Desenvolvimento e caracterização de sistemas nanoestruturados contendo ácido ursólico: investigação da atividade citotóxica, antioxidante, anti-degradação da matriz celular, toxicidade e permeação cutânea ex-vivo e in vivo

• Main Author: Resende, Erika Crispim
• Other Authors: Lima, Eliana Martins
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Goiás 2014
• Subjects: ácido ursólico; Citotoxicidade; Permeação cutânea; Tape stripping; Microemulsões; Ursolic acid; Microemulsions; Skin permeation; Citotoxicity; CIENCIAS DA SAUDE
• Online Access: http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/3773

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Erika Crispim Resende - 2013.pdf: 9225841 bytes, checksum: 704ac58eda3cb376fd2c234dcc302a24 (MD5) Previous issue date: 2013-06-28 === Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG === O ácido ursólico (AU) é um composto triterpenoide pentacíclico que ocorre em grande variedade de plantas do Cerrado. Apresenta atividades anti-inflamatória, antioxidante, antitumoral e ação inibidora de enzimas responsáveis pelo envelhecimento cutâneo. Devido à sua reduzida hidrossolubilidade, a incorporação do AU em produtos de uso tópico representa um desafio farmacotécnico. Neste sentido, a produção de nanossistemas pode ser considerada uma alternativa promissora. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar sistemas nanoestruturados contendo AU, investigar a atividade citotóxica, antioxidante, antidegradação da matriz celular, toxicidade, avaliar o efeito de permeação cutânea ex vivo e in vivo do AU e verificar a eficácia no tratamento de manchas cutâneas e prevenção de rugas. Inicialmente o AU foi submetido aos ensaios de citotoxicidade em células B16-F10 e Balb/c 3T3 por MTT e em Balb/c 3T3 pela captação do corante vermelho neutro. A morfologia das células B16-F10 tratadas com AU foi avaliada através de coloração de Giemsa. A atividade antioxidante celular (AAC) do AU foi realizada em células NIH-3T3 pelo método de diclorofluoresceína. A capacidade do AU em inibir enzimas (elastase, colagenase e tirosinase) foi avaliada por métodos espectrofotométricos. Os Lipossomas (LPs, obtidos pelo método de hidratação do filme lipídico), nanopartículas poliméricas (NPs, preparadas através da técnica de precipitação do polímero pré-formado) e as microemulsões (MEs, obtidas por emulsificação espontânea) foram caracterizados quanto à distribuição do tamanho, índice de polidispersão (PdI), pH, potencial zeta e teor do AU incorporado. Com a finalidade de veicular as MEs, uma emulsão (EM) foi formulada. O índice de refração (IR) foi determinado para os componentes das MEs e das EMs. A estabilidade física foi por observação visual e testes de centrifugação. Métodos cromatográficos com detector ultravioleta e de massas (CLAE-UV e CLAE-EM/EM) foram desenvolvidos e validados para quantificar o AU nas formulações e nos ensaios de permeação. Os testes pré-clínicos da EM com ME (AU 0,02%) e da ME (AU 0,2%) envolveram ensaios de contagem de micro-organismos totais, toxicidade oral aguda em ratos, irritação ocular e cutânea primária em coelhos, sensibilização cutânea em cobaias, toxicidade dermal aguda em ratos, mutagenicidade in vitro e micronúcleo em camundongos. Foram realizadas permeações cutâneas ex-vivo (utilizando células de Franz e pele de orelha de porco) e in vivo (pela técnica de tape stripping em antebraços de voluntários sadios). Nos estudos ex-vivo uma solução receptora de lauril sulfato de sódio a 2,5% (pH 7,4, 37°C a 300rpm) foi utilizada atendendo as condições sink. Após 24 horas, a solução receptora, o estrato córneo e a epiderme viável foram analisados quanto à presença do AU. A permeação in vivo teve a finalidade de obter informações sobre o tempo de exposição na pele de voluntários sadios à dose de AU presente nas formulações. O estudo clínico foi mono-cêntrico, aberto, prospectivo com dois tratamentos em um período utilizando-se quatro voluntários masculinos sadios (18–28 anos). Os parâmetros dermofarmacocinéticos da área sob a curva do perfil de penetração de AU ao longo das fitas (ASC0-t) e do tempo necessário para que o AU atingisse a metade do efeito máximo predito ET50 foram avaliados. A integridade cutânea dos voluntários foi monitorada pela perda de água transepidermal. As formulações (60mg) foram aplicadas em 5 sítios (2,0 cm2) em cada antebraço ficando em contato com a pele por 30 minutos, 1 h, 2 h, 4 h e 6 h (sítios 1 ao 5, respectivamente). Decorrido o tempo de cada sítio, a técnica de tape stripping foi realizada e o AU quantificado. 