Produção, otimização e caracterização de nanopartículas de silicatos para o transporte de compostos de interesse terapêutico

Abstract

Há grandes esforços em todo o planeta pela busca de terapias eficazes e com o mínimo de eventos adversos e colaterais associados. Neste contexto o estudo da nanotecnologia vem ganhando cada vez mais interesse e força. Nanopartículas (NPs) têm, atualmente, diversas possibilidades de aplicação como em indústrias cosméticas, biotecnologia e medicina. Por seu tamanho reduzido e suas propriedades, diferentes das apresentadas pelo mesmo material quando macromolecular, despertam curiosidade e aplicações como sistema de entrega de fármacos (Melo & Pimenta, 2004). As Nanopartículas de Sílica (NPSi) são amplamente estudadas e elucidadas, suas caraterísticas de encapsulamento, possibilidade de modificação de formato e superfície, além da possibilidade de alcançar tamanhos reduzidos e aumentar a fluorescência de alguns compostos fornece a estas NPs visibilidade na área de desenvolvimento de novas tecnologias (Jeelani et al, 2019). Estes materiais são considerados seguros para o consumo em até 1500 mg por dia conforme a FDA preconiza (Diab et al, 2017). Embora utilizada há muitos anos na cultura milenar chinesa como tratamento para distúrbios no trato gastrointestinal, a berberina (BER) possui diversas propriedades sistêmicas recentemente descobertas (Kumar et al, 2015; Preninger, 1986). Sua absorção é prejudicada devido ao efluxo através da glicoproteína P e o que consegue ser absorvido passa por metabolismo de primeira passagem através da ação do Citocromo P450 (Zhang et al, 2013). Dessa maneira, é possível inferir que para esta molécula chegar a um local sistêmico de ação em quantidade suficiente para promover a ação desejada, é necessário protege-la e, mesmo protegendo-a, como possui efeitos descritos em vários sistemas, é necessário um melhor direcionamento para garantir a segurança e eficácia do uso desta molécula de interesse terapêutico. Seguindo as premissas supracitadas, o presente trabalho apresenta a síntese, otimização da produção e caracterização de Nanopartículas de Sílica contendo Berberina (NPSi-BER) encapsulada, de maneira a buscar alternativas seguras para uma administração eficiente e sustentada da molécula de interesse terapêutico, baseando-se em estudos prévios que demonstraram possibilidade de melhoria de detecção da BER (Liu, 2018) e eficácia contra o câncer em rotas de síntese diferenciadas (Halimani et al, 2009), porém contendo a mesma base de NPSi e BER. A produção das NPSi-BER foi realizada pelo método sol-gel (stober et al, 1968), sua otimização se deu pela variação das quantidades do precursor, catalizador e solvente utilizando a rotina de planejamento experimental Box-Behken no Software Design Expert versão 7, que fornece dados estatísticos das análises dos parâmetros escolhidos como objetivos que foram uma alta eficiência de encapsulamento, com tamanho reduzido. A caracterização por diversas técnicas espectroscópicas e morfológicas demonstrou a obtenção de nanopartículas pequenas (<100 nanômetros), com distribuição de tamanho homogêneo sendo visualizado por meio do índice de polidispersividade baixo (<0,1) e microscopia eletrônica de varredura, que também demonstrou o formato esférico, característico das NPSi. Espectros comparativos de absorção de luz, emissão de fluorescência e análise por infravermelho demonstraram que houve encapsulamento da BER, com modificação do potencial zeta, sendo as NPSi-BER mais negativas do que NPSi vazias. A cinética de liberação demonstrou o relaxamento do gel, com liberação completa após 50 horas armazenadas em água a temperatura ambiente, dessa maneira estas condições não são próprias para o seu armazenamento, sendo preferível mantê-las secas ou congeladas contendo baixa quantidade de água.