Desenvolvimento de lipossomas revestidos por biopolímeros a fim de controlar a cinética de liberação proteica

Abstract

Resumo: Fatores de crescimento são proteínas, que entre outras funções biológicas são responsáveis pela cicatrização de tecidos através do estímulo à síntese de DNA e divisão celular. São rapidamente degradados in vivo, principalmente por proteases. Seu revestimento em nanopartículas pode ser uma alternativa para protegê-los da degradação, mantendo um estímulo constante de cicatrização através da liberação sustentada dos fatores de crescimento a partir destas. Neste trabalho os fatores de crescimento foram incorporados em lipossomas catiônicos revestidos com os biopolímeros xantana e galactomanana através da técnica de layer-by-layer (LbL). O revestimento foi proposto pois lipossomas tendem a coalescer e podem ser reconhecidos por macrófagos devido à sua carga superficial positiva. A interação natural entre os polímeros xantana e galactomanana comprovou ser forte o suficiente para estruturar até 8 camadas de LbL, por análises de microbalança de cristal de quartzo (QCM) e potencial zeta. A interação entre o tensoativo brometo de dimetil-dioctadecil amônio (DDAB) e a xantana, foi comprovada através da diminuição da concentração micelar crítica (CMC) do surfactante na presença de xantana, determinada por tensiometria, turbidimetria e fluorimetria com sonda de pireno. Também foi comprovada através de análises de microcalorimetria exploratória diferencial (?-DSC) e pelos parâmetros termodinâmicos: entalpia padrão de micelização, entropia padrão de micelização, energia livre padrão de micelização, energia livre padrão de adsorção, área mínima ocupada por uma molécula de tensoativo na interface e excesso superficial máximo na interface ar/solução devido à interação tensoativo-polímero. Esta interação possibilitou o revestimento polimérico com xantana dos lipossomas catiônicos e posteriormente com a galactomanana. Os lipossomas revestidos pelos biopolímeros formaram nanopartículas com diâmetro de 165 (± 15) nm, medido por espalhamento de luz dinâmico (DLS), e com potencial zeta (?) de - 4 (± 13) mV, e foram capazes de aumentar em 10 vezes a liberação sustentada de fator de crescimento epidermal (EGF), comparado a lipossomas não revestidos, a uma taxa de 4,7x10-3 min-1. Assim, a utilização de biopolímeros xantana e galactomanana, possibilitou a formação lipossomas revestidos, capazes de sustentar a liberação de fatores de crescimento permitindo maior tempo de ação no sítio. Palavras chave: DDAB. Xantana. Galactomanana. EGF. Lipossomas Catiônicos. Layer-by-layer.

Abstract: Growth factors are proteins secreted from activated platelets, responsible for tissue healing trough DNA synthesis and cellular division stimulation. They are fast degraded in vivo, specially by proteases. Their entrapment in nanoparticles can be an alternative to protect them from degradation, keeping a constant tissue healing stimuli by their sustained release from the nanoparticles. In this work the growth factors were entrapped in cationic liposomes coated by the biopolymers xanthan and galactomannan trough the layer-by-layer (LbL) technique. Liposomes tend to aggregate and can be recognized by macrophages by their superficial charge, thus, coating was purposed. The natural interaction between xanthan and galactomannan proved to be strong enough to enable LbL structure up to 8 layers, evidenced by quartz crystal microbalance (QCM) and zeta potential. The interaction between dimethyl-dioctadecyl ammonium bromide (DDAB) and xanthan, was evidenced by the surfactants critical micelle concentration (CMC) reduction in the presence of xanthan, determined by tensiometry, turbidimetry and pyrene probe fluorimetry. It was also evidenced by micro differential scanning calorimetry (?-DSC) and by the following thermodynamic parameters: standard enthalpy of micellization, standard entropy of micellization, standard free energy of micellization, minimum area occupied by a surfactant molecule at the interface and the surface excess concentration. This interaction enabled xanthan coating of the cationic liposomes. The biopolymer coating of liposomes generated nanoparticles with 165 (± 15) nm, determined by dynamic light scattering (DLS), and with - 4 (± 13) mV zeta potential, capable of 10 fold increase in the sustained release of epidermal growth factor (EGF), compared to non coated liposomes, at a 4,7x10-3 min-1 rate.