Nanotechnology-based drug delivery systems for treatment of oral cancer: a review

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Preparo e caracterização de nanopartículas lipídicas sólidas como sistema carreador conjunto para os herbicidas atrazina e simazina visando futuras aplicações em agricultura

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Obtenção e caracterização de nanopartículas lipídicas sólidas como sistema de transporte para ibuprofeno

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Desenvolvimento e caracterização de nanopartículas lipídicas sólidas para administração cutânea de trans-resveratrol

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Recent advances in nanoparticle carriers for coordination complexes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Nanotechnology-based drug delivery systems for the treatment of Alzheimer's disease

Alzheimer's disease is a neurological disorder that results in cognitive and behavioral impairment. Conventional treatment strategies, such as acetylcholinesterase inhibitor drugs, often fail due to their poor solubility, lower bioavailability, and ineffective ability to cross the blood-brain barrier. Nanotechnological treatment methods, which involve the design, characterization, production, and application of nanoscale drug delivery systems, have been employed to optimize therapeutics. These nanotechnologies include polymeric nanoparticles, solid lipid nanoparticles, nanostructured lipid carriers, microemulsion, nanoemulsion, and liquid crystals. Each of these are promising tools for the delivery of therapeutic devices to the brain via various routes of administration, particularly the intranasal route. The objective of this study is to present a systematic review of nanotechnology-based drug delivery systems for the treatment of Alzheimer's disease.

Nanopartículas lipídicas como sistemas carreadores para ivermectina e metopreno visando aplicações em veterinária

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The Use of Nanotechnology in Cosmetic Formulations: The Influence of Vehicle in the Vitamin A Skin Penetration

Despite the efficacy of topical retinoic acid, skin reactions have limited its acceptance by patients. Other retinoids, like Retinyl Palmitate (RP), are considerably less irritating, but they are also less effective. In order to enhance the performance of retinoids, in this work RP has been added to cosmetic formulations such as nanoemulsions, which can provide better penetration of this active substance. Because the vehicle can directly influence the skin penetration and the effectiveness of RP, two skin care products containing 5000 UI RP have been developed and investigated, namely a nanoemulsifying system and a classic gel cream. In vitro penetration tests were conducted by using Franz diffusion cells and placing porcine ear skin and iso-propanol in the receptor compartment. The RP concentration in the skin layers was analyzed by high performance liquid chromatography, and a Zeta-Sizer system was employed for measurement of the the particle size distribution. The penetration tests revealed a large difference between the vehicles in terms of the RP concentrations in each skin layer. The classic gel cream furnished better RP penetration in both the stratum corneum and the epidermis without stratum corneum + dermis, as compared to the self-nanoemulsifying system. The two vehicles displayed the same particle size (between 100 and 200 nm). Better understanding of RP skin delivery using different vehicles has been acquired, and the importance of evaluating the efficacy of nanocosmetics. Results from the present study should also contribute to the assessment of commercial self-nanoemulsifying systems with potential application in the facile production of nanoemulsions.

Nanopartículas lipídicas sólidas e vesículas cataniônicas contendo ftalocianina de cloro alumínio aplicadas nos processos fotodinâmicos

