Paediatric drug development:reformulation, in vitro, genomic and in vivo evaluation

Angiotensin converting enzyme (ACE) inhibitors lisinopril and ramipril were selected from EMA/480197/2010 and the potassium-sparing diuretic spironolactone was selected from the NHS specials list for November 2011 drug tariff with the view to produce oral liquid formulations providing dosage forms targeting paediatrics. Lisinopril, ramipril and spironolactone were chosen for their interaction with transporter proteins in the small intestine. Formulation limitations such as poor solubility or pH sensitivity needed consideration. Lisinopril was formulated without extensive development as drug and excipients were water soluble. Ramipril and spironolactone are both insoluble in water and strategies combating this were employed. Ramipril was successfully solubilised using low concentrations of acetic acid in a co-solvent system and also via complexation with hydroxypropyl-β-cyclodextrin. A ramipril suspension was produced to take formulation development in a third direction. Spironolactone dosages were too high for solubilisation techniques to be effective so suspensions were developed. A buffer controlled pH for the sensitive drug whilst a precisely balanced surfactant and suspending agent mix provided excellent physical stability. Characterisation, stability profiling and permeability assessment were performed following formulation development. The formulation process highlighted current shortcomings in techniques for taste assessment of pharmaceutical preparations resulting in early stage research into a novel in vitro cell based assay. The formulations developed in the initial phase of the research were used as model formulations investigating microarray application in an in vitro-in vivo correlation for carrier mediated drug absorption. Caco-2 cells were assessed following transport studies for changes in genetic expression of the ATP-binding cassette and solute carrier transporter superfamilies. Findings of which were compared to in vitro and in vivo permeability findings. It was not possible to ascertain a correlation between in vivo drug absorption and the expression of individual genes or even gene families, however there was a correlation (R2 = 0.9934) between the total number of genes with significantly changed expression levels and the predicted human absorption.

Paediatric drug development of ramipril:reformulation, in vitro and in vivo evaluation

Ramipril is used mainly for the treatment of hypertension and to reduce incidence of fatality following heart attacks in patients who develop indications of congestive heart failure. In the paediatric population it is used most commonly for the treatment of heart failure, hypertension in type 1 diabetes and diabetic nephropathy. Due to the lack of a suitable liquid formulation, the current study evaluates the development of a range of oral liquid formulations of ramipril along with their in vitro and in vivo absorption studies. Three different formulation development approaches were studied: solubilisation using acetic acid as a co-solvent, complexation with hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HP-β-CD) and suspension development using xanthan gum. Systematic optimisation of formulation parameters for the different strategies resulted in the development of products stable for twelve months at long term stability conditions. In vivo evaluation showed CMAX of 10.48 µg/mL for co-solvent, 13.04µg/ml for the suspension and 29.58µg/mL for the cyclodextrin based ramipril solution. Interestingly, both ramipril solution (co-solvent) and the suspension showed a TMAX of 2.5h, however, cyclodextrin based ramipril produced TMAX at 0.75h following administration. The results presented in this study provide translatable products for oral liquid ramipril which offer preferential paediatric use over existing alternatives.

In vitro and in vivo evaluation of lyophilized bioprosthetic valve

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

Combined anti-Galectin-1 and anti-EGFR siRNA-loaded chitosan-lipid nanocapsules decrease temozolomide resistance in glioblastoma: In vivo evaluation

International audience

Evaluation of in vitro and in vivo adhesion and immunomodulatory effect of Lactobacillus species strains isolated from chickens

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

Evaluation of sun protection factor of cosmetic formulations by a simple visual in vitro method mimicking the in vivo method

A new concept for in vitro visual evaluation of sun protection factor (SPF) of cosmetic formulations based on a supramolecular ultraviolet (UV) dosimeter was clearly demonstrated. The method closely parallels the method validated for in vivo evaluation and relies on the determination of the slightest perceptible bleaching of an iron-complex dye/nanocrystallinetitanium dioxide interface (UV dosimeter) in combination with an artificial skin substrate simulating the actual human skin in the presence and absence of a cosmetic formulation. The successful evaluation of SPF was ensured by the similarity of the erythema response of our dosimeter and human skin to UV light irradiation. A good linear correlation of in vitro and in vivo data up to SPF 40 confirmed the effectiveness of such a simple, cheap, and fast method. In short, here we unravel a convenient and accessible visual FPS evaluation method that can help improving the control on cosmetic products contributing to the reduction of skin cancer, one of the critical public health issues nowadays. (C) 2011 Wiley Periodicals, Inc. and the American Pharmacists Association J Pharm Sci 101:726732, 2012

Avaliação do potencial antimalárico de Norantea brasiliensis Choisy (Marcgraviaceae) cultivada in vitro e in vivo

