Microencapsulação de fármaco antirretroviral para tratamento de Covid-19

Abstract

Resumo: O enfrentamento da pandemia causada pelo coronavírus SARS-CoV-2 envolveu a elucidação dos mecanismos de patogenia, além de tratamento para a doença causada por coronavírus (COVID-19), apontando para o uso de alguns fármacos, entre eles, os antirretrovirais Remdesivir e Nirmatrelvir. Embora os fármacos aprovados para o tratamento de COVID-19 tenham tido resultados positivos, estudos de metanálise de ensaios clínicos randomizados demonstram que ainda é preciso obter eficácia mais contundente. Nesse contexto, a microencapsulação pode promover melhoria na farmacodinâmica do fármaco, por consistir em um processo em que substâncias ativas são revestidas por um filme polimérico, formando sistemas com dimensões micrométricas, e que podem adquirir alguns benefícios, tais como: melhora na proteção da contra degradação, auxílio na absorção pelo organismo, ou promoção de sítio-especificidade. Com o objetivo de desenvolver uma formulação que possa servir como alternativa para o tratamento da COVID-19, propõe-se a microencapsulação de fármaco antirretroviral com potencial para o favorecimento da eficácia dos tratamentos estabelecidos. A metodologia envolveu diversas etapas, iniciando pela seleção do fármaco por meio de estudo bibliográfico sistemático, de critérios regulatórios e de viabilidade econômica, seguido da determinação da composição e método de preparação das micropartículas. Após, a microencapsulação foi realizada por técnica de microemulsificação, com revestimento de ácido esteárico, e por gelificação ionotrópica, com revestimento de quitosana. Por fim, as nanopartículas foram avaliadas por testes de doseamento de fármaco, capacidade de carga de fármaco, eficiência de encapsulação, potencial zeta, tamanho e morfologia. Os resultados obtidos para seleção do fármaco indicaram Remdesivir ou Nirmatrelvir, sendo que o segundo foi o escolhido para as etapas subsequentes. Os resultados ao final dos ensaios apontaram favorecimento parcial às nanopartículas de Nirmatrelvir com revestimento de ácido esteárico, pois apresentaram maior eficiência de encapsulação (EE% = 71,15) e capacidade de carga (LC% 1,17) quando comparadas com aquelas revestidas com quitosana (EE% 54,31; LC% 0,73), embora as dimensões beneficiem as partículas revestidas com quitosana (entre 190,07 e 334,20 nm) frente às revestidas com ácido esteárico (entre 611,7 e 620,5 nm). O resultado de potencial zeta (entre -1,25 e -1,65 mV para revestimento de quitosana e entre -1,14 e -2,85 mV para revestimento de ácido esteárico) aponta para a neutralidade de carga de superfície e instabilidade em dispersões com tendência a formação de aglomerados para as duas preparações. A análise morfológica por microscopia eletrônica mostrouse satisfatória para ambas as preparações, pois nas amostras em que houve adição de fármaco houve a formação de estruturas relativamente esféricas e lisas em tamanho de escala nanométrica, que são ausentes nas amostras controle (em que não houve a adição de fármaco), em que são visualizadas estruturas contínuas e fibrosas, compatíveis com a matriz de revestimento utilizada em cada metodologia. Apesar de ser recomendável realizar mais estudos para aperfeiçoamento, as formulações compreendem uma base para um produto tecnológico com potencial de tratamento de uma doença preocupante para a saúde mundial, em especial quando não há cobertura vacinal ideal

Abstract: Overcoming the pandemic caused by the SARS-CoV-2 coronavirus involved elucidating the mechanisms of pathogenesis, in addition to treatment for the disease caused by coronavirus (COVID-19), denoting the use of some drugs, including the antivirals Remdesivir and Nirmatrelvir. Although drugs approved for the treatment of COVID-19 have shown positive results, meta-analysis studies of randomized clinical trials show that more convincing efficacy is still needed. From this perspective, microencapsulation can promote improvements in the drug's pharmacodynamics, because it consists in a process in which active substances are coated with a polimeric film, forming systems with micrometric dimensions, which can acquire some benefits as protection against degradation, favoring absorption by the organism, or sitespecificity. In order to develop a formulation that can serve as an alternative for the treatment of COVID-19, we proposed microencapsulation of an antiviral drug with the potential to improve the effectiveness of established treatments. The applied methodology involved several stages, starting with the selection of the drug by systematic bibliographical study, regulatory criteria and economic viability, then electing the composition and developing the methods for preparation of microcapsules. Then, microencapsulation was performed by micro emulsification technique with stearic acid coating, and by ionotropic gelation with chitosan coating. Finally, the nanoparticles were assessed by drug dosage, drug loading capacity, encapsulation efficiency, zeta potential, size and morphology. The results obtained on drug selection point at Remdesivir or Nirmatrelvir, the last one was chosen to next steps. The final results showed a partial advantage for Nirmatrelvir nanoparticles coated with stearic acid, since they showed higher encapsulation efficiency (EE% 71.15) and loading capacity (LC% 1.17) when compared to those coated with chitosan (EE% 54.31; LC% 0.73), although the size results benefit the particles coated with chitosan (between 190.07 and 334.20 nm) compared to those coated with stearic acid (between 611.70 and 620.50 nm). The zeta potential result (between -1.25 and -1.65 mV for chitosan coating and between -1.14 and -2.85 mV for stearic acid coating) indicates surface charge neutrality and instability in dispersions, with a tendency to form agglomerates, for both preparations. The morphological analysis was satisfactory for both preparations, as in the samples in which drug was added, there was the presence of relatively spherical and smooth structures in nanometric scale size, absent in the control samples (in which no drug was added), in which continuous and fibrous structures compatible with the coating matrix were seen. Although further studies are recommended, the developed formulations provide the basis for a technological product with the potential to treat a disease of concern to global health, especially when there is no ideal vaccination