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Title: Nano partículas contendo o análogo da mexiletina, JME-173desenvolvimento, caracterização e avaliação farmacológica em modelo de inflamação pulmonar induzida por LPS
Advisor: Martins, Marco Aurélio
Bernardi, Andressa
Authors: Coutinho, Diego de Sá
Affilliation: Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract: Estudos anteriores sugerem que análogos não anestésicos de lidocaína seriam uma forma alternativa de obter-se os efeitos antiasmáticos sem os efeitos adversos do anestésico local (AL). O composto JME-173, análogo não anestésico do AL mexiletina, foi planejado para agir com anti-inflamatório e broncodilatador de uso oral. Entretanto, apesar de ativo na asma experimental após nebulização, seu efeito por via oral foi pouco significativo. O presente projeto visou o desenvolvimento e caracterização físico-química de nanocápsulas contendo JME-173 e a avaliação de seu potencial efeito farmacológico na inflamação pulmonar induzida por LPS. As formulações de nanocápsulas foram preparadas pela técnica de deposição interfacial de polímeros biodegradáveis pré-formados. A análise fatorial indicou que as formulações preparadas com o polímero Eudragit S-100 apresentaram melhor diâmetro e melhor índice de polidispersão, se comparadas ao polímero PCL. As nanocápsulas de Eudragit S-100, contendo JME-173, apresentaram diâmetro médio de 120-180nm, potencial zeta de -39,9mV e baixo índice de polidispersão. O teor médio do composto na formulação foi de 95%, com 97% de eficiência de encapsulação. Visando a avaliação farmacológica das formulações, camundongos A/J machos foram tratados, 4h antes da instilação com LPS, com JME-173 livre ou nanoencapsulado (8-50 mg/Kg, v.o.), sendo as análises realizadas 18h após a provocação. Os resultados mostraram que o tratamento com JME-173 nanoencapsulado (8 e 25 mg/Kg), diferente da forma livre, reduziu o influxo leucocitário no lavado broncoalveolar, a atividade de mieloperoxidase e os níveis de KC, IL-1\03B2, MCP-1 e RANTES no pulmão de camundongos desafiados com LPS O tratamento com a formulação de JME-173 aboliu também a elastância pulmonar aumentada nos animais desafiados. Visando aumentar o tempo de estabilidade das nanocápsulas de JME-173 em suspensão, que se mostrou pouco satisfatório, o preparo das nanocápsulas foi acrescido de uma etapa de secagem da suspensão. A secagem foi realizada através da técnica de spray drier, e resultou em nanocápsulas sob a forma de pó, que após redispersão em salina, evidenciou as mesmas características físico-químicas da suspensão original. Ademais, o tratamento com nanocápsulas de JME-173 (25 mg/kg), imediatamente após redispersão, aboliu o acúmulo de leucócitos no lavado broncoalveolar e tecido, a produção de citocinas inflamatórias e a hiper-reatividade das vias aéreas observados nos animais estimulados com LPS. Em conjunto, os resultados indicam que a nanoencapsulação de JME-173, na presença do polímero de Eudragit S-100, aumentou significativamente a atividade anti-inflamatória do composto. Os achados sugerem ainda que a nanoformulação de JME-173 pode ser estocada sob a forma de pó seco e administrada por via oral imediatamente após redispersão em salina. Esses achados sublinham o potencial anti-inflamatório do composto JME-173 administrado oralmente, enfatizando o seu valor no contexto do desenvolvimento de novas formas de tratamento para condições clínicas onde haja inflamação pulmonar mediada por neutrófilos
Abstract: Prior studies have suggested that non-anesthetic analogs of lidocaine might be a means of achieving the anti- asthmatic effects of lidocaine without the local anesthetic (LA) effect, which has been associated to adverse effects. JME-173, a non-anesthetic analogue of the LA mexiletine was designed to act as an oral anti-inflammatory and bronchodilator agent. However, although active in experimental asthma when nebulized, its oral effect was very poor. The aim of this study was the development and physical-chemical characterization of nanocapsules containing JME-173 and the evaluation of its potential pharmacological effects on LPS-induced lung inflammation. The nanocapsule formulations were prepared by interfacial deposition of preformed biodegradable polymers method. The factorial analysis indicated that formulations prepared with the Eudragit S-100 polymer had a better diameter and polydispersity index, compared to the PCL polymer. Eudragit S-100 nanocapsules, containing JME-173, had an average diameter of 120-180 nm, zeta potential of -39.9 mV and a low polydispersity index. The average content of JME-173 in formulation was 95%, with 97% encapsulation efficiency. Aiming at the pharmacological evaluation of formulations, male A/J mice were treated 4h before LPS instillation, with free or nanoencapsulated JME-173 (8-50 mg/kg, orally) and 18h after challenge, were performed the analysis Results showed that treatment with nanocapsules containing JME-173 (8n and 25 mg/kg), but not free JME-173, reduced leukocyte influx in bronchoalveolar lavage, myeloperoxidase activity, and levels of KC, IL-1\03B2, MCP-1 and RANTES in the lung of mice challenged with LPS> Treatment with JME-173 formulation also abolished LPS-induced augmentation in lung elastance response. Aiming at to improve the stability of JME-173 loaded nanocapsules suspension, which was proved to be quite limited, we modified the nanocapsule preparation method to add a drying step, based on the spray drier technique. This procedure led to the achievement of powder nanocapsules of JME-173, which after redispersion in saline showed the same physicochemical characteristics of original suspension. In addition, treatment with JME-173 loaded nanocapsules (25 mg/kg, oral) abolished LPS-induced accumulation of leukocytes in bronchoalveolar lavage and tissue, inflammatory cytokines, and airway hyper-reactivity. Taken together, the results indicate that nanoencapsulation of JME-173, with Eudragit S-100 polymer, significantly improved the compound\2019s anti-inflammatory activity. The findings also suggest that JME-173 nanoformulation can be stored as dry powder without losing anti-inflammatory activity following oral administration immediately after redispersion. These findings highlight the anti-inflammatory potential of orally administered JME-173, emphasizing its putative value in drug development for clinical conditions where there is lung inflammation mediated by neutrophils
keywords: Pneumonia
Anestésicos Locais
Nanotecnologia
DeCS: Mexiletinaanálogos e derivados
Issue Date: 2017
Citation: COUTINHO, Diego de Sá. Nano partículas contendo o análogo da mexiletina, JME-173desenvolvimento, caracterização e avaliação farmacológica em modelo de inflamação pulmonar induzida por LPS. 2017. 124 f. Tese (Doutorado em Biologia Celular e Molecular)-Fundação Oswaldo Cruz, Instituto Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, 2017.
Date of defense: 2017
Place of defense: Rio de Janeiro
Department: Instituto Oswaldo Cruz
Defense institution: Fundação Oswaldo Cruz
Program: Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular
Copyright: open access
Appears in Collections:IOC - PGBCM - Teses de Doutorado

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