O trabalho apresentado foi realizado em duas etapas independentes e baseou-se no estudo de diferentes sistemas nanométricos para viabilizar a aplicação da ftalocianina de cloro alumínio (ClAlPc) na terapia fotodinâmica (TFD) para o tratamento do câncer de pele do tipo melanoma. O fármaco fotossensibilizante (FS) utilizado apresenta propriedades físico-químicas que lhe permitem exercer sua atividade fotodinâmica com excelência, sem a interferência do cromóforo endógeno melanina existente nas células melanocíticas. Para driblar sua elevada hidrofobicidade, ClAlPc foi encapsulada em sistemas nanométricos para administração em meio fisiológico. Inicialmente nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) foram desenvolvidas por emulsificação direta, após um estudo de elaboração do diagrama de fases. O compritol foi o lipídio sólido escolhido para compor as NLS, com diferentes concentrações de ClAlPc. Todas as formulações desenvolvidas foram devidamente caracterizadas, com tamanho médio entre 100 e 200 nm, baixa polidispersão, potencial zeta adequadamente negativo (~|30| mV), drug loading de ClAlPc entre 76-94% (com pequena redução após 24 meses) e alta eficiência de encapsulação (E.E.). A morfologia arredondada das nanopartículas foi confirmada por microscopia eletrônica de transmissão e de força atômica. A estabilidade das NLS foi de 24 meses. A avaliação da cristalinidade do lipídio revelou a integração da ClAlPc à matriz lipídica da NLS, presença de estruturas polimórficas e grau de cristalinidade adequado, sem alterações após 24 meses. Nos estudos de difusão in vitro, observou-se que ftalocianina encapsulada nas NLS acumulam-se preferencialmente na epiderme e derme do que no estrato córneo, sem traços de permeação do ativo. Foi confirmado o caráter biocompatível das NLS sobre fibroblastos NIH-3T3. A ftalocianina encapsulada nas NLS não foi tóxica na linhagem de melanoma B16-F10 na ausência de luz, porém, apresentou excelente efeito fototóxico (0,75 ?g mL-1 de ClAlPc nanoencapsulada e irradiação entre 0,5 e 2,0 J cm-2), com redução da viabilidade celular de 87%. O segundo sistema de veiculação estudado foram as vesículas cataniônicas (VesCat), que se formam espontaneamente em água com o tensoativo TriCat 12. A obtenção das vesículas contendo ClAlPc envolve uma etapa adicional, para remoção de solvente orgânico, que foi aprimorada, reduzindo o tempo de produção em 55%. As VesCat/ClAlPc obtidas mantiveram suas propriedades físico-químicas e morfologia arredondada (confirmada por microscopia eletrônica de varredura), drug loading de 47% e alta E.E. Os resultados comprovaram que a aplicação desses dois sistemas nanométricos é altamente eficiente para aplicação da TFD no tratamento do câncer de pele do tipo melanoma ou outras doenças cutâneas, apresentando características favoráveis para avanços nos estudos de fase clínica e pré-clínica.

Efeitos da vitamina E associada a nanopartículas lipídicas no remodelamento cardíaco, em ratos infartados

Do ponto de vista clínico, o remodelamento ventricular está associado a um pior prognóstico. Pacientes com remodelamento já diagnosticado, ou com alto risco de desenvolvê-lo, devem ser tratados de forma intensiva, a fim de prevenir, atenuar ou mesmo reverter esse processo. O objetivo do presente estudo foi investigar os efeitos da vitamina E associada a nanopartículas lipídicas no remodelamento cardíaco, em ratos. Medidas ecocardiográficas foram determinadas 24 horas pós infarto e seis semanas após tratamento. Cortes teciduais do coração foram submetidos a coloração com Hematoxilina eosina e Picrosirius red. Duas regiões distintas do ventrículo esquerdo remotas ao infarto foram examinadas: subendocárdica e não subendocárdica. A extensão do infarto, o diâmetro dos miócitos, a fração de variação da área e o índice de expansão do ventrículo esquerdo foram determinados. No ecocardiograma observamos que os grupos infartados apresentaram um aumento no diâmetro diastólico e sistólico, uma diminuição da fração de encurtamento e da fração de variação da área quando comparados ao grupo controle. Na análise morfométrica, foi observado que nos animais infartados houve um aumento do diâmetro dos miócitos, da expansão do ventrículo esquerdo e da fração de volume do colágeno, principalmente na região subendocárdica, quando comparado ao grupo controle. A vitamina E associada a nanopartículas lipídicas, não apresentou efeitos protetores e nem atenuantes no remodelamento cardíaco nesse modelo experimental

Sistemas semissólidos à base de nanopartículas lipídicas

As nanopartículas lipídicas foram desenvolvidas no início dos anos 90 e, atendendo às vantagens que apresentam comparativamente a outros sistemas coloidais, têm-se demonstrado muito promissoras, tanto para uso cosmético como farmacêutico. No entanto, atualmente apenas existem comercializados produtos cosméticos à base de nanopartículas lipídicas, o que pode ser justificado pelas restrições regulamentares relacionadas com a introdução de medicamentos no mercado. Existem dois tipos de nanopartículas lipídicas, as nanopartículas de lípidos sólidos (Solid Lipid Nanoparticles, SLN) e os vetores lipídicos nanoestruturados (Nanostructured Lipid Carriers, NLC), consistindo ambos em dispersões aquosas de nanopartículas sólidas. A baixa viscosidade destes sistemas dificulta a sua aplicação tópica. Neste contexto, têm sido desenvolvidas várias formulações semissólidas à base de nanopartículas lipídicas para aplicação tópica, nomeadamente cutânea, ocular, nasal e vaginal. A primeira parte desta dissertação consiste na revisão bibliográfica relativa ao estado da arte dos sistemas semissólidos à base de nanopartículas lipídicas, para uso farmacêutico e cosmético, baseada nos estudos realizados por diversos autores, entre 2012 e 2016. Na segunda parte, são apresentados resultados do trabalho experimental relativo ao desenvolvimento e caraterização de uma formulação semissólida à base de nanopartículas lipídicas.