32 mulheres (35-63 anos) foram instruídas a utilizar a ME contendo AU por 30 dias em um estudo de eficácia clínica dermatológica de aceitabilidade cutânea e de apreciabilidade cosmética. Após o tratamento, as voluntárias fizeram avaliação clínica final para comparação do aspecto do rosto (D30) com o início do tratamento (D0). A eficácia clínica foi analisada quanto à uniformidade do tom da pele, manchas, linhas de expressão e rugas. Já a apreciabilidade cosmética foi feita por meio de um questionário. Os resultados dos ensaios da concentração inibitória CI50 de AU para B16-F10 foi de 15,70μM e de 22,09 μM para 3T3. A CI50 de AU em células de melanoma confirmou a capacidade antitumoral do AU. Ocorreram alterações na morfologia das células B16-F10 quando tratadas com AU próximo ao valor da CI50 sugerindo apoptose. O AU exibiu atividade antioxidante celular inibindo cerca de 65% a oxidação da quercetina, mas não foi possível observar esta atividade quando o AU foi submetido a ensaios in vitro com reações radicalares (DPPH•). Nos ensaios enzimáticos, o AU inibiu ±25% da colagenase, ±22% da tirosinase e ±11% da elastase. O método CLAE-EM/EM foi validado sendo linear com R>0,99. Apresentou precisão e exatidão com desvio padrão relativo (DPR%) abaixo de 10% e recuperação variando de 93,3 a 103,4%. Os LPs e as NPs apresentaram instabilidade com vazamento de AU e baixa encapsulação. As MEs apresentaram pH dentro da faixa aceitável para aplicação tópica e maior incorporação de AU do que os sistemas de LPs e NPs. A ME incorporada à emulsão apresentou estabilidade a temperatura ambiente. A ME e a emulsão contendo AU demonstraram perfis reológicos semelhantes evidenciando ausência de propriedade tixotrópica. Os IRs variaram de 1,3388 para emulsão sem ME a 1,4700 para os tensoativos. As MEs apresentaram valores intermediários de IR concluindo eram do tipo água em óleo (A/O). Não foi observada degradação do AU analisado por CLAE-EM/EM mesmo após um ano de preparação da ME e na emulsão contendo ME. Ensaios pré-clínicos de toxicidade demonstraram que a EM contendo 10% de ME (0,02% de AU) e a microemulsão (0,2% de AU) não apresentaram toxicidade oral, não foram irritantes para os olhos nem para a pele e não foram mutagênicas. Nos estudos de permeação ex-vivo, cerca de 1,5 vezes mais AU permeou a pele quando incorporado na ME, já na emulsão contendo AU disperso (não microencapsulado), o AU ficou mais retido no estrato córneo, cerca de 5,3 vezes mais que ao valor encontrado na epiderme. Na ME, a concentração do AU na epiderme viável foi aproximadamente 7 vezes maior quando comparado ao AU livre (emulsão). Na ME veiculada na emulsão cerca de 7% de AU foi quantificado no estrato córneo e cerca de 32% foi encontrado na epiderme viável. Nos estudos de permeação in vivo, não foi verificada nenhuma ocorrência de reação adversa. A metade do efeito máximo predito (ET50) para a formulação de emulsão contendo AU disperso foi alcançada em aproximadamente 49 minutos após a aplicação do produto na pele, já a formulação de emulsão contendo microemulsão demonstrou um perfil de duração da dose do AU independentemente do tempo de exposição sendo que o efeito máximo predito para a absorção permaneceu constante ao longo do tempo. A avaliação clínica após tratamento com a ME mostrou eficácia de 3% em relação à uniformidade do tom da pele, 16% de eficácia em relação às manchas, 66% em relação às linhas de expressão e 59% de eficácia contra as rugas. Já a avaliação da opinião das voluntárias, 44% perceberam melhora na sensação de pele mais jovem, 41% perceberam melhora na sensação de pele mais bela