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    Chloroaluminium phthalocyanine polymeric nanoparticles as photosensitisers : photophysical and physicochemical characterisation, release and phototoxicity in vitro.
    (2013) Paula, Carina Silva de; Tedesco, Antônio Cláudio; Lucas Primo, Fernando; Vilela, José Mário Carneiro; Andrade, Margareth Spangler; Mosqueira, Vanessa Carla Furtado
    Nanoparticles of poly(D,L-lactide-co-glycolide), poly(D,L-lactide) and polyethylene glycol-blockpoly (D,L-lactide) were developed to encapsulate chloroaluminium phthalocyanine (AlClPc), a new hydrophobic photosensitiser used in photodynamic therapy (PDT). The mean nanoparticle size varied from 115 to 274 nm, and the encapsulation efficiency ranged from 57% to 96% due to drug precipitation induced by different types of polymer. All nanoparticle formulations presented negative zeta potential values (–37 mV to –59 mV), explaining their colloidal stability. The characteristic photophysical parameters were analysed: the absorption spectrum profile, fluorescence quantum yield and transient absorbance decay, with similar values for free and nanoparticles of AlClPc. The time-resolved spectroscopy measurements for AlClPc triplet excited state lifetimes indicate that encapsulation in nanocapsules increases triplet lifetime, which is advantageous for PDT efficiency. A sustained release profile over 168 h was obtained using external sink method. An in vitro phototoxic effect higher than 80% was observed in human fibroblasts at low laser light doses (3 J/cm2) with 10 lM of AlClPc. The AlClPc loaded within polymeric nanocapsules presented suitable physical stability, improved photophysical properties, sustained released profile and suitable activity in vitro to be considered a promising formulation for PDT.
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    Desenvolvimento e caracterização fotofísica de nanoestruturas contendo ALCLPC para a terapia fotodinâmica experimental de tumores sólidos.
    (Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto., 2008) Paula, Carina Silva de; Mosqueira, Vanessa Carla Furtado
    Desenvolvimento e caracterização fotofísica de nanoestruturas contendo LCLPC para a terapia fotodinâmica experimental de tumores sólidos Cloro-aluminio ftalocianina (AlClPc) e uma molecula interessante para a terapia fotodinamica (TFD) do cancer. Entretanto, esta ftalocianina e insoluvel em agua ou em solventes biologicamente compativeis, prejudicando sua administracao parenteral e restringindo suas aplicacoes medicas. Para superar esta limitacao, nanocapsulas (NC) preparadas a partir de diferentes poimeros; de acido poli(latico-co-glicolico) (PLGA), acido poli(D,L-acido latico) (PLA), NC de PLA revestidas com polietilenoglicol (PEG) e nanoesferas (NS) de PLA foram usadas como sistema de vetorizacao nanometricos. O principal objetivo desse trabalho, portanto, foi o desenvolvimento e a caracterizacao de NC e NS contendo AlClPc e a avaliacao da atividade dessas nanoestruturas in vitro e in vivo. As nanoparticulas (NP) foram produzidas pela deposicao interfacial de um polimero pre-formado, descrito previamente por Fessi et al., 1989. A porcentagem de encapsulacao de AlClPc foi de 100% para todas as formulacoes, entretanto a eficiência de encapsulacao (EE) variou com a quantidade de precipitado de AlClPc presente nas amostras, sendo que o maior valor foi encontrado para as NC de PLGA. O diâmetro medio determinado por espectroscopia de correlacao de fotons (PCS) variou de 115 a 274nm. As preparacoes de NP apresentaram estreita distribuicao de tamanho com índice de polidispersao medio de 0,127, indicando populacoes monodispersas. Todas as formulacoes de NC apresentaram valores de potencial zeta negativos e perfil de liberacao sustentado. As imagens por microscopia de forca atomica (MFA) mostraram nanoestruturas esfericas, sem diferencas entre as particulas com e sem AlClPc e com tendencia ao achatamento sobre a superficie da mica, com excecao das nanoesferas. As NP foram caracterizadas pelas tecnicas espectroscopicas classicas. O perfil do espectro de absorcao para o AlClPc extraido das NP foi identico ao espectro observado para o AlClPc em etanol. O rendimento quantico de fluorescencia para o AlClPc padrao e para as formulacoes de NP foi similar. O espectro de absorcao transiente