Desenvolvimento de novos nanocarreadores para liberação controlada de Olanzapina e Camptotecina

Nos últimos anos, os estudos relacionados da área biomédica vêm se desenvolvendo com um destaque especial na liberação controlada de fármacos a partir do desenvolvimento de materiais nanoestruturados em busca de melhorias na administração dos fármacos. O desenvolvimento de sistemas de liberação controlada leva em consideração alguns fatores, como o tipo do fármaco, tipo de administração, resistência do material veiculador em meios aquosos, biocompatibilidade e entre outros. O trabalho foi realizado a partir dos estudos dos fármacos Olanzapina e Camptotecina. A olanzapina (OLZ) é um fármaco, que atua no tratamento da esquizofrenia e apresenta baixa solubilidade em meios aquosos dificultando o tratamento das enfermidades. O sistema de liberação controlada para a OLZ propõe a incorporação do fármaco em um suporte inorgânico à base do argilomineral montmorillonita (MMT) dispersos em uma mistura biopolimérica de Alginato (ALG) e Goma Xantana (GX). Após a síntese dos materiais propostos, os híbridos e os bionanocompósitos foram caracterizados por diversas técnicas. As caracterizações comprovaram a intercalação do fármaco na MMT pelo processo de troca iônica, como também a interação com os biopolímeros. O teste de liberação foi capaz de mostrar em diferentes pH que o sistema proposto apresenta uma liberação mais controlada para o fármaco estudado, do que quando dissolvido apenas o comprimido comercial, indicando que o material desenvolvido pode atuar como um sistema de liberação controlada. Para o estudo da Camptotecina, antitumoral de amplo espectro, foi realizada a incorporação do fármaco em uma matriz 100% orgânica através de uma ligação covalente ao COF-5 (Covalent Organic Framework). Para isso, um dos ligantes utilizado na síntese do COF-5, o Ácido 1,4-benzenodiborônico (BDBA), foi submetido à nitração e redução com H2, para fornecer uma funcionalidade com grupos NH2 nas paredes dos poros. Uma esterificação com a camptotecina mais o ácido succínico foi necessária para que a posterior amidação fosse obtida com sucesso. Com isso, neste estudo foram realizadas modificações sequenciais da parede porosa do COF-5 com grupos amino nucleofílicos (10%-100%). Aos quais forneceram materiais altamente funcionalizados com excelente resistência à digestão hidrolítica. A ligação subsequente da camptotecina relata o primeiro caso de um sistema de liberação de fármacos estável baseado em COFs com fármacos unidos covalentemente. Os materias sintetizados foram caracterizados pós-síntese e testados sua estabilidade frente à fluidos biológicos. Para avaliação da atividade biológica, efeito anti-tumoral, os materiais foram incubados com células HeLa verificando a citototixicidade e calculando o os valores correspondentes da metade da inibição máxima (IC50). As amostras apresentam uma citotoxicidade ligeiramente inferior à da camptotecina, com valores de IC50 4 a 6 vezes superiores aos do fármaco livre. Obtendo-se com sucesso o mecanismo esperado de liberação intracelular da camptotecina. In recent years, related biomedical studies have been developing with a special emphasis on the controlled drug release from the development of nanostructured materials in exploration of improvements in drug administration. For the development of controlled release systems, we look for factors such as the type of drug, type of administration, resistance of the carrier material in aqueous media, biocompatibility and others. This work was carried out from the studies of the drugs Olanzapine and Camptothecin. Olanzapine (OLZ) is a drug that acts in the treatment of schizophrenia and presents low solubility in aqueous media making it difficult to treat the diseases. The controlled release system for OLZ proposes the incorporation of OLZ into an inorganic support based on montmorillonite (MMT) dispersed in a biopolymer mixture of Alginate (ALG) and Xanthan Gum (GX). After the synthesis of the proposed materials, hybrids and bionanocomposites were characterized by some techniques. The characterizations showed the intercalation of drug in the MMT by ion exchange process, as well as interaction with the biopolymers. The release test was able to show at different pHs that the proposed system shows a more controlled release for the drug studied, than when dissolved only the commercial tablet, indicating that the developed material can act as a controlled release system. For the study of Camptothecin, wide-range spectrum antitumor, the drug was incorporated in a 100% organic matrix through a covalent bonding to COF5 (Covalent Organic Framework). So, one of the ligands used in the synthesis of COF-5, 1,4- benzenediboronic acid (BDBA), was subjected to nitration and reduction with H2 to provide a functionality with NH2 groups on the pore walls. An esterification with camptothecin and succinic acid was required for subsequent amidation to be obtained successfully. Sequential pore wall modification of covalent organic frameworks (e.g., COF-5) with nucleophyllic groups (e.g., amino) yields highly functionalized materials with outstanding resistance to hydrolytic digestion. Subsequent bonding of camptothecin reports the first case of a stable drug delivery system based on covalently conjugated COFs. The synthesized materials are characterized and tested against the biological fluids. We performed a preliminary study of the biological activity by incubation with HeLa cell line. Cytotoxicity was measured by using the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl diphenyltetrazolium bromide) (MTT) assay, and calculating the corresponding half maximal inhibitory concentration (IC50) values.