Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Materiais
TÍTULO: Avaliação da atividade citotóxica in vitro da curcumina livre e associada à nanopartículas de quitosana / sulfato de condroitina
AUTORES: Jardim, K.V. (UNB) ; Joanitti, G.A. (UNB) ; de Azevedo, R.B. (UNB) ; Parize, A.L. (UNB)
RESUMO: Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito citotóxico da curcumina livre e associada às nanopartículas de quitosana/sulfato de condroitina em culturas de células tumorais humanas de pulmão (A549), por meio do teste de viabilidade celular, empregando o método de MTT. O comportamento geral observado nos ensaios de viabilidade celular, realizados neste estudo consiste na maior eficiência citotóxica da curcumina na sua forma livre que na associada às nanopartículas. De maneira geral, observou-se que as nanopartículas e seus constituintes não são tóxicos para a célula, e que o sistema apresentou características físico-químicas interessantes, que possibilita sua aplicação como nanocarreador de ativos.
PALAVRAS CHAVES: Avaliação citotóxica; Curcumina; Nanopartículas
INTRODUÇÃO: A curcumina é o princípio ativo extraído do rizoma da Curcuma longa L. É empregada na alimentação como corante e na medicina Indiana como remédio caseiro para uma variedade de doenças (ARAÚJO et at., 2001). Este composto possui grupos metoxi e fenóis em sua composição química, responsáveis por suas propriedades biológicas, incluindo: antiinflamatória, antitumoral, antioxidante, entre outras, além de estar relacionada a efeitos benéficos à saúde (BACHMEIER et al., 2008). No entanto, seu uso terapêutico tem sido limitado devido a sua baixa solubilidade aquosa e ao fato de exibir alta taxa de decomposição em pH neutro ou básico e ser susceptível à degradação fotoquímica (MAHESHWARI, et al., 2006; ANAND et al., 2007). Com isto, a utilização de nanocarreadores para a liberação de fármacos vem se tornando uma área de grande interesse nas últimas décadas. Entre os novos sistemas de liberação de ativos, as nanopartículas poliméricas têm sido consideradas promissores carreadores para agentes terapêuticos, devido à capacidade de proteger as substâncias ativas contra degradação em meio fisiológico, liberar controladamente a substância ativa no sítio de ação, reduzir os efeitos colaterais indesejáveis e aumentar a biodisponibilidade do fármaco, pois podem penetrar facilmente em membranas plasmáticas devido ao seu pequeno tamanho (ANAITHA et al., 2011) Assim, com o intuito de avaliar o efeito citotóxico da curcumina livre e associada às nanopartículas de quitosana/sulfato de condroitina em culturas de células tumorais humanas de pulmão (A549), foi empregado o teste de viabilidade celular, utilizando-se o método de MTT, já que constitui o primeiro passo para a avaliação da compatibilidade biológica de uma determinada substância (ROGERO et al., 2003; EISEMBRAND et at., 2002).
MATERIAL E MÉTODOS: A suspensão coloidal de nanopartículas (NPs) de quitosna (QTS) e sulfato de condroitina (SC) puras e contendo curcumina utilizadas no teste de viabilidade celular foram preparadas pelo método de gelatinização iônica, variando-se o pH da solução polimérica de quitosana em 4,0; 5,0 e 6,0. A avaliação da atividade citotóxica, in vitro, da curcumina livre e associada às NPs, foi realizada utilizando-se culturas de células tumorais humanas de pulmão (A549), por meio de teste de viabilidade celular, empregando-se o método de MTT, uma vez que este é simples, confiável e produz resultados reprodutíveis. A concentração das amostras estudadas variou de 1,25 a 40 µmol L-1, o tempo ideal, estabelecido para tratamento das células com as amostras estudadas, foi de 24 e 72 horas, sendo que este último corresponde ao período máximo que as células poderiam ser mantidas com o meio de tratamento. A solução de curcumina livre foi preparada utilizando-se 8 mg de curcumina diluída em solução de etanol/água em uma razão de 80:20, sendo 20 mL de etanol e 80 mL de água. No entanto, como as células não sobrevivem nos pHs ácidos, as nanopartículas puras e contendo curcumina e seu respectivo controle ácido tiveram seus pHs ajustados para o pH fisiológico (7,4). Com a finalidade de se obter resultados mais precisos nos testes de viabilidade celular foi realizada a caracterização das nanopartículas e seus respectivos constituintes através de análises espectroscópicas e calorimétricas, avaliação