e 61% referiram gostar do produto. Diante dos resultados obtidos pode-se concluir que a microemulsão contendo AU é uma forte candidata a agente terapêutico tópico podendo veicular o AU para camadas mais profundas da pele. Além disto, foi verificado que o AU é capaz de prevenir o aparecimento de rugas, inibir a ação de enzimas que degradam as proteínas estruturais da pele, agir contra células de melanoma e como antioxidante. === O ácido ursólico (AU) é um composto triterpenoide pentacíclico que ocorre em grande variedade de plantas do Cerrado. Apresenta atividades anti-inflamatória, antioxidante, antitumoral e ação inibidora de enzimas responsáveis pelo envelhecimento cutâneo. Devido à sua reduzida hidrossolubilidade, a incorporação do AU em produtos de uso tópico representa um desafio farmacotécnico. Neste sentido, a produção de nanossistemas pode ser considerada uma alternativa promissora. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar sistemas nanoestruturados contendo AU, investigar a atividade citotóxica, antioxidante, antidegradação da matriz celular, toxicidade, avaliar o efeito de permeação cutânea ex vivo e in vivo do AU e verificar a eficácia no tratamento de manchas cutâneas e prevenção de rugas. Inicialmente o AU foi submetido aos ensaios de citotoxicidade em células B16-F10 e Balb/c 3T3 por MTT e em Balb/c 3T3 pela captação do corante vermelho neutro. A morfologia das células B16-F10 tratadas com AU foi avaliada através de coloração de Giemsa. A atividade antioxidante celular (AAC) do AU foi realizada em células NIH-3T3 pelo método de diclorofluoresceína. A capacidade do AU em inibir enzimas (elastase, colagenase e tirosinase) foi avaliada por métodos espectrofotométricos. Os Lipossomas (LPs, obtidos pelo método de hidratação do filme lipídico), nanopartículas poliméricas (NPs, preparadas através da técnica de precipitação do polímero pré-formado) e as microemulsões (MEs, obtidas por emulsificação espontânea) foram caracterizados quanto à distribuição do tamanho, índice de polidispersão (PdI), pH, potencial zeta e teor do AU incorporado. Com a finalidade de veicular as MEs, uma emulsão (EM) foi formulada. O índice de refração (IR) foi determinado para os componentes das MEs e das EMs. A estabilidade física foi por observação visual e testes de centrifugação. Métodos cromatográficos com detector ultravioleta e de massas (CLAE-UV e CLAE-EM/EM) foram desenvolvidos e validados para quantificar o AU nas formulações e nos ensaios de permeação. Os testes pré-clínicos da EM com ME (AU 0,02%) e da ME (AU 0,2%) envolveram ensaios de contagem de micro-organismos totais, toxicidade oral aguda em ratos, irritação ocular e cutânea primária em coelhos, sensibilização cutânea em cobaias, toxicidade dermal aguda em ratos, mutagenicidade in vitro e micronúcleo em camundongos. Foram realizadas permeações cutâneas ex-vivo (utilizando células de Franz e pele de orelha de porco) e in vivo (pela técnica de tape stripping em antebraços de voluntários sadios). Nos estudos ex-vivo uma solução receptora de lauril sulfato de sódio a 2,5% (pH 7,4, 37°C a 300rpm) foi utilizada atendendo as condições sink. Após 24 horas, a solução receptora, o estrato córneo e a epiderme viável foram analisados quanto à presença do AU. A permeação in vivo teve a finalidade de obter informações sobre o tempo de exposição na pele de voluntários sadios à dose de AU presente nas formulações. O estudo clínico foi mono-cêntrico, aberto, prospectivo com dois tratamentos em um período utilizando-se quatro voluntários masculinos sadios (18–28 anos). Os parâmetros dermofarmacocinéticos da área sob a curva do perfil de penetração de AU ao longo das fitas (ASC0-t) e do tempo necessário para que o AU atingisse a metade do efeito máximo predito ET50 foram avaliados. A integridade cutânea dos voluntários foi monitorada pela perda de água transepidermal. As formulações (60mg) foram aplicadas em 5 sítios (2,0 cm2) em cada antebraço ficando em contato com a pele por 30 minutos, 1 h, 2 h, 4 h e 6 h (sítios 1 ao 5, respectivamente). Decorrido o tempo de cada sítio, a técnica de tape stripping foi realizada e o AU quantificado. 