Impacto do furoato de mometasona sobre a homeostase glicêmica e lipídica: busca por um glicocorticoide com menos efeitos adversos

Abstract

Os glicocorticoides (GCs) exógenos, incluindo a dexametasona (DEX), são amplamente utilizados devido às suas ações anti-inflamatórias e imunossupressoras. Apesar de seus efeitos terapêuticos, os GCs em excesso resultam em distúrbios metabólicos, como intolerância à glicose, resistência à insulina e dislipidemias. Assim, novos ligantes com potencial aplicação terapêutica e menores efeitos adversos são necessários. O furoato de mometasona (FM) é um GC utilizado para fins tópicos e inalatórios e, com base em evidências in vitro, apresenta potencialmente menores efeitos colaterais. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar 1) o impacto anti-inflamatório e/ou no metabolismo de glicose e lipídios de ratos machos e fêmeas; 2) o envolvimento de GR nesses possíveis efeitos; 3) se os possíveis efeitos metabólicos são reversíveis após a interrupção do tratamento; 4) desenvolver, caracterizar e avaliar a permeabilidade intestinal de uma nanopartícula (NP) contendo FM. O efeito anti-inflamatório foi avaliado pelo teste agudo de peritonite induzida por carragenina (Cg) (500 µg/cavidade, intraperitoneal (ip)) em ratos Wistar machos e fêmeas (3 meses de idade) previamente tratados com FM (0,1, 0,3, 1,0 ou 3,0 mg/kg de massa corporal (mc) por gavagem oral (og) ou 1,0 mg/kg mc ip ou sc (subcutâneo), diluído em óleo de milho) ou DEX (1,0 mg/kg mc og ou ip, diluído em solução salina). Também foi utilizado o modelo de colite induzida por dextran sulfato de sódio (DSS, 3% m/v em água de beber) em camundongos machos (2 meses de idade) tratados concomitantemente com DEX ou FM (1,0 mg/kg og) por 8 dias. Para analisar parâmetros metabólicos relacionados ao metabolismo de glicose e lipídeos, os animais foram tratados diariamente com FM (0,1 ou 1,0 mg/kg mc ip ou og) ou DEX (1 mg/kg mc ip ou og, apenas machos) por 7 dias. No 5º dia foi realizado o teste de tolerância a glicose (ipGTT), no 6º dia o teste de tolerância a nsulina (ipITT) e após a eutanásia foram avaliados parâmetros ex vivo relacionados ao metabolismo de glicose e lipídeos. Para avaliar o envolvimento do GR, os ratos foram pré-tratados com mifepristona (MIFE - antagonista do GR, 20 mg/kg mc ip) 30 min antes dos GCs. Esses animais foram submetidos ao ensaio de peritonite induzida por Cg e análises metabólicas como descrito anteriormente. Para avaliar se os possíveis desfechos metabólicos desenvolvidos após tratamento com FM são reversíveis com a interrupção do tratamento, os ratos foram submetidos ao mesmo protocolo de 7 dias supracitado e foram mantidos por 10 dias sem tratamento para análise dos desfechos metabólicos. Dando sequência, uma nanopartícula (NP) de zeína contendo FM foi desenvolvida por método de nanoprecipitação e posteriormente caracterizada. A permeabilidade intestinal foi verificada em modelo 2D in vitro em células Caco-2 e HT29-MTX. O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética da UFSC (CEUA Nº 5012250518). O tratamento com o FM (ip e og) preveniu o processo inflamatório visto na peritonite em ratos de ambos os sexos e no modelo de colite em camundongos. Independentemente da via de administração e sexo, os animais tratados com FM apresentaram diminuição da sensibilidade à insulina, mas apenas os grupos FM ip machos e FM ip e og fêmeas apresentaram hiperinsulinemia compensatória. Ratos tratados com FM ip apresentaram diminuição da tolerância à glicose e machos e fêmeas desenvolveram dislipidemia. A ação anti-inflamatória de FM ip e og não é dependente exclusivamente de GR e pré-tratamento com MIFE preveniu a maioria dos desfechos metabólicos desenvolvidos a partir da administração de FM ip. Observamos que esses efeitos metabólicos são reversíveis após a interrupção do tratamento. Concluímos que o FM mantém atividade anti-inflamatória quando administrado por via sistêmica e apresenta menor impacto no metabolismo quando administrada por via oral (em machos e fêmeas). Além disso, o FM não atua exclusivamente no GR, sugerindo que efeitos anti-inflamatórios podem ocorrer por outra via farmacológica.

