Desenvolvimento de vesículas baseadas em lipídeos como sistema de liberação da cromona 4A como inibidor do transportador ABCG2

Abstract

Resumo: De acordo com a Organização Mundial de Saúde, o câncer representa um grupo de patologias que figura entre as com maior índice de mortalidade a nível global. Apesar dos diferentes mecanismos de atuação do tratamento medicamentoso, células cancerígenas costumam desenvolver mecanismos de resistência. Entre esses, destacamos a superexpressão de transportadores ABC, que promovem o efluxo de agentes antineoplásicos levando ao fenômeno de resistência a múltiplas drogas (MDR, Multidrug Resistance). Visando reverter o fenômeno MDR, inibidores dos transportadores ABC foram desenvolvidos. A cromona 4a foi recentemente descrita como um inibidor potente e seletivo de ABCG2, um dos principais responsáveis pelo fenômeno MDR. Esse composto demonstrou-se extremamente potente e isento de citotoxicidade, e seu uso foi validado em ensaios em modelos animais. Entretanto, sua baixa solubilidade em água representa um enorme desafio em direção aos testes clínicos. Para produzir uma formulação farmacêutica compatível com ensaios clínicos, duas estratégias diferentes foram propostas: a primeira baseada em lipossomas e a segunda em microvesículas biológicas. Os lipossomas contendo cromona 4a inibiram a atividade do ABCG2 após 24 horas de incubação, demonstrando um IC50 de 0,12 µM, similar à cromona 4a solubilizada diretamente em DMSO. Esse dado sugere que os lipossomas podem ser usados na entrega de inibidores de transportadores ABC, drogas normalmente hidrofóbicas que têm como alvo o sítio de ligação transmembrana dessas proteínas. As microvesículas de Giardia intestinalis também demonstraram potencial no transporte de cromona 4a. Microvesículas incubadas com 10 µM de cromona 4a inibiram completamente a atividade do transportador ABCG2. Por fim, a atividade inibitória das microvesículas carregando cromona 4a foi confirmada pelo ensaio de viabilidade celular em células superexpressando ABCG2. O tratamento com microvesículas incubadas com cromona 4a quimiosensibilizou as células cancerígenas aos efeitos citotóxicos do SN-38, metabólito ativo do quimioterápico Irinotecan. Como conclusão, esse estudo demonstrou pela primeira vez que lipossomas e microvesículas podem ser usados como mecanismos de entrega de inibidores dos transportadores ABC.

Abstract: According to World Health Organization, cancer represent a group of pathologies among those with highest mortality rates. Besides the different approaches for drug-based treatment, cancer cells often develop resistance mechanisms. Among them, we highlight the overexpression of ABC transporters, which promote the efflux of antineoplastic agents, leading to the phenomenon of MDR (Multidrug Resistance). In order to overcome the MDR phenotype, inhibitors of ABC transporters have been developed. Chromone 4a was recently described as a potent and specific inhibitor of ABCG2 transporter, one of the most important to trigger MDR. This drug was noncytotoxic and showed a highly potent ABCG2 inhibition effect. In addition, the use of chromone 4a was validated in xenografic animal models. However, due the highly hydrophobicity of this drug, its water solubility is considered the major challenge toward clinical trials. To produce a pharmaceutical formulation compatible with clinical models, we successfully proposed two different strategies: one based on liposomes and the second based on biological microvesicles. Lipossomes carrying chromone 4a were able to inhibit the ABCG2 transporter activity after 24 hours of incubation, demonstrating an IC50 of 0.12 µM, similar to chromone solubilized directly in DMSO. This data proved that liposomes can be applied to delivery ABC transporter inhibitors, that are normally hydrophobic drugs targeting the transmembrane binding site of these membrane proteins. In addition, microvesicles from Giardia intestinalis were also used to delivery chromone 4a. Microvesicles incubated with 10 µM of chromone 4a inhibited completely the ABCG2 transport activity. Finally, the inhibition activity of the microvesicles carrying chromone 4a was confirmed by a cell viability assay using cells overexpressing ABCG2. The treatment using microvesicles carrying chromone 4a fully chemosensitized these cells to SN-38, the active metabolit of the chemotherapeutic irinotecan. In conclusion, this study showed for the first time that liposomes and microvesicles can be used for delivery of inhibitors of ABC transporters.