32 mulheres (35-63 anos) foram instruídas a utilizar a ME contendo AU por 30 dias em um estudo de eficácia clínica dermatológica de aceitabilidade cutânea e de apreciabilidade cosmética. Após o tratamento, as voluntárias fizeram avaliação clínica final para comparação do aspecto do rosto (D30) com o início do tratamento (D0). A eficácia clínica foi analisada quanto à uniformidade do tom da pele, manchas, linhas de expressão e rugas. Já a apreciabilidade cosmética foi feita por meio de um questionário. Os resultados dos ensaios da concentração inibitória CI50 de AU para B16-F10 foi de 15,70μM e de 22,09 μM para 3T3. A CI50 de AU em células de melanoma confirmou a capacidade antitumoral do AU. Ocorreram alterações na morfologia das células B16-F10 quando tratadas com AU próximo ao valor da CI50 sugerindo apoptose. O AU exibiu atividade antioxidante celular inibindo cerca de 65% a oxidação da quercetina, mas não foi possível observar esta atividade quando o AU foi submetido a ensaios in vitro com reações radicalares (DPPH•). Nos ensaios enzimáticos, o AU inibiu ±25% da colagenase, ±22% da tirosinase e ±11% da elastase. O método CLAE-EM/EM foi validado sendo linear com R>0,99. Apresentou precisão e exatidão com desvio padrão relativo (DPR%) abaixo de 10% e recuperação variando de 93,3 a 103,4%. Os LPs e as NPs apresentaram instabilidade com vazamento de AU e baixa encapsulação. As MEs apresentaram pH dentro da faixa aceitável para aplicação tópica e maior incorporação de AU do que os sistemas de LPs e NPs. A ME incorporada à emulsão apresentou estabilidade a temperatura ambiente. A ME e a emulsão contendo AU demonstraram perfis reológicos semelhantes evidenciando ausência de propriedade tixotrópica. Os IRs variaram de 1,3388 para emulsão sem ME a 1,4700 para os tensoativos. As MEs apresentaram valores intermediários de IR concluindo eram do tipo água em óleo (A/O). Não foi observada degradação do AU analisado por CLAE-EM/EM mesmo após um ano de preparação da ME e na emulsão contendo ME. Ensaios pré-clínicos de toxicidade demonstraram que a EM contendo 10% de ME (0,02% de AU) e a microemulsão (0,2% de AU) não apresentaram toxicidade oral, não foram irritantes para os olhos nem para a pele e não foram mutagênicas. Nos estudos de permeação ex-vivo, cerca de 1,5 vezes mais AU permeou a pele quando incorporado na ME, já na emulsão contendo AU disperso (não microencapsulado), o AU ficou mais retido no estrato córneo, cerca de 5,3 vezes mais que ao valor encontrado na epiderme. Na ME, a concentração do AU na epiderme viável foi aproximadamente 7 vezes maior quando comparado ao AU livre (emulsão). Na ME veiculada na emulsão cerca de 7% de AU foi quantificado no estrato córneo e cerca de 32% foi encontrado na epiderme viável. Nos estudos de permeação in vivo, não foi verificada nenhuma ocorrência de reação adversa. A metade do efeito máximo predito (ET50) para a formulação de emulsão contendo AU disperso foi alcançada em aproximadamente 49 minutos após a aplicação do produto na pele, já a formulação de emulsão contendo microemulsão demonstrou um perfil de duração da dose do AU independentemente do tempo de exposição sendo que o efeito máximo predito para a absorção permaneceu constante ao longo do tempo. A avaliação clínica após tratamento com a ME mostrou eficácia de 3% em relação à uniformidade do tom da pele, 16% de eficácia em relação às manchas, 66% em relação às linhas de expressão e 59% de eficácia contra as rugas. Já a avaliação da opinião das voluntárias, 44% perceberam melhora na sensação de pele mais jovem, 41% perceberam melhora na sensação de pele mais bela e 61% referiram gostar do produto. Diante dos resultados obtidos pode-se concluir que a microemulsão contendo AU é uma forte candidata a agente terapêutico tópico podendo veicular o AU para camadas mais profundas da pele. Além disto, foi verificado que o AU é capaz de prevenir o aparecimento de rugas, inibir a ação de enzimas que degradam as proteínas estruturais da pele, agir contra células de melanoma e como antioxidante.