Desenvolvimento de nanoemulsões de 7-nitroindazol pela técnica de homogeneização de alta pressão como uma nova abordagem terapêutica para o tratamento da sepse

Abstract

A sepse é definida como uma resposta desregulada do hospedeiro frente a um processo infeccioso associado à disfunção orgânica, constituindo a principal causa de morte nas Unidades de Terapia Intensiva e uma das principais causas de mortalidade hospitalar tardia. Estudos mencionam que o óxido nítrico (NO) desempenha um papel importante no desenvolvimento da sepse, contribuindo para a disfunção orgânica em pacientes sépticos. Neste contexto, a potencial aplicação do 7-nitroindazol (7-NI), tem sido avaliada pelo nosso grupo de pesquisa visando o tratamento da sepse. Entretanto, este composto tem um tempo de meia vida baixo, além de ser pouco solúvel em água, o que inviabiliza a obtenção de soluções parenterais. Assim, o emprego de nanoemulsões tem sido proposto como estratégia para veicular o 7-NI. Neste trabalho, a técnica de homogeneização de alta pressão foi empregada para a obtenção de nanoemulsões contendo o 7-NI. O efeito de parâmetros de homogeneização (variáveis independentes) como pressão aplicada (300 e 500 bar) e número de ciclos do homogeneizador (5, 10 e 15) sobre as características de tamanho, PDI, potencial zeta e eficiência de encapsulação foi avaliado por meio de uma análise estatística fatorial 2x3. Os valores de tamanho médio e índice de polidispersão variaram entre 205 e 481 nm e 0,348 e 0,494, respectivamente, enquanto o potencial zeta variou entre -12 e -15 mV, nas formulações testadas. Os valores de teor e de eficiência de encapsulação variaram de cerca de 410 a 520 g/mL e de 64 a 68%, respectivamente. A análise da variância (ANOVA) mostrou que, dentre os fatores estudados, somente o tamanho médio das gotículas foi afetado pela alteração da pressão e números de ciclos do processo de homogeneização (Fcalculado > Fcrítico, p < 0,05), sendo que não foi observado a interação entre estes dois fatores. Os resultados mostraram que com a utilização da pressão de 300 bar, uma redução significativa no tamanho médio ocorreu quando o número de ciclos da homogeneização aumentou de 5 para 10 e para 15. Igualmente, com o aumento da pressão de 300 para 500 bar, uma redução no tamanho médio foi observada, mantendo-se constante o número de ciclos da homogeneização em 5 ou 15. Em suma, os resultados mostraram a viabilidade de obtenção de nanoemulsões de 7-NI pela técnica de homogeneização de alta pressão.

Sepsis is defined as a dysregulated host response to an infectious process associated with organic dysfunction, constituting the leading cause of death in Intensive Care Units and one of the leading causes of late hospital mortality. Studies mention that nitric oxide (NO) plays an important role in the development of sepsis, contributing to organ dysfunction in septic patients. In this context, our research group has evaluated the potential application of 7-nitroindazole (7-NI) for treating sepsis. However, this compound has a short half-life and poor aqueous solubility, which limits its use in clinics. Thus, nanoemulsions have been proposed as a strategy to deliver 7-NI. This study employed the high-pressure homogenization technique to obtain nanoemulsions containing 7-NI. The effect of homogenization parameters (independent variables) such as applied pressure (300 and 500 bar) and number of homogenizer cycles (5, 10, and 15) on the characteristics of size, PDI, zeta potential, and encapsulation efficiency was evaluated using a 2x3 factorial statistical analysis. The average size and polydispersity index values varied between 205 and 481 nm and 0.348 and 0.494, respectively, while the zeta potential varied between -12 and -15 mV, in the formulations tested. The content and encapsulation efficiency values ranged from around 410 to 520 µg/mL and from 64 to 68%, respectively. The analysis of variance (ANOVA) showed that, among the factors studied, only the average droplet size was affected by the change in pressure and number of cycles of the homogenization process (Fcalculated > Fcritical, p < 0.05), and not the interaction between these two factors was observed. The results showed that with the use of 300 bar pressure, a significant reduction in the average size occurred when the number of homogenization cycles increased from 5 to 10 and 15. Likewise, with the increase in pressure from 300 to 500 bar, a reduction in average size was observed, keeping the number of homogenization cycles constant at 5 or 15. In short, the results showed the feasibility of obtaining 7-NI nanoemulsions using the high-pressure homogenization technique.