Veja: J. Scott, May 17, 1999 LIPOSSOMOS: PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO.

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1 Veja: J. Scott, May 17, 1999 LIPOSSOMOS: PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO

2 Fosfolipideos Grupos de cabeça polar Glicerol de 3 carbonos

3 Que é um lipossoma? –Vesícula esféricar com uma bicamada fosfolipidica Hidrofilico Hidrofobico

4 Membrana celular

5 Usos de Lipossomas Terapia de quelação para tratamento de envenenamento com metais pesados Substituição de enzimas Imagens para diagnostico de tumores Estudos de membranas Cosmeticos Liberação de fármacos

6 Por que usar lipossomas em liberação de fármacos? Inativo: Lipossomas não modificados junto a sistemas de tecidos específicos do sistema reticuloendotelial Ativo: Lipossoma com alteração da superfície com ligantes (anticorpos, enzimas, proteína A, açucares) Dirigidos ao sitio da ação Físicos: temperatura ou lipossomas sensíveis a pH Farmacos de alvos dirigidos

7 Proteção Diminui os efeitos colaterais Farmocinética-eficacia e toxicidade Mudanças de absorbância e biodistribuição Mudanças onde o fármaco é acumulado no corpo Protege o fármaco Liberar o fármaco na forma desejada Resistência multifarmacos Por que usar lipossomas em liberação de fármacos?

8 Liberação Afeta o tempo no qual o fármaco é liberado Tempo prolongado-aumenta a duração da ação e diminui a administração Depende do fármaco e das propriedades do lipossoma Composição do lipossoma, pH e gradiente osmótico e do ambiente Por que usar lipossomas em liberação de fármacos?

9 Modos de interação de Lipossomas/Células Adsorção Endocitose Fusão Transferência de lipídeos

10 Classes de Lipossomas ConvencionalCirculação extendida Imuno Catiônico

11 Lipossomas ajudam para melhoras Indice terapeûtico Metabolismo rápido Farmacocinética desfavoravel Baixa solubilidade Falto de estabilidade Irritação Desenho segundo o cliente Conteúdo lipídico Tamanho Mudanção da superfície Método de preparação

12 PREPARAÇÃOES DE FARMACOS LIPOSSOMAIS Tipo de agenteExemplos Anticancer Anti bacterial Antiviral Material DNA Enzimas Radionucleoideos Fungicidas Vacinas *Atualmente em Ensaios Clinicos ou Aprovados para uso Clínico Malaria merozoite, Malaria sporozoite Hepatitis B antigen, Rabies virus glycoprotein Amphotericin B* In-111*, Tc-99m Hexosaminidase A Glucocerebrosidase, Peroxidase Duanorubicin,Doxorubicin*, Epirubicin Methotrexate, Cisplatin*, Cytarabin Triclosan, Clindamycin hydrochloride, Ampicillin, peperacillin, rifamicin AZT cDNA - CFTR*

13 Reguladores de conductãncia transmebrana de fibrosis cistica Terapia gênica Liveração de cDNA de Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR) para tecidos epitelial do sistema respiratorio Fusão a membrana celular e incorpora cDNA na célula (Complementary DNA (cDNA) is a doublestranded DNA version of an mRNA molecule) Ensaios clínicos – câmbios de sintomas não significativos Agora tratando virus adeno associados Lipossomas cationicos

14 Doxil Quimioterapía da doxorubina Anemia, danos as veias e tecidos na ejeção, diminui plaquetas e leucócitos, tóxico ao Trata lesões de sarcoma de Kaposi ou tumores cancerosos Modificação de lipossomas furtidos(stealth) permite doxorubina no sangue por 50 h em vez de 20 minutos concentrasse nas lesões KS e tumores *Aprovado pela FDA em 1999*

15 Amphotericin B Efeitos colaterais: Nefrotoxicidade, calafrios e febre Infecções sistêmicas fúngicas em pacientes imuno comprometidos Fungizone - AmB com deoxicolato AmB – mata células fuúgicas contendo ergosterol, também mata células humanas contendo colesterol

