Desenvolvimento de sistemas biomiméticos para triagem de fármacos antinociceptivos.

Abstract

Estímulos nocivos ao corpo são detectados pela ativação de receptores e canais iônicos na superfície dos nociceptores e traduzidos como dor no cérebro. Por exemplo, pequenas mudanças de pH relacionadas a vários distúrbios ativam os canais iônicos sensíveis ao ácido (ASICs). O tratamento da dor é um grave problema de saúde pública e a pesquisa nessa área, geralmente, envolve experimentos com animais. Sistemas biomiméticos baseados no funcionamento dos ASICs podem ser usados como testes de triagem simples (in vitro) para desenvolver potenciais medicamentos antinociceptivos. Nesse trabalho, estudamos sistemas micelares de poliestireno-b-poli(ácido acrílico) (PS-b-PAA) encapsulando 1,8-diacetato de antraquinona (DAA) como sistemas biomiméticos de ASICs. Quando o DAA é liberado no meio, a lipase CAL-B o converte no álcool correspondente (1,8-dihidroxi-antraquinona, DHA), ativo em uma faixa UV-Vis diferente, permitindo a quantificação correta. Três metodologias de encapsulamento foram empregadas (THF, THF/dioxano 1:1 ou dioxano), e várias condições foram testadas para a liberação. Os melhores resultados foram observados usando as micelas produzidas em THF/dioxano e dioxano, aplicando um tampão fosfato pH 7 com 30% de CH3CN e uma segunda fase de hexano. Ambos os sistemas foram inibidos na presença de antagonistas conhecidos dos ASICs, como ibuprofeno, ácido salicílico, ácido acetilsalicílico e diclofenaco, demonstrando uma redução no sinal de 70% a 90% dentro de um período de 6 horas, dependendo do medicamento específico usado. Os resultados indicam que os sistemas biomiméticos podem ser aplicados de forma eficiente na triagem de novos medicamentos antagonistas dos ASICs, reduzindo o uso de animais no processo.

Harmful stimuli to the body are detected by activating receptors and ion channels on the nociceptors' surface and translated as pain in the brain. For example, small pH changes related to various disorders activate the acid-sensitive ion channels (ASICs). Pain treatment is a severe public health problem; research in this area usually involves animal experiments. Biomimetic systems based on the functioning of ASICs can be used as simple screening tests (in vitro) to develop potential antinociceptive drugs. Here, we studied polystyrene-b-poly(acrylic acid) (PS-b-PAA) micellar systems encapsulating 1,8-diacetate anthraquinone (DAA) as ASICs biomimetic systems. When DAA is released into the medium, the lipase CAL-B converts it into the corresponding alcohol (1,8-dihydroxyanthraquinone, DHA), active in a different UV-Vis range, allowing the correct quantification. Three encapsulation methodologies were employed (THF, THF/dioxane 1:1, or dioxane), and several conditions were tested for the release. The best results were observed using the micelles produced in THF/dioxane and dioxane, applying a phosphate buffer pH 7 with 30% CH3CN and a second hexane phase. Both systems were inhibited in the presence of known ASICs antagonists named ibuprofen, salicylic acid, acetylsalicylic acid, and diclofenac, demonstrating a reduction in the signal by 70% to 90% within a 6-hour time frame, depending on the specific drug used. The results indicate that the biomimetic systems can be efficiently applied in screening new ASICs antagonist drugs, reducing animals used in the process.