Abstract: Exogenous glucocorticoids (GCs), including dexamethasone (DEX), are widely used for their anti-inflammatory and immunosuppressive actions. Despite their therapeutic effects, GCs excess can result in metabolic disorders such as glucose intolerance, insulin resistance, and dyslipidemias. Thus, new ligands with potential therapeutic application and fewer adverse effects are needed. Mometasone furoate (MF) is a GC used for topical and inhalational purposes and based on in vitro evidence, potentially has fewer side effects. Thus, the objective of this work was to evaluate 1) the antiinflammatory impact and/or on glucose and lipid metabolism in male and female rats; 2) the involvement of GR in these possible effects; 3) whether the possible metabolic effects are reversible after interruption of treatment; 4) to develop, characterize and evaluate the intestinal permeability of a nanoparticle (NP) containing MF. The antiinflammatory effect was evaluated by the carrageenan-induced peritonitis model (Cg, 500 µg/well, intraperitoneal (ip)) in male and female Wistar rats (3 months old) previously treated with MF (0.1, 0.3, 1.0 or 3.0 mg/kg body mass (bm) by oral gavage (og) or 1.0 mg/kg bm ip or sc (subcutaneously, diluted in corn oil) or DEX (1.0 mg/kg bm og or ip, diluted in saline). We also used dextran sulfate sodium (DSS, 3% w/v in drinking water) induced colitis model and male mice (2 months old) were treated concomitantly with DEX or MF (1.0 mg/kg og) for eight days. To analyze metabolic parameters related to glucose and lipid metabolism, rats were treated daily with MF (0.1 or 1.0 mg/kg bm ip or og) or DEX (1 mg/kg bm ip or og, only males) for seven days. On the 5th day, the glucose tolerance test (ipGTT) was performed; on the 6th day, the insulin tolerance test (ipITT) was performed, and on the 7th day after euthanasia, ex vivo parameters related to glucose and lipid metabolism were evaluated. To assess GR involvement, rats were pretreated with mifepristone (MIFE - GR antagonist, 20 mg/kg bm ip) 30 min before GCs. These animals were submitted to the Cg-induced peritonitis and metabolic analyses described above. To assess whether the metabolic outcomes developed after MF treatment are reversible upon interruption of treatment, the rats were submitted to the 7-day protocol mentioned above and were maintained for ten days without treatment. The MF-loaded zein NP was developed by nanoprecipitation method and further characterized. Intestinal permeability was verified in a 2D in vitro model using Caco-2 and HT29-MTX cells. The study was approved by the UFSC Ethics Committee (CEUA Nº 5012250518). Treatment with MF (ip and og) prevented the inflammatory process seen in peritonitis in rats of both sexes and in the mouse colitis model. Regardless of the route of administration and sex, the animals treated with MF showed decreased insulin sensitivity. Still, only the MF ip male and MF ip and og female groups showed compensatory hyperinsulinemia. Rats treated with MF ip showed reduced glucose tolerance, and males and females developed dyslipidemia. The anti-inflammatory action of MF ip and og is not exclusively dependent on GR and pretreatment with MIFE prevented most of the metabolic outcomes developed from the administration of MF ip. We observed that these metabolic effects are reversible after treatment interruption. We conclude that FM maintains anti-inflammatory activity when administered systemically and has less impact on metabolism when administered orally (in males and females). In addition, MF does not act exclusively on the GR, suggesting that anti-inflammatory effects may occur through another pharmacological route.