16 Não diminui a efetividade do fármaco contra o fungo Formulação Lipossomal de AmB Diminui a toxicidade Mecanismo exato de lipossomas ainda não totalmente entendido Colesterol – somente poucos %moles Razão Fosfolipideo:AmB Difusão Transferência de lipídeos AmB Lipid

17 Marcato e Durán, J. Nanosci. Nanotechnol. 8, 1-17 (2008).

18 Marcato e Durán J. Nanosci. Nanotechnol. 8, 1-17 (2008).

19 Marcato e Durán, J. Nanosci. Nanotechnol. 8, 1-17 (2008).

20 Journals Allen, T.M. "Liposomal Drug Formulations: Rationale for Development and What We Can Expect for the Future." Drugs 56: 747-756, 1998. Allen, T.M. "Long-circulating (sterically stabilized) Liposomes for Targeted Drug Delivery." TiPs 15: 214-219, 1994. Allen, T.M. "Opportunities in Drug Delivery." Drugs 54 Suppl. 4: 8-14, 1997 Janknegt, R.. "Liposomal and Lipid Formulations of Amphotericin B." Clinical Pharmacokinetics. 23(4): 279-291, 1992. Kim, A. et al. "Pharmacodynamics of Insulin in Polyethylene Glycol-coated Liposomes." Inter. J. Pharm.. 180: 75-81, 1999. Marcato P.D. and Durán, N. New Aspects of Nanopharmaceutical Delivery Systems. J. Nanosci. Nanotechnol. 8: 1-17, 2008. Quilitz, R. "Oncology Pharmacotherapy: The Use of Lipid Formulations of Amphotericin B in Cancer Patients." Cancer Control.5:439-449, 1998. Ranade, V.V. "Drug Delivery Systems: Site-Specific Drug Delivery Using Liposomes as Carriers. Pharmacology. 29: 685-694, 1989. Storm, G. and Crommelin, D.J.A.. "Liposomes:quo vadi?" PSTT 1: 19-31, 1998. Taylor, K.M.G. and Newton, J.M. "Liposomes as a vecicle for drug delivery." British Journal of Hospital Medicine. 51: 55-59, 1994 REFERÊNCIAS

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22 LIPOSSOMAS: PROPRIEDADES E APLICAÇÕES Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).

23 Exemplos de lipideos formadores de bicamadas Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).

24 Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005). Composição e propriedades fisico-químicas

25 Capacidade de encapasulação de ativos n n Substâncias farmacologicamente ativas podem ser incorporadas seja no compartimento aquoso interno (substâncias hidrossolúveis), seja nas membranas dos lipossomas (substâncias lipofílicas ou anfifílicas). n n A taxa de encapsulação de uma substância em lipossomas e a relação substância encapsulada/lipídeo são dois parâmetros importantes que devem ser considerados na escolha do método de preparação, sobretudo quando se procura desenvolver uma composição farmacêutica. Esses parâmetros podem ser otimizados através da escolha do método de encapsulação e da manipulação da composição lipídica da membrana. A taxa de encapsulação deverá ser maximizada, pois é inversamente relacionada à quantidade de substância não encapsulada que é perdida na maioria das vezes. A relação fármaco/lipídeo deverá também ser maximizada, visto que determina a quantidade de lipídeo a ser administrada ao paciente. Assim, quanto menor for a quantidade de lipídeo veiculada, menor serão os riscos de efeitos colaterais associados aos mesmos. Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).

26 n n Teoricamente, taxas de encapsulação próximas de 100% podem ser obtidas com substâncias lipofílicas incorporadas na membrana dos lipossomas. É o caso da anfotericina B que, no produto farmacêutico AmBisome, é associada a lipossomas pequenos (45-80 nm de diâmetro) formados de fosfatidilcolina hidrogenada, colesterol e de diestearoil- fosfatidilglicerol (relação molar 2:1:0,8 e relação fármaco/lipídeo = 1/10). Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).

