Nanocarreadores e sistemas poliméricos

Dentre os vários sistemas utilizados para a estruturação de fármacos as nanopartículas poliméricas consistem em um sistema coloidal carreador menor que 1 m, sintetizados a partir de polímeros, sendo apropriadas para o transporte de fármacos, peptídeos, antígenos e vacinas de DNA (SANTOS-MAGALHAES, PONTES, PEREIRA ET AL., 2000). O termo nanopartículas tem sido utilizado para denominar nanocápsulas e nanoesferas. Nas nanocápsulas, o fármaco está confinado em uma cavidade com núcleo líquido circundado por uma membrana polimérica, enquanto nas nanoesferas o princípio ativo pode estar adsorvido na superfície da esfera ou incrustado na matriz polimérica (Figura 10) (REIS ET AL., 2006).

Estas estruturas são consideradas eficientes carreadores de drogas devido às suas características de biodegradabilidade e biocompatibilidade. Além disto, garantem o aumento da meia-vida da droga no organismo, diminuindo a necessidade de frequente administração, trazendo maior conforto ao paciente e maior garantia de não interrupção do tratamento. Na literatura pode-se observar o uso destes sistemas para as mais diversas patologias, dentre

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elas podemos citar agentes quimioterápicos, broncodilatadores, e antibióticos (REIS ET AL., 2006; SURI,FENNIRI AND SINGH, 2007; TUROS, REDDY, GREENHALGH ET AL., 2007a; TUROS,

SHIM,WANG ET AL., 2007b; KREYLING,HIRN AND SCHLEH, 2010).

Figura 10: Nanopartículas poliméricas utilizadas como carreadores de moléculas bioativas (ilustração esquemática). (A) Nanoesferas e (B) nanocápsulas

. *Fonte: (http://www.canon.com/)/ 2011.

As nanopartículas poliméricas têm sido utilizadas como carreadores de antibióticos, neste sentido, Turos e colaboradores (2007) descreveram nanopartículas poliméricas covalentemente ligadas à penicilina com atividade contra cepas de S. aureus resistentes a meticilina. As partículas foram preparadas por polimerização em emulsão e apresentam ação prolongada contra a bactéria S. aureus. Em artigo publicado no mesmo ano, o autor demonstra a facilidade de preparação e controle de partículas poliméricas, bem como a alta eficiência quando comparada a penicilina livre (TUROS ET AL., 2007b). Rai e colaboradores (2010) relataram a síntese de nanopartículas de ouro contendo o antibiótico cefaclor. Neste trabalho as nanopartículas obtidas apresentaram entre 22 e 52 nm, demonstrando MIC de 10 mg.ml-1 _{e 100 mg.ml}-1 _{contra S. aureus e E. coli, respectivamente. Os autores sugeriram,}

ainda, que a ação das nanopartículas associadas ao cefaclor inibiu a síntese da camada de peptídeoglicano, gerou poros na parede celular bacteriana, aumentando a permeabilidade da parede e resultando na morte celular (RAI,PRABHUNE AND PERRY, 2010). Apesar dos

relatos sobre o uso de nanopartículas contendo antibióticos convencionais, não foram encontrados relatos de nanopartículas contendo peptídeos com atividade antimicrobiana, o que torna este trabalho inovador em relação ao desenvolvimento de nanoantibióticos eficazes contra infecções bacterianas.

No sentido de se obter maior eficiência terapêutica, o uso de sistemas poliméricos para nanoestruturação de antibióticos pode ser, também, arquitetado no sentido de se

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proteger a droga do organismo do hospedeiro, aumentar a especificidade com a membrana bacteriana (ou possíveis marcadores presentes na membrana), manter uma liberação controlada (diminuindo as concentrações e as administrações necessárias) e evitar os mecanismos de resistência apresentados por microrganismos (SURI ET AL., 2007; TUROS ET

AL., 2007b). Para isso as propriedades químicas e físicas específicas, como por exemplo,

alta viscosidade, elasticidade ou dureza, resistência ao calor, à umidade e à abrasão, podem ser exploradas permitindo a utilização de metodologias distintas para a formação de nanopartículas. Dentre estas metodologias a polimerização in situ de monômeros, ou dispersão de polímeros pré-formados, pode ser utilizada no desenvolvimento de nanopartículas poliméricas a depender do polímero e da molécula de interesse (REIS ET AL., 2006).

