Desenvolvimento de nanopartículas para liberação controlada do agonista CB2 ß-cariofileno: estratégia terapêutica a doenças degenerativas

Abstract

O presente trabalho representa a primeira etapa do desenvolvimento deum protótipo terapêutico para aplicação em neurodegeneração. Osesquiterpeno ß-cariofileno (BCP) foi selecionado por ser umcanabinoide estruturalmente singular e se ligar seletivamente ao receptorCB2, que além de ser expresso no SNC, está intrinsicamente ligado aosistema imunológico e é ausente de psicoatividade. Foi realizada ananoencapsulação do BCP para permitir liberação controlada dofármaco no SNC e otimização para administração intranasal. Aformulação foi otimizada quanto a sua composição, definindo umpolímero, surfactante, emulsificante e suas respectivas concentraçõespara ajustar os parâmetros físico-químicos desejados. A formulação foianalisada quanto ao tamanho de partícula, potencial zeta, morfologia,pH, osmolaridade, estabilidade, cinética de liberação in vitro e ligaçãocom proteínas plasmáticas ex vivo. A composição final da formulação denanopartículas de BCP é composta na sua fase orgânica (FO) por Tween20 (0,25%), BCP (0,1%) e PEG 400 (5%) e na sua fase aquosa (FA)composta por água ultrapura e poloxamer P188 (0,25%). A formulação éadequada à administração intranasal, apresentando pH 6,5 eosmolaridade de 150 mmol/kg. O diâmetro médio das partículas foi de147,2 nm, PDI 0,052 e potencial zeta de -24,5. O ensaio de estabilidadeacelerada evidenciou a estabilidade das nanopartículas até 1 mês,seguida do efeito de creaming reversível, porém com reduzidaacumulação de partículas e distribuição homogênea destas. A cinética deliberação das nanopartículas de BCP se mostrou de liberação rápida emmeio fisiológico (60 min) e a cápsula polimérica apresentou elevadaafinidade com elementos sanguíneos, decrescendo ao longo do tempo epermitindo a detecção do ativo livre no plasma sanguíneo. Nestetrabalho, uma formulação contendo nanopartículas de ß-cariofileno aptapara administração fisiológica e testes pré-clínicos foi desenvolvida comsucesso.<br>

Abstract : The present work is the first stage in the development of a therapeuticprototype applied to neurodegeneration. The sesquiterpene ß-caryophyllene (BCP) was selected due to being a structurally singularcannabinoid and a selective agonist of the CB2 receptor, which inaddition to being expressed in the CNS, is intrinsically expressed withinthe immune system and lacks psychoactivity. Nanoencapsulation of BCPwas performed to allow controlled release of the drug into the CNS andoptimized intranasal administration. The formulation was optimizedregarding its composition, defining a polymer, surfactant, emulsifier, andtheir respective concentrations, in order to adjust the desired physicochemicalparameters. The formulation was assessed regardingnanoparticle size, zeta potential, morphology, pH, osmolarity, stability,drug release kinetics in vitro, and binding to plasma proteins ex vivo.The final composition of the BCP nanoparticles presented in its organicphase (FO) Tween 20 (0.25%), BCP (0.1%), and PEG 400 (5%) and inits aqueous phase (AF) ultrapure water and poloxamer P188 (0.25%).The formulation is suitable for intranasal administration, presenting pH6.5 and osmolality of 150 mmol/kg. The mean particle diameter was147.2 nm, PDI 0.052, and zeta potential of -24.5. The acceleratedstability test shows that the particle is stable for up to 1 month, then thereversible creaming effect occurs. The rate of particle accumulationshowed to be low and the particle size distribution remained unchanged.The release kinetics of BCP nanoparticles were shown to be promptlyreleased in physiological medium (up to 60 min). The polymeric capsulerevealed high affinity for the blood elements, decreasing over time,allowing linear detection of the free drug in the blood plasma. In thiswork, a formulation containing ß-caryophyllene nanoparticles suitablefor physiological administration and preclinical tests was successfullydeveloped.