obtido mostrou decaimento monoexponencial para todas as formulacoes. As medidas de espectroscopia resolvidas no tempo para calculo do tempo de vida do AlClPc no estado excitado tripleto (τT) foram determinadas a partir da analise cinetica de decaimento transiente para a absorcao maxima (480nm) e foram ligeiramente maiores para as nanocapsulas. A citotoxicidade do AlClPc encapsulado em NP foi avaliada em cultura de fibroblastos na ausencia e na presenca de iluminacao. As formulacoes contendo AlClPc não apresentaram atividade citotoxica na ausencia de irradiacao, somente as NC de PLAx PEG apresentaram reducao significativa da viabilidade celular no escuro. Entretanto, apos exposicao a luz, todas as formulacoes de NP com AlClPc encapsulado apresentaram elevada citotoxicidade, mostrando que a encapsulacao nao prejudicou a atividade fototoxica do composto. Os efeitos do tempo de incubacao do sangue com as particulas e da dose de luz na inducao da apoptose em linfocitos e neutrofilos, tambem, foi avaliado in vitro em sangue humano. A incidencia de neutrofilos apoptoticos (1- 39%) foi maior que a de linfocitos apoptoticos (1-7%) para todas as formulacoes. A eficacia antitumoral do AlClPc livre e encapsulado em NC de PLA e NC de PLA-PEG foi avaliada em camundongos com tumor solido de Ehrlich, em duas doses unicas de 0,5 e 6,0mg/Kg. O peso medio do tumor mostrou-se significativamente menor, quando comparado ao grupo controle, somente apos a terceira semana de tratamento com AlClPc encapsulado em NC de PLA nas doses de 0,5 e 6,0mg/kg. Nao houve diferença significativa entre o peso medio do tumor de animais tratados com AlClPc livre irradiado e do grupo controle. Alem disso, ocorreu a formacao de uma crosta necrotica, na zona central de irradiacao, 24 horas apos a TFD, em animais tratados com NC de PLA. Esta crosta foi mais evidente na dose de 6,0mg/kg. Para dose de 6,0mg/kg de AlClPc, a inibicao do crescimento do tumor solido de Ehrlich foi 25,17% para o AlClPc livre, 54,80% e 66,74% para o AlClPc encapsulado em NC de PLA-PEG e NC de PLA, respectivamente. Em conclusao, nesse trabalho, nanocarreadores contendo AlClPc foram produzidos e caracterizados quanto aos aspectos fisico-quimicos e fotofisicos. A atividade dessas formulacoes foi, tambem, avaliada in vitro e in vivo e todas as analises realizadas permitiram concluir que as NC contendo AlClPc sao um sistema de vetorizacao promissor para a TFD.
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    Desenvolvimento, caracterização e avaliação de nanoestruturas contendo fotosensitizador para o tratamento de lesões malignas e potencialmente malignas em modelos experimenteis.
    (2014) Paula, Carina Silva de; Mosqueira, Vanessa Carla Furtado; Mesquita, Ricardo Alves de; Ferreira, Lucas Antônio Miranda; Aguiar, Maria Cassia Ferreira de; Almeida, Soraya de Mattos Camargo Grossmann; Lopez, Renata Fonseca Vianna
    Neste trabalho o fotossensitizador, cloro alumínio ftalocianina (AlClPc), foi incorporado em diferentes sistemas coloidais: nanocápsulas (NC) convencionais de ácido poli-D,L-lático (PLA), NC estericamente estabilizadas ou peguiladas com monometoxipolietilenoglicol-co-poli-D,L-lactídeo (PLA-PEG) e em nanoemulsões (NE) aniônicas e catiônicas utilizando-se a metodologia de precipitação seguida de evaporação do solvente. NC de PLA e PLA-PEG contendo AlClPc foram desenvolvidas e caracterizadas para o tratamento intravenoso de tumores sólidos em modelo animal usando a terapia fotodinâmica (TFD). As preparações de NC contendo AlClPc mostraram estreita distribuição de tamanho (monodispersão) com um índice de polidispersão médio de 0,13. O diâmetro médio, determinado por espectroscopia de correlação de fótons (ECF), variou em torno de 200 nm conforme a formulação e todas as formulações apresentaram potencial zeta negativo. A porcentagem de encapsulação de AlClPc foi próxima de 100% para todas as formulações. O perfil de liberação foi investigado para as nanoestruturas e foi observada uma liberação prolongada por 168 horas. A hemólise induzida pelo AlClPc livre ou pelo AlClPc-NC PLA foi baixa (< 10%), sendo que as NC PLA-PEG contendo AlClPc induziram maior hemotoxicidade (máximo de 37 %). A atividade antitumoral de AlClPc livre e incorporado em NC PLA e NC PLA-PEG foi avaliada em modelo murino de tumor sólido de Ehrlich, nas doses