da estabilidade físico-química das nanopartículas em suspensão, avaliação da taxa de associação da substância ativa (curcumina) às nanopartículas de QTS/SC, estudo da cinética de liberação da curcumina e avaliação morfológica dos sistemas realizada por meio de Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O comportamento geral, observado nos ensaios de viabilidade celular consiste na maior eficiência citotóxica da curcumina livre que associada às NPs, pois em sua maior concentração reduziu em 62 1% e 54 1%, a viabilidade das células tumorais, no período de 24 e 72 horas, respectivamente. Para a curcumina associada às NPs foi observado uma maior redução na viabilidade celular (68 ± 2%) em NPs de QTS/SC/Curcumina, com solução de QTS em pH 6,0 na maior concentração, no período de 72 horas. Observou-se ainda que as NPs e seus constituintes não são tóxicos para a célula, e que apresenta boa estabilidade físico-química em pH fisiológico. Através da caracterização prévia, observou-se a formação de NPs esféricas, compactas e com morfologia heterogênea. Possuem baixo índice de polidispersão, diâmetro reduzido e um potencial zeta positivo com valor em módulo relativamente alto. Apresentaram relativa estabilidade físico-química nas diferentes temperaturas de acondicionamento (-2ºC e 25ºC) durante o período de 120 h e maior estabilidade térmica quando comparada aos seus constituintes. Observou-se que as NPs conseguem associar a curcumina de forma eficiente A taxa de associação da curcumina às NPs variou de 62,3 0,21% a 68,5 0,18%, sendo esta dependente do pH da solução da QTS. A liberação da curcumina através das NPs ocorreu de forma lenta e gradual, via mecanismo de difusão, observando-se uma liberação do corante mais acelerada quando a liberação foi conduzida em solução de H2SO4 0,1 mol L-1 em pH 6,8. Estas características, associadas às propriedades de biocompatibilidade e biodegradabilidade dos polímeros utilizados no preparo das NPs, indicam a possível aplicabilidade deste material nanoestruturado como sistema de liberação controlada de substâncias ativas.
CONCLUSÕES: A partir da avaliação citotóxica pôde-se verificar que a curcumina na sua forma livre é mais eficiente que associada às nanopartículas. No entanto, as nanopartículas apresentaram características físico-químicas peculiares, estabilidade sob condições fisiológicas e não são tóxicas para as células, o que as tornam adequadas para associação e liberação controlada de substâncias ativas. Contudo, se faz necessário um maior aperfeiçoamento das características das nanopartículas, visando aumentar a quantidade de curcumina associada à amostra final e, consequentemente, melhorar a viabilidade celular no tratamento de câncer.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem a Capes, DPP/UnB.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ANAND, P.; SHERIN, G. T.; AJAIKUMAR, B. K.; CHITRA S.; KUZHUVELIL, B. H.; BOKYUNG S.; SHEEJA, T. T.; KRISHNA, M.; INDIRA, K. P.; KALLIKAT, N. R.; BHARAT, B. A. Biological activities of curcumin and its analogues (Congeners) made by man and mother nature. Biochemical Pharmacology. 2008;76:1590-1611.
ANITHA, A,; DEEPAGAN, V. G.; DIVYA RANI, V. V.; DEEPTHY, M.; NAIR, S. V.; JAYAKUMAR, R. Preparation, characterization, in vitro drug release and biological studies of curcumin loaded dextran sulphate–chitosan nanoparticles. Carbohydrate Polymers. 2011;84:1158–1164.
ARAUJO, C. A. C.; LEON, L. L. Biological Activities of Curcuma Longa L. Mem Inst Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, 2001;96:5:723-728.
BACHMEIER, B. E.; MOHRENZ, I. V.; MIRISOLA, V.; SCHLEICHER, E., ROMEO, F.; HÖHNEKE, C.; JOCHUM, M.; NERLICH, A. G.; PFEFFER, U. Curcumin downregulates the inflammatory cytokines CXCL1 and –2 in breast cancer cells via NFkB, Carcinogenesis, 2008;29:4:779-789.
EISENBRAND, G.; POOL-ZOBEL, B.; BAKER, V.; BALLS, M.; BLAAUBOER, B. J.; BOOBIS, A.; CARERE, A.; KEVEKORDES, S.; LHUGUENOT, J. C.; PIETERS, R.; KLEINER, J. Methods of in vitro toxicology. Food Chemiscal Toxicologycal. 2002;40:2-3: 193-236.
MAHESHWARI, R. K.; SINGH, A. K.; GADDIPATI, J.; SRIMAL, R, C. Multiple biological activities of curcumin: a short review. Life Sciences, 2006;78:2081– 2087.
ROGERO, S. O.; LUGÃO, A. B.; IKEDA, T. I.; CRUZ, A. S. Teste in vitro de citotoxicidade: estudo comparativo entre duas metodologias. Material Research, 2003; 6:3:317-320.