A malária é uma doença infecciosa causada por protozoários do gênero Plasmodium, transmitidos ao homem, principalmente, através da picada do mosquito infectado. O tratamento é realizado por meio do uso de drogas, como a cloroquina, uma vez que não há vacina eficiente contra a doença. Porém, a resistência dos parasitos aos medicamentos tem levado à busca por novas substâncias com atividade antimalárica, inclusive de origem vegetal. Nesse contexto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a atividade antimalárica de extratos metanólicos de Norantea brasiliensis cultivada sob condições in vivo e in vitro, espécie nativa ocorrente em restingas, com potencial medicinal já comprovado para várias atividades. Foram desenvolvidos protocolos de calogênese e cultura de raízes da espécie visando à definição de um sistema de produção de metabólitos. Para a cultura in vitro, explantes foram inoculados em meio líquido e sólido contendo diferentes fitorreguladores e concentrações. A partir da cultura de tecidos, foram testados extratos do material produzido biotecnologicamente para comparação com o material botânico cultivado no campo. Os testes sobre o potencial antimalárico foram realizados in vivo, utilizando-se camundongos infectados pelo Plasmodium berghei ANKA, e in vitro utilizando o Plasmodium falciparum. Em seguida foram administrados a cloroquina e os extratos vegetais. A parasitemia foi observada seguindo os protocolos já estabelecidos pelo Laboratório de Imunofarmacologia do Instituto Oswaldo Cruz (IOC). Resultados mostraram que explantes foliares e caulinares de plantas germinadas in vitro, inoculados em meio sólido B5 suplementado com 2,0 mg.mL-1 de ANA, são as melhores fontes para a produção de raízes, apresentando maiores valores de peso fresco e peso seco, mostrando-se um sistema promissor para a produção in vitro de metabólitos da espécie. A avaliação da atividade antimalárica in vivo revelou seu potencial a partir de extrato de raízes de planta cultivada in vivo, na concentração de 50 mg/kg apresentando redução significativa da parasitemia quando comparada com o controle não tratado. Paralelamente, nos testes in vitro a concentração de 100 μg/kg do extrato de raízes de planta cultivada in vivo apresentou diferença significativa quando comparada com as outras concentrações testadas e o controle negativo. Além disso, há uma tendência de aumento do efeito inibitório conforme o aumento da concentração do extrato. Os resultados indicam o potencial de atividade antimalárica em raízes de N. brasiliensis, sendo este estudo o primeiro realizado para a espécie

Avaliação do potencial leishmanicida e antibacteriano de Annona mucosa (Jacq.) - Annonaceae cultivada in vitro e in vivo

A biodiversidade brasileira abrange plantas de importância medicinal que podem ser utilizadas na formulação de novos fármacos. Contudo, tem sido reduzida em velocidade alarmante, em função de diferentes ações antrópicas. A cultura de tecidos vegetais propicia a conservação e uso do germoplasma permitindo a obtenção de substâncias de importância medicinal. As leishmanioses são consideradas um problema de saúde pública mundial sendo a espécie Leishmania braziliensis de maior importância epidemiológica no Brasil. Recentemente tem-se registrado aumento da resistência à linha de tratamento usual. Do mesmo modo, o uso indiscriminado de antibióticos levou ao aumento de bactérias multirresistentes, que representam sério risco de infecção. A espécie Annona mucosa (Jacq.) possui substâncias, como acetogeninas e alcaloides, que apresentam atividades antiparasitária e antimicrobiana. Nesse sentido, o objetivo do trabalho foi avaliar o potencial leishmanicida e antibacteriano de extratos de A. mucosa de material produzido in vitro e in vivo. Foi proposto um protocolo de germinação in vitro, ainda não reportada para a espécie, com vistas à obtenção de plântulas axênicas. Em meio WPM foram cultivados explantes hipocotiledonares e foliares em meio MS, suplementados com PIC e diferentes concentrações de KIN, BAP ou TDZ. Os calos obtidos foram cultivados em meio líquido de mesma composição para a produção de suspensões celulares. Os materiais foram submetidos à extração metanólica e posterior fracionamento em hexano e diclorometano. Para a avaliação da atividade dos extratos sobre L. braziliensis foi usado o modelo in vitro, com a forma promastigota, e in vivo na forma amastigota, a partir do tratamento de macrófagos peritoneais de camundongos infectados com o parasito. Ambas as formas foram tratadas com os extratos por 96 e 48h, respectivamente. A atividade antimicrobiana foi avaliada por macrodiluição do extrato em Mueller-Hinton, sendo avaliado o crescimento das cepas após 16h de incubação a 48C. A germinação in vitro da espécie foi alcançada em substrato vermiculita estéril umedecido com solução de sais do meio MS, com taxa média de 85%. A maior produção de calos friáveis foi obtida em meios contendo KIN, com potencial uso para cultivo em suspensões celulares. Os extratos do material in situ e in vitro apresentaram atividade leishmanicida, apesar da toxicidade para macrófagos. Culturas de células em suspensão apresentaram potencial leishmanicida in vitro e redução da infecção em macrófagos. Os extratos do material avaliado apresentaram atividade antimicrobiana seletiva, com inibição do crescimento de Streptococcus pyogenes e Bacillus thurigiensis em diferentes concentrações avaliadas. Os métodos biotecnológicos empregados permitiram a obtenção de materiais com propriedades medicinais para as atividades leishmanicida e antibacteriana, assim como o material in vivo, constituindo este estudo o primeiro relato para as atividades propostas em A. mucosa.