Neste trabalho os polímeros utilizados para a formação de nanopartículas poliméricas contendo o peptídeo antimicrobiano clavanina A foram polímeros de metacrilato (Eudragit®). Estes polímeros têm sido comumente utilizados no encapsulamento de fármacos. Apesar do tamanho do polímero o grau de pureza e a eficiência de encapsulação fazem destes polímeros materiais eficientes na formação de cápsulas ou partículas poliméricas. O Eudragit® L100-55 caracteriza-se como um copolímero aniônico á base de ácido metacrílico e metil metacrilato (Figura 11A) e o Eudragit® RS 30D, um copolímero formado de ésteres de ácido acrílico e metacrílico contendo grupos quaternários de amônio, os quais tornam o polímero permeável, como demonstrado na Figura 11B (EVONIK®, 2004a,

2004b).

Figura 11: Estrutura molecular dos polímeros Eudragit® L100-55 (A) e RS 30D (B).

*Fonte: Evonik Industries® (www.evonik.com.br)/2011.

Morishita e colaboradores (1992) descreveram o uso do polímero Eudragit® _para

estruturação de microesferas contendo inibidores enzimáticos importantes para o aumento

da biodisponibilidade de insulina. Em estudo mais recente Zhang e colaboradores (2008) desenvolveram micelas formadas a partir de dois ou mais blocos de cadeias de polímeros com características hidrofóbicas distintas. Desta forma os blocos hidrofóbicos formam um núcleo apto a expulsar a água e a parte hidrofílica forma uma estrutura ao redor do núcleo para estabilizá-lo e obter contato com a água. A porção hidrofílica garante uma proteção estéril da micela, alem da estabilidade na corrente sanguínea (ZHANG ET AL., 2008).

Nassar e colaboradores (2009) descreveram a nanoencapsulação do composto imunomodulatório tacrolimus, utilizando um sistema de nanocápsulas de dupla camada, para isso o autor utilizou nanopartículas poliméricas envoltas em micropartículas de

hidroxipropilmetil celulose (HPMC). Este sistema garantiu a proteção do peptídeo por um núcleo formado por dois polímeros de polimetacrilato, e aumentou a sua biodisponibilidade no sistema dos camundongos testados. Os polímeros utilizados para este estudo possuem como característica a solubilidade de um dos polímeros em pH 5,5 (Eudragit L 100-55) e a não solubilidade do outro no mesmo pH Eudragit RS 30D. Este fato que confere ao autor a possibilidade de testar a formação de nanopartículas a partir de diferentes proporções (3:1, 1:1 e 1:3 de Eudragit L100-55 e RS30D respectivamente) e compará-las em relação as suas características quando administradas de forma oral. A segunda camada foi feita utilizando metodologia de microencapsulação em HPMC, este polímero tem como função primordial a proteção das nanopartículas em relação às barreiras metabólicas de primeira passagem (NASSAR,ROM,NYSKA ET AL., 2009).

Em suma, observa-se que a grande necessidade de obtenção de novas drogas eficazes contra a resistência bacteriana tem aumentado a busca por metodologias inovadoras. O uso de sistemas poliméricos para a nanoestruturação de antibióticos, e fármacos em geral, tem se mostrado uma ferramenta útil no melhoramento das drogas atuais. Diminuindo partes duradouras de pesquisas na busca de novos agentes e aumentando o uso de agentes já descritos, permitindo a inovação biotecnológica no desenvolvimento de novos fármacos (MORISHITA,MORISHITA,TAKAYAMA ET AL., 1992; ZHANG

ET AL., 2008; NASSAR ET AL., 2009). Nesse sentido, tem sido de particular interesse a avaliação do possível melhoramento na atividade antibacteriana da clavanina A, através do encapsulamento do peptídeo em nanocarreadores poliméricos.