoposido em solução. Após a modificação da superfície, foi verificada uma melhoria dos efeitos a longo prazo induzidos pela nanoencapsulação do etoposido, com a NC ETO Q AREG exibindo os maiores índices de senescência e dano nuclear, seguida da NC ETO Q ERL, NC ETO Q EGF, NC ETO Q TGFα, NC ETO Q, e ETO. Por fim, nossos resultados destacam a superioridade da nanoencapsulação, particularmente com funcionalização da superfície, no aumento dos efeitos citotóxicos a longo prazo e indução de senescência do etoposídeo em células de câncer de pulmão, sendo uma estratégia inovadora para superar as limitações deste tratamento e encorajando fortemente futuras investigações.