Avaliação dos elásticos ortodônticos intra-orais de látex e de borracha sintética: estudo in vitro e in vivo

Os elásticos ortodônticos intermaxilares sintéticos vem sendo cada vez mais utilizados, sendo principalmente indicados para pacientes que apresentam hiper-sensibilidade ao látex. Afim de avaliar e comparar o comportamento de elásticos de látex e sintéticos quanto a perda de força ao longo do tempo, este estudo foi realizado tanto in vitro quanto in vivo. Para o estudo in vitro foram avaliados 15 elásticos de cada material, para cada tempo: 0, 1, 3, 12 e 24 horas. No estudo in vivo, pacientes foram avaliados (N=15), utilizando elásticos de ambos os materiais (látex e sintético), nos mesmos tempos do estudo in vitro. Os elásticos foram transferidos para a máquina de ensaios mecânicos (EMIC DL-500 MF). Os valores da força gerada foram registrados após a distensão dos elásticos a uma distância de 25mm. Foi aplicado o teste t pareado para a amostra clínica e independente para a amostra laboratorial. Foi utilizada a análise de variância (ANOVA) para verificar a variação das forças geradas entre os tempos determinados e o teste post-hoc para identificar entre quais tempos houve diferença significativa. Quanto às forças iniciais geradas (zero hora), os valores para os elásticos sintéticos foram bastante semelhantes entre os estudos laboratorial e clínico e ligeiramente superiores aos dos elásticos de látex. Nos tempos subsequentes, as forças geradas pelos elásticos de látex apresentaram valores superiores. Em relação à degradação do material, ao final de 24 horas, maior percentual foi observado para os elásticos sintéticos, tanto in vitro quanto in vivo. A maior queda nos valores das forças liberadas pelos elásticos de ambos os materiais e nos estudos clínico e laboratorial, ocorreu entre os tempos de 0 e 1 hora, seguida de uma queda gradativa e progressiva até o tempo de 24 horas. Os elásticos de látex apresentaram um comportamento mais estável no período estudado em relação aos sintéticos, em ambos os estudos.

Avaliação do desempenho in vivo do biovidro FastOs™

O conceito de bioatividade surgiu com a descoberta, no início década de 70, de que algumas composições vítreas (ex.: 45S5 Bioglass®), tinham a capacidade de estabelecer uma ligação direta e estável com os tecidos vivos. Desde então, este grupo de biomateriais tem vindo a receber uma atenção cada vez maior por parte dos investigadores, tendo como motivação principal a busca de novas composições com propriedades mais adequadas para a regeneração óssea do que as composições comercialmente disponíveis. Na presente tese, avaliou-se o desempenho in vivo de duas composições de biovidro do sistema diopsite (CaMgSi2O6) - fluorapatite (Ca5(PO4)3F) - fosfato tricálcico (3CaO•P2O5) aplicados em defeitos ósseos de tamanho não crítico em carneiros, tendo também sido avaliada a biocompatibilidade dos biomateriais através da aplicação subcutânea de placas dos mesmos vidros. O trabalho realizado também incluiu a avaliação dos materiais in vitro, através de estudos de biomineralização em fluido corporal simulado e estudos de degradação. Os biomateriais foram comparados com o biovidro 45S5 Bioglass®, sendo que em termos de bioatividade in vitro, as duas composições investigadas apresentaram um maior potencial bioativo, levando à formação de uma camada superficial de hidroxiapatite carbonatada, em contraste com a formação de calcite na composição comercial, sob condições idênticas. Os testes de degradação in vitro também apresentaram resultados melhores para as duas novas composições, traduzidos por variações de pH e taxas de degradação menores do que os observados no caso do 45S5 Bioglass®. A avaliação in vivo dos implantes subcutâneos permitiu apurar a biocompatibilidade dos biovidros testados, tendo sido considerados ligeiramente irritantes. Os resultados relativos à aplicação dos pós de vidro bioativo nos defeitos ósseos não foram obtidos em tempo útil de modo a poderem ser incluídos na presente tese. Considerando o desempenho in vitro e a biocompatibilidade dos materiais estudados, estes podem apontar-se como materiais promissores para aplicações em engenharia de tecidos, particularmente na regeneração do tecido ósseo.

