Desenvolvimento de nanoemulsões revestidas com ácido hialurônico contendo curcumina e melatonina visando aplicação local no câncer de boca

Abstract

A curcumina (CUR) e a melatonina (MEL) são compostos naturais que exibem atividade antitumoral em carcinoma espinocelular (CEC) oral. Apesar das vantagens associadas ao tratamento local do câncer de boca, a administração de fármacos na cavidade oral é desafiadora, já que é preciso superar os efeitos mecânicos e fluxo salivar que podem remover rapidamente a forma farmacêutica da mucosa. As nanoemulsões são sistemas de administração de fármacos potenciais para liberação de fármacos na cavidade oral, permitem a entrega de fármacos hidrofílicos e hidrofóbicos na mesma formulação. Além disso, podem ter sua superfície modificada pela introdução de diferentes ligantes que podem direcionar a nanoemulsão à receptores alvo específicos de células tumorais. Dessa forma, esse estudo teve o objetivo de desenvolver nanoemulsões inicialmente catiônicas compostas por CUR e MEL (NECUR/MEL) como uma nova abordagem para o tratamento adjuvante do CEC. Para promover o direcionamento específico ao receptor CD44 superexpresso no câncer de boca as nanoemulsões foram combinadas com ácido hialurônico (HA) para obter nanoemulsões revestidas com HA carregadas com CUR e MEL (HA-NECUR/MEL). As nanoemulsões foram caracterizadas quanto ao tamanho, potencial zeta, teor e perfil de liberação de fármacos, assim como foi demonstrada sua capacidade mucoadesiva. As formulações obtidas apresentaram tamanho nanométrico e com baixa dispersão de tamanho, seu teor foi cerca de 85 µg/mL de CUR e 490 µg/mL de MEL. A capacidade mucoadesiva das nanoemulsões foi evidenciada pela forte capacidade de interagir com a mucina, demonstrando a superioridade das formulações revestidas com HA. Estudos de citotoxicidade in vitro foram realizados com as linhagens HACAT, CAL27 e SCC9 pelas técnicas de MTT (brometo de 3-4,5-dimetil-tiazol-2-il2,5-difeniltetrazólio) e SRB (Sulforodamina B). Esse estudo demonstrou que as nanoemulsões resultaram em menores viabilidades celulares quando comparadas aos fármacos livres, demonstrando morte celular induzida por apoptose. A influência positiva da associação de CUR/MEL e revestimento só pode ser observado pela técnica de MTT. A internalização celular de CUR a partir das nanoemulsões foi superior ao fármaco livre, mas não demonstrou diferença significativa em função do revestimento. Esferoides multicelulares com as mesmas linhagens foram obtidos e tratados com HA-NECUR/MEL e CUR/MEL por até 72 h. Nesse caso as nanoemulsões mesmo em baixas concentrações foram capazes de alterar a integridade das esferas de CAL27 e SCC9, preservando HACAT. A polaridade celular avaliada após 24 h de tratamento com HA-NECUR/MEL e CUR/MEL demonstrou a capacidade da nanoemulsão em reduzir a polarização, principalmente quando consideramos a SCC9. Esses achados sugerem que HANECUR/MEL podem ser considerados como uma abordagem promissora no tratamento coadjuvante do câncer oral.

Curcumin (CUR) and melatonin (MEL) are natural compounds that have exhibited anticancer effects against oral squamous cell carcinoma (OSCC). However, despite the advantages of the local treatment of oral cancer, the delivery of drugs in the oral cavity may be challenging since drugs need to overcome the mechanical effects of the salivary washout that can quickly remove the dosage form from oral mucosa. Nanoemulsions have emerged as potential carriers for drug release in the oral cavity, allowing the delivery of both hydrophilic and hydrophobic drugs in the same formulation. Besides, nanoemulsions may have their surface modified by introducing different types of ligands to target receptors expressed on the surface of the cells. Considering that, in this study, we describe the development of cationic nanoemulsions co-delivering CUR and MEL (NECUR/MEL) as a new approach for adjuvant treatment of OSCC. Aiming to target the cluster-determinant 44 (CD44) receptor, which is overexpressed in the OSCC, the nanoemulsions were coated with hyaluronic acid (HA) to generate CUR/MEL-loaded HA-coated nanoemulsions (HA-NECUR/MEL). The nanoemulsions were prepared and characterized according to size, zeta potential, drug loading, accelerated stability, release profiles and mucoadhesive proprieties. The nanoemulsions showed nanometric size and narrow particle size distribution with drug content of 85 µg/mL (CUR) and 490 µg/mL (MEL). The mucoadhesive capacity of nanoemulsions was evidenced by strong ability to interact with mucin. In vitro cytotoxicity studies were carried out on the HACAT, CAL27 and SCC9 cell lines by using the MTT (3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5 diphenyl tetrazolium bromide) and SRB (Sulforhodamine B) method. These studies demonstrated that nanoemulsions significantly decreased the viability of tumor cell lines by inducing apoptosis. The positive influence of CUR/MEL association and HA-coating was observed by the MTT technique only. Cellular uptake of CUR from nanoemulsions was greater than free CUR, but it did not show significant difference between nanoemulsions. Multicellular spheroids (HACAT, CAL27 and SCC9) treated with HA-NECUR/MEL and CUR/MEL for 72 h showed reduction sphere integrity of CAL29 e SCC9, of CAL27 and SCC9 spheres, preserving HACAT. Cell polarity evaluated after 24 h of treatment with HA-NECUR/MEL and CUR/MEL demonstrated the ability of nanoemulsion to reduce polarization, especially on SCC9. These findings suggest that HA-NECUR/MEL may be considered a promising approach for the coadjutant treatment of oral cancer.