Encapsulación de curcumina en micelas poliméricas de poli(óxido de etileno)-b-poli(óxido de propileno) prístinas y modificadas con glucosa: Caracterización fisicoquímica y evaluación de la efectividad antitumoral in vitro

LECOT N.; ODDONE N.; GAMBINI J.P. FERNANDEZ M.; CERECETTO H. BENECH J.; CABRAL P.; GLISONI R.J.; SOSNIK A.

Buenos Aires, Argentina

Simposio; IV Simposio de Jóvenes Investigadores. IV Escuela de Nanomedicina.; 2014

Asociación Argentina de Nanomedicina

Introducción. La pobre solubilidad acuosa que despliegan la mayoría de las moléculas con actividad biológica sigue siendo la principal limitación en la administración oral, parenteral y transdérmica de fármacos [1]. La curcumina (CUR), un compuesto polifenólico derivado de la Curcuma longa, posee diversos efectos farmacológicos, a destacar: antiinflamatorio, antioxidante, antiproliferativo y antiangiogénico, entre otros [2,3]. Ensayos clínicos de Fase I de CUR, han demostrado que en seres humanos su administración oral es segura incluso a dosis elevadas (12 g/día), pero despliega una extremada pobre solubilidad acuosa (0.011 ug/mL) y biodisponibilidad oral como una elevada degradación a pH fisiológico que limita de manera drástica su transferencia a la clínica [2,3]. Entre las estrategias disponibles para superar dichas limitaciones, la inclusión de fármacos hidrofóbicos en micelas poliméricas (PMs) es una de las alternativas más atractivas [1,4]. Los copolímeros anfifílicos en bloque a base de poli(óxido de etileno)-poli(óxido de propileno) (PEO-PPOs) tienen la propiedad de formar PMs estables en agua por arriba de su concentración micelar crítica (CMC) [1,4]. El núcleo permite la solubilización y/o estabilización fisicoquímica de fármacos hidrófobos mientras que la corona hidrofílica estabiliza el sistema [1,4]. PMs a base de PEO-PPOs han sido también investigadas en el direccionamiento pasivo de fármacos a tumores capitalizando el efecto de permeación y retención mejorada [4,5]. El recubrimiento de PMs con residuos del tipo glucosa, no sólo estabilizaría el sistema coloidal debido a formación de múltiples enlaces de hidrógeno en la corona micelar, sino que también favorecería por un lado su internalización mediada por receptor a la célula diana [4] y por otro su potencial acumulación en el tumor debido a una mayor captación celular de las micelas conjugadas a glucosa a expensas del aumento exacerbado del metabolismo de dicho azúcar en las células tumorales [6]. En este trabajo resultó de nuestro interés explorar de forma preliminar la encapsulación de CUR en micelas poliméricas prístinas y modificadas con glucosa para la evaluación de su actividad antitumoral in vitro en células de tumor mamario murino. Objetivos. (A) Estudiar la máxima eficiencia de encapsulación de CUR en distintos sistemas micelares a base de PEO-PPOs prístinos y modificados con glucosa en una concentración 10% p/v en medio acuoso y su posterior caracterización fisicoquímica. (B) Estudiar los mecanismos de respuesta diferencial frente al tratamiento de diversos sistemas poliméricos al 10% p/v (Tetronic® 1107, T1107; Tetronic® 1107-glucosa, T1107-Glu; Pluronic® F127, F127) con y sin CUR (0-25 uM) en células 4T1 (células de tumor mamario murino). Resultados y discusión. Los incrementos máximos de solubilidad de CUR en presencia de los distintos sistemas micelares resultaron de 7727, 16455 y 11091 veces, para T1107, T1107-Glu y F127, respectivamente, respecto de la solubilidad intrínseca de CUR en agua (ver más arriba). Los tamaños hidrodinámicos determinados por difracción de luz láser (DLS) a 25°C fueron 50, 256 y 249 nm para T1107/CUR, T1107-Glu/CUR y F127/CUR, respectivamente. De la evaluación antitumoral in vitro de las micelas poliméricas cargadas con CUR (T1107/CUR, T1107-Glu/CUR y F127/CUR) en células 4T1, se desprende que las mismas poseen un efecto antitumoral marcado al cabo de 48 h de incubación. Se observaron diferencias significativas tanto para la carga máxima de CUR en PMs de T1107 y T1107-Glu (85 y 181 ug/mL, respectivamente) como para la efectividad antitumoral de T1107/CUR y T1107-Glu/CUR a concentraciones de fármaco entre 5 y 25 uM (Figura 1). PMs de F127/CUR resultaron ser menos efectivas que las formulaciones anteriores (Figura 1). No obstante, es importante mencionar que las tres formulaciones micelares cargadas con CUR resultaron ser más efectivas que CUR libre a concentraciones mayores de 5 uM (Figura 1). Estos resultados se corresponden a los obtenidos por microscopía óptica a una concentración determinada (10 uM), donde se observó inhibición del crecimiento de las células tratadas con los distintos sistemas micelares. En el caso de T1107-Glu/CUR se obtuvo una imagen ex¬-vivo, en la cual se observa la captación a nivel tumoral de CUR en ratones BALB-c con tumor mamario inducido con células 4T1. Actualmente, se están completando los estudios con F127-Glu/CUR para evaluar en profundidad la captación celular de estos sistemas modificados. Conclusiones. Se evaluó la eficiencia de encapsulación de CUR en distintos sistemas micelares a base de PEO-PPOs prístinos y modificados con glucosa y su caracterización fisicoquímica. El incremento de solubilidad de CUR en presencia de PMs resultó del orden de 8000-16500 veces. Las PMs cargadas con CUR mostraron mayor efectividad antitumoral en comparación a CUR libre en todos los casos. A su vez, micelas de T1107 modificado con residuos glucosa desplegaron una mayor solubilidad máxima de CUR, mayor efectividad antitumoral y mayor captación intracelular. Finalmente, si bien se requieren estudios más exhaustivos sobre la efectividad antitumoral de los nanotransportadores poliméricos, los resultados preliminares obtenidos indicarían la potencialidad de estos nanosistemas prístinos o modificados con glucosa y cargados con CUR como agentes terapéuticos en el tratamiento de cáncer de mama.