Synthesis and biological in vitro evaluation of novel PEG-psoralen conjugates

Psoralens are well-known photosensitizers, and 8- methoxypsoralen and 4,5',8-trimethylpsoralen are widely used in photomedicine as "psoralens plus UVA therapy" (PUVA), in photopheresis, and in sterilization of blood preparations. In an attempt to improve the therapeutic efficiency of PUVA therapy and photopheresis, four poly(ethylene glycol) (PEG)-psoralen conjugates were synthesized to promote tumor targeting by the enhanced permeability and retention (EPR) effect. Peptide linkers were used to exploit specific enzymatic cleavage by lysosomal proteases. A new psoralen, 4-hydroxymethyl-4', 8-dimethylpsoralen (6), suitable for polymer conjugation was synthesized. The hydroxy group allowed exploring different strategies for PEG conjugation, and linkages with different stability such ester or urethanes were obtained. PEG (5 kDa) was covalently conjugated to the new psoralen derivative using four different linkages, namely, (i) direct ester bond (7), (ii) ester linkage with a peptide spacer (8), (iii) a carbamic linker (9), and (iv) a carbamic linker with a peptide spacer (12). The stability of these new conjugates was assessed at different pHs, in plasma and following incubation with cathepsin B. Conjugates 7 and 8 were rapidly hydrolyzed in plasma, while 9 was stable in buffer and in the presence of cathepsin B. As expected, only the conjugates containing the peptide linker released the drug in presence of cathepsin B. In vitro evaluation of the cytotoxic activity in the presence and absence of light was carried out in two cell lines (MCF-7 and A375 cells). Conjugates 7 and 8 displayed a similar activity to the free drug (probably due to the low stability of the ester linkage). Interestingly, the conjugates containing the carbamate linkage (9 and 12) were completely inactive in the dark (IC50 > 100 mu M in both cell lines). However, antiproliferative activity become apparent after UV irradiation. Conjugate 12 appears to be the most promising for future in vivo evaluation, since it was relatively stable in plasma, which should allow tumor targeting and drug release to occur by cathepsin B-mediated hydrolysis.

Ação de produtos químicos in vitro e in vivo sobre Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, agente causal do cancro bacteriano do tomateiro

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a sensibilidade in vitro e in vivo de um isolado de Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (Cmm) aos produtos cloridrato de kasugamicina, fulusulfamide e oxitetraciclina. Para o teste in vitro, foram avaliados os halos de inibição formados ao redor de discos de papel de filtro umedecidos com os produtos, nas concentrações de 0, 1, 10, 100 e 1000 mig mL-1, 24 h após a instalação do ensaio. Quanto à avaliação dos produtos in vivo, dois ensaios foram instalados sob condições de casa-de-vegetação, com plantas de tomateiro cultivar Ângela Hiper, através da inoculação das plantas por dois métodos: pulverização foliar e ferimento no caule. Nos dois ensaios, as plantas foram pulverizadas com os produtos cloridrato de kasugamicina a 0,06 mL L-1, fulusulfamide a 0,025, 0,05 e 0,075 mL L-1 e oxitetraciclina a 0,40 g L-1, duas vezes antes e duas vezes após a inoculação, em intervalos médios de 5-7 dias. Foram avaliados a incidência de folíolos doentes (inoculação foliar) e a severidade dos sintomas nas plantas inoculadas por ferimento no caule. Verificou-se que o isolado de Cmm foi sensível in vitro ao cloridrato de kasugamicina, ao fulusulfamide e à oxitetraciclina, respectivamente a partir das concentrações de 1000, 100 e 10 mig mL-1. Com relação aos ensaios in vivo, apenas oxitetraciclina propiciou menor incidência de folíolos doentes nas plantas inoculadas através de pulverização foliar; nenhum produto teve êxito em controlar a doença nas plantas inoculadas por ferimento no caule. O fulusulfamide, em todas as concentrações, foi fitotóxico aos folíolos das plantas de tomateiro.

Utilização da técnica de ultra-som em tempo real na avaliação in vivo de cordeiros

Pós-graduação em Zootecnia - FMVZ

The influence of photodynamic therapy parameters on the inactivation of Candida spp: in vitro and in vivo studies

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)