de 0,5 e 6,0 mg/kg de AlClPc e na dose de luz de 50 J/cm2. Os grupos controles apresentaram padrões macroscópicos e histológicos similares, enquanto, os tratados por terapia fotodinâmica induziram 70% e 68% de necrose no tumor após uma única aplicação de NC PLA e NC PLA-PEG nas doses mais altas de AlClPc, respectivamente, mostrando eficácia de NC-AlClPc no tratamento experimental por PDT em nosso modelo animal. Por outro lado, NE e NC aniônicas e catiônicas foram desenvolvidas e caracterizadas para utilização no tratamento tópico de desordens potencialmente malignas da mucosa oral, visando aplicações no tratamento futuro da leucoplasia. Nanoestruturas catiônicas compostas de estearilamina (EA) ou dodecilamina (DA) foram preparadas por nanoemulsificação espontânea. O procedimento resultou em NE monodispersas com diâmetro médio das gotículas de aproximadamente 273 nm. NC também foram preparadas e comparativamente apresentaram tamanho médio muito semelhante (263 nm). As nanoestruturas compostas de DA e EA apresentaram um potencial zeta de +17 e +76 mV, respectivamente. AlClPc-carregada em nanoestruturas catiônicas exibiram porcentagem de encapsulação de 100%. A porcentagem de AlClPc liberada in vitro de NC EA e NE EA foi de 13% e 15%, respectivamente, após 156 horas. A hemólise induzida por nanoestruturas catiônicas apresentou-se aumentada em relação às nanoestruturas aniônicas. Ambas foram também caracterizadas quanto a penetração in vivo de AlClPc através da mucosa da língua e bolsa de hamster, sendo as mucosas analisadas por microscopia confocal. Entretanto, a NE catiônica preparada com dodecilamina apresentou menor penetração na mucosa quando comparado às demais formulações. Estudos de permeação e retenção in vitro foram realizados utilizando-se mucosa da bolsa jugal de hamster com leucoplasia induzida por 7, 12- dimetilbenzoantraceno (DMBA). Os estudos de permeação e retenção in vitro demonstraram que o AlClPc incorporado à NE e mesmo em solução consegue penetrar até as camadas viáveis da mucosa com leucoplasia induzida, permanecendo retido mesmo após 6 horas de sua aplicação. Os resultados obtidos sugerem, portanto, que as nanopartículas contendo AlClPc são um sistema de vetorização promissor para aplicações clínicas na TFD em alterações potencialmente malignas, como a leucoplasia oral.
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    Impact of dose and surface features on plasmatic and liver concentrations of biodegradable polymeric nanocapsules.
    (2017) Oliveira, Líliam Teixeira; Paula, Mônica Auxiliadora de; Roatt, Bruno Mendes; Garcia, Giani Martins; Silva, Luan Silvestro Bianchini; Reis, Alexandre Barbosa; Paula, Carina Silva de; Vilela, José Mário Carneiro; Andrade, Margareth Spangler; Lana, Gwenaelle Elza Nathalie Pound; Mosqueira, Vanessa Carla Furtado
    The effect of polymeric nanocapsule dose on plasmatic and liver concentrations 20 min after intravenous administration in mice was evaluated. Nanocapsules were prepared with different polymers, namely, poly(D,Llactide) (PLA), polyethylene glycol-block-poly(D,L-lactide) (PLA-PEG), and PLA with chitosan (PLA-Cs) and compared with a nanoemulsion. These formulations were labelled with a phthalocyanine dye for fluorescent detection. The nanostructures had narrow size distributions upon separation by asymmetric flow field flow fractionation with static and dynamic light scattering detection, with average hydrodynamic diameters in the 130–300 nm range, negative zeta potentials, except PLA-Cs nanocapsules, which had a positive zeta potential. Flow cytometry revealed uptake mostly by monocytes and neutrophils in mice and human blood. PLA nanocapsules and the nanoemulsion showed dose-dependent plasma concentrations, where the percentage of plasmatic fluorescence increased with increasing administered dose. In contrast, PLA-PEG nanocapsules led to a dose-independent plasmatic profile. PLA-Cs nanocapsules showed the lowest plasmatic and liver levels of fluorescence at all administered doses and significant intravenous toxicity in mice. This work demonstrates the importance of considering the nanocarrier dose when evaluating pharmacokinetic and biodistribution data and emphasizes the role of surface features in determining the plasmatic and liver concentrations of a poorly soluble lipophilic encapsulated compound.