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https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/31465
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2030-01-01
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- IOC - Artigos de Periódicos [12793]
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MONOOLEIN-BASED NANOPARTICLES FOR DRUG DELIVERY TO THE CENTRAL NERVOUS SYSTEM: A PLATFORM FOR LYSOSOMAL STORAGE DISORDER TREATMENT
Cérebro
Segmentação de lisossomos
Transtornos do armazenamento lisossomal
Author
Affilliation
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Porto Alegre, RS, Brasil.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Programa de Pós-Graduação em Química. Porto Alegre, RS, Brasil.
Universidade Federal de Ciências de Saúde de Porto Alegre. Porto Alegre, RS, Brasil.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Programa de Pós-Graduação em Química. Porto Alegre, RS, Brasil.
Centro Brasileiro de Pesquisa em Energia e Materiais. Laboratório Nacional de Nanotecnologia Brasileira. Campinas, SP, Brasil.
Universidade Federal de Ciências de Saúde de Porto Alegre. Porto Alegre, RS, Brasil.
Hospital de Clínicas de Porto Alegre. Serviço de Genética Médica. Porto Alegre, RS, Brasil.
Hospital de Clínicas de Porto Alegre. Serviço de Genética Médica. Porto Alegre, RS, Brasil.
Centro Brasileiro de Pesquisa em Energia e Materiais. Laboratório Nacional de Nanotecnologia Brasileira. Campinas, SP, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal de Ciências de Saúde de Porto Alegre. Porto Alegre, RS, Brasil.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Porto Alegre, RS, Brasil / Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Programa de Pós-Graduação em Química. Porto Alegre, RS, Brasil.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Porto Alegre, RS, Brasil / Hospital de Clínicas de Porto Alegre. Serviço de Genética. Porto Alegre, RS, Brasil.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Programa de Pós-Graduação em Química. Porto Alegre, RS, Brasil.
Universidade Federal de Ciências de Saúde de Porto Alegre. Porto Alegre, RS, Brasil.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Programa de Pós-Graduação em Química. Porto Alegre, RS, Brasil.
Centro Brasileiro de Pesquisa em Energia e Materiais. Laboratório Nacional de Nanotecnologia Brasileira. Campinas, SP, Brasil.
Universidade Federal de Ciências de Saúde de Porto Alegre. Porto Alegre, RS, Brasil.
Hospital de Clínicas de Porto Alegre. Serviço de Genética Médica. Porto Alegre, RS, Brasil.
Hospital de Clínicas de Porto Alegre. Serviço de Genética Médica. Porto Alegre, RS, Brasil.
Centro Brasileiro de Pesquisa em Energia e Materiais. Laboratório Nacional de Nanotecnologia Brasileira. Campinas, SP, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal de Ciências de Saúde de Porto Alegre. Porto Alegre, RS, Brasil.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Porto Alegre, RS, Brasil / Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Programa de Pós-Graduação em Química. Porto Alegre, RS, Brasil.
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. Porto Alegre, RS, Brasil / Hospital de Clínicas de Porto Alegre. Serviço de Genética. Porto Alegre, RS, Brasil.
Abstract
Lysosomal Storage Disorders (LSDs) are characterized by an abnormal accumulation of substrates within the lysosome and comprise more than 50 genetic disorders with a frequency of 1:5000 live births. Nanotechnology may be a promising way to circumvent the drawbacks of the current therapies for lysosomal diseases. The blood circulation time and bioavailability of the enzymes or drugs could be improved by inserting them in nanocarriers, which could decrease and/or avoid the need of frequent intravenous infusions along with the minimization or elimination of associated immunogenic responses. Considering the exposed, we aimed to build monoolein-based nanoparticles stabilized by polysorbate 80 as a smart platform able to reach the central nervous system (CNS) to deliver drugs or enzymes inside lysosomes. We developed and characterized the nanoparticles by dynamic light scattering (DLS), small-angle X-ray scattering (SAXS) and cryogenic transmission electron microscopy (Cryo-TEM). The nanoparticles showed a diameter of 115 nm, which is compatible with in vivo application. The SAXS patterns of the formulations displayed a single broad correlation peak that was fitted to the Teubner-Strey model confirming that disordered bicontinuous structures were obtained. Cryo-TEM images corroborated this finding and showed nanoparticles with size values that are similar to those determined by DLS. Furthermore, the nanoparticles did not present cytotoxicity when they were incubated with human fibroblasts, and demonstrated hemolytic activity proportional to the negative control, proving to be safe for parenteral administration. Through the use of a fluorescent dye to track the nanoparticles inside the cell, we demonstrated that they reached lysosomes after 1 h of treatment. More interestingly, the fluorescent dye was detected in the CNS of mice just after 3 h of treatment. The nanoparticles show great potential to improve the treatment of LSDs with brain impairment, acting as a smart platform to targeted delivery of drugs or enzymes.
Keywords in Portuguese
NanopartículasCérebro
Segmentação de lisossomos
Transtornos do armazenamento lisossomal
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