Quality by design de hidrogéis a base de carreadores lipídicos nanoestruturados e nanocarreadores poliméricos para o encapsulamento de nitrato de gálio no tratamento tópico da leishmaniose cutânea

Abstract

A Leishmaniose é uma doença tropical negligenciada causada por protozoários do gênero Leishmania spp., transmitida por flebotomíneos fêmeas. A manifestação cutânea é a forma clínica mais comum da doença, caracterizada por úlceras na pele que podem resultar em desfiguração e estigmatização social. O ciclo de vida do parasita envolve a captação mitocondrial de ferro, essencial para o crescimento e replicação do parasita no hospedeiro. O gálio, elemento semimetálico que apresenta mimetismo ao ferro, interfere nesses processos, oferecendo uma nova abordagem terapêutica devido à ausência de transição entre estados de oxirredução. Sem vacinas eficazes e tratamentos atuais sendo administrados quase que exclusivamente por via intravenosa ou intramuscular, somado ao surgimento de resistência aos medicamentos existentes, a identificação de novos alvos para o desenvolvimento terapêutico contra a leishmaniose é urgentemente necessária. Nesse contexto, a utilização de sistemas nanocarreadores têm o potencial de aprimorar a biodisponibilidade, reduzir custos, aumentar a segurança e eficácia terapêutica, minimizar efeitos colaterais sistêmicos, proteger os fármacos contra influências físico-químicas adversas e permitir sua liberação controlada e prolongada. Com base nessas perspectivas, o presente estudo propõe de forma pioneira, o desenvolvimento de nanogéis de uso tópico contendo Carreadores Lipídicos Nanoestruturados (CLN) e Nanocarreadores Poliméricos (NCP) como forma de encapsulamento de nitrato de gálio (GaN), buscando soluções mais acessíveis, eficazes e seguras para o tratamento da leishmaniose cutânea. Os estudos de caracterização do GaN e testes compatibilidade entre todos os excipientes foram devidamente realizados por diversas técnicas. Ambos os sistemas carreadores foram desenvolvidos e otimizados de acordo a abordagem baseada em Quality by Design, sendo também devidamente caracterizados por DLS, TG, DSC, DRX, FTIR, MET e EDS. Os CLN-GaN apresentaram tamanho médio de partícula de 49,87 ± 0,6099 nm, PDI 0,087 ± 0,010, potencial zeta -11,2 ± 1,170 mV, e eficiência de encapsulamento de 66,04 ± 0,772. Os NCP-GaN apresentaram diâmetro médio de 33,74 ± 0,594 nm, PDI 0,127 ± 0,015, potencial zeta -14,2 ± 3,83 mV, e eficiência de encapsulamento de 86,33 ± 5,380 % pelo método direto e 88,79 ± 1,879 % após cálculo pelo método indireto. Ensaios de viabilidade celular em macrófagos (RAW 264.7), fibroblastos (L929) e células embrionárias imortalizadas (HEK293), e atividade biológica in vitro contra L. amazonensis indicaram segurança em células saudáveis e atividade promissora em diferentes formas do ciclo de vida do parasita. Ambos os sistemas atenderam aos parâmetros de qualidade definidos para o perfil do produto alvo e suas formas farmacêuticas foram devidamente desenvolvidas e caracterizadas. Os NCP destacaram-se pela maior capacidade de carreamento de GaN e eficácia terapêutica, melhor estabilidade preliminar e métodos de preparação mais simples e econômicos. A facilidade de conversão em géis foi avaliada por analise reológica e diferentes técnicas de controle de qualidade preliminar. Além disso, o menor custo de produção adicionam vantagens significativas aos nanocarreadores poliméricos para o tratamento da leishmaniose cutânea. Finalmente, o estudo sugere uma abordagem inovadora e potencialmente mais eficaz para o tratamento da leishmaniose cutânea, destacando a importância de avanços contínuos na nanotecnologia para enfrentar doenças tropicais negligenciadas.