Efficacy and safety of patisiran for familial amyloidotic polyneuropathy: a phase II multi-dose study

BACKGROUND: Transthyretin-mediated amyloidosis is an inherited, progressively debilitating disease caused by mutations in the transthyretin gene. This study evaluated the safety, tolerability, pharmacokinetics, and pharmacodynamics of multiple doses of patisiran (ALN-TTR02), a small interfering RNA encapsulated within lipid nanoparticles, in patients with transthyretin-mediated familial amyloid polyneuropathy (FAP).

Synthesis and characterization of novel cationic lipid and cholesterol-coated gold nanoparticles and their interactions with dipalmitoylphosphatidylcholine membranes

Novel gold nanoparticles bearing cationic single-chain, double-chain, and cholesterol based amphiphilic units have been synthesized. These nanoparticles represent size-stable entities in which various cationic lipids have been immobilized through their thiol group onto the gold nanoparticle core. The resulting colloids have been characterized by UV-vis, (1)H NMR, FT-IR spectroscopy, and transmission electron microscopy. The average size of the resultant nanoparticles could be controlled by the relative bulkiness of the capping agent. Thus, the average diameters of the nanoparticles formed from the cationic single-chain, double-chain, and cholesterol based thiolate-coated materials were 5.9,2.9, and 2.04 nm, respectively. We also examined the interaction of these cationic gold nanoparticles with vesicular membranes generated from dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) lipid suspensions. Nanoparticle doped DPPC vesicular suspensions displayed a characteristic surface plasmon band in their UV-vis spectra. Inclusion of nanoparticles in vesicular suspensions led to increases in the aggregate diameters, as evidenced from dynamic light scattering. Differential scanning calorimetric examination indicated that incorporation of single-chain, double-chain, and cholesteryl-linked cationic nanoparticles exert variable effects on the DPPC melting transitions. While increased doping of single-chain nanoparticles in DPPC resulted in the phases that melt at higher temperatures, inclusion of an incremental amount of double-chain nanoparticles caused the lowering of the melting temperature of DPPC. On the other hand, the cationic cholesteryl nanoparticle interacted with DPPC in membranes in a manner somewhat analogous to that of cholesterol itself and caused broadening of the DPPC melting transition.

Lipid coated mesoporous silica nanoparticles as an oral delivery system for targeting and treatment of intravacuolar Salmonella infections

Lipid coated mesoporous silica nanoparticle (L-MSN) were synthesized for oral delivery of ciprofloxacin for intracellular elimination of Salmonella pathogen. The particle size was found to be between 50-100 nm with a lipid coat of approximately 5 nm thickness. The lipid coating was achieved by sonication of liposomes with the MSN particles and evaluated by CLSMand FTIR studies. The L-MSN particles exhibited lower cytotoxicity compared to bare MSN particles. Ciprofloxacin, a fluoroquinolone antibiotic, loaded into the L-MSN particles showed enhanced antibacterial activity against free drug in in vitro assays. The lipid coat was found to aid in intravacuolar targeting of the drug cargo as observed by confocal microscopy studies. We also observed that a lower dose of antibiotic was sufficient to clear the pathogen from mice and increase their survivability using the L-MSN oral delivery system.

Interplay of electrostatics and lipid packing determines the binding of charged polymer coated nanoparticles to model membranes

Understanding of nanoparticle-membrane interactions is useful for various applications of nanoparticles like drug delivery and imaging. Here we report on the studies of interaction between hydrophilic charged polymer coated semiconductor quantum dot nanoparticles with model lipid membranes. Atomic force microscopy and X-ray reflectivity measurements suggest that cationic nanoparticles bind and penetrate bilayers of zwitterionic lipids. Penetration and binding depend on the extent of lipid packing and result in the disruption of the lipid bilayer accompanied by enhanced lipid diffusion. On the other hand, anionic nanoparticles show minimal membrane binding although, curiously, their interaction leads to reduction in lipid diffusivity. It is suggested that the enhanced binding of cationic QDs at higher lipid packing can be understood in terms of the effective surface potential of the bilayers which is tunable through membrane lipid packing. Our results bring forth the subtle interplay of membrane lipid packing and electrostatics which determine nanoparticle binding and penetration of model membranes with further implications for real cell membranes.