27 n n Vale ressaltar que a capacidade de substâncias lipofílicas serem incorporadas na membrana de lipossomas não é uma regra geral; no processo de encapsulação, deve ser verificado se a substância está efetivamente incorporada na membrana e não simplesmente adsorvida na sua superfície ou auto- associada na forma de microcristais em suspensão com os lipossomas. n n No caso das substâncias hidrossolúveis, como os antimoniais pentavalentes, é teoricamente impossível atingir níveis de encapsulação de 100%, por causa da necessária co-existência dos compartimentos aquosos interno e externo. Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).

28 Fatores determinantes na cinética de liberação do ativo encapsulado n LIPOSSOMA----- Ativo no compartimento aquosso interno-----Ressuspenso em água---- Liberação do ativo até atingir novo equilibrio n LIPOSSOMA--- Ativo na membrana do lipossomaa quantidade liberada do ativo depende do coeficiente de partição do ativo entre a membrana e a fase aquosa, assim como os componentes desta fase Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).

29 n O fluxo de um ativo atraves da membrana dependerá da concentração o ativo no compartimento aquoso interno (C i ) e do coeficiente de permeabilidade do ativo através da membrana (P s ) de acordo a lei de difusão simples n J s = P s C i n No caso de lipossomas unilaminares de distribuição de tamanho homogëneo é representada após integração como: n C i = C io exp (-3P s t/R i ) onde n C io e concentração interna do ativo no tempo zero e R i é o tamanho do lipossoma. n Logo, esta equação mostra que a cinética de liberação do ativo por mecanismo de difusão simples é monoexponencial e determinado pelo coeficiente de permeabilidade do ativo e pelo tamanho do lipossoma n ou seja> a menor coeficiente de permeabilidade do ativo ou quanto maior tamanho do lipossoma, mais lenta será a liberação do ativo. Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).

30 n No caso das moléculas esfericas a constante de difusão do ativo na membrana (D s ) dependerá da viscosidade de acordo a relação Stockes-Einstein n D s = RT/6 N r m n Logo: Ativos de grande tamanho (D s pequeno) e elevada polaridade são retidas no compartimento aquoso interno. n Logo: D s é proporcional a viscosidade da membranas e na fase gel reterão o ativo com maior eficiencia que em mbranas na fase cristal-liquido. Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).

31 Pressão osmótica n Bicamadas lipídicas são muito permeáveis à água, existência de pressão osmótica entre o meio interno e externo induzirá um movimento de água por osmose através da membrana. n Logo evitar preparar lipossomas com pressão osmótica superior à externa, levando a liberação do ativo Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).

32 ARMAZENAMENTO n O armazenamento na forma de suspensão aquosa é incompatível com a estabilidade para produtos farmacêuticos. n O armazenamento na forma liofilizada representa uma alternativa viável, entretanto deve ser incluído um agente crioprotetor para evitar a fusão das membranas desidratadas e evitar a liberação do ativo no momento da reidratação. Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).

33 Administração em organismos vivos n Quando administrado em organismos vivos os lipossomas interagem com os componentes dos fluidos biológicos o que pode alterar a permeabilidade de sua membrana e a velocidade de liberação do ativo encapsulado. Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).

34 Oral: Sais biliares são incorporadas na membrana-transiçào laminar a micelar As membranas em fase cristal-liquido serão desestabilizadas. So em fase gel resistem parcialmente Endovenosa: Lipoproteinas plasmáticas. So se tem colesterol 30% serão estaveis Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).

35 Interação lipossomas/células: Influencia na biodisponibilidade da substancia encapsulada n Enquanto a liberação do ativo em condições de armazenamento é passiva e espontânea, sua liberação in vivo a partir de lipossomas estáveis será mediada essencialmente por células com atividade endocitária. n Logo, a manipulação das características de superfície representa um dos meios para controlar sua interação com as células e a velocidade de liberação do ativo nos organismos vivos Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).

36 Lipossomas convencionais: fosfatidilcolina ou de surfactantes não iônicos e de colesterol Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).

37 Níveis teciduais de antimonio em cães FDELS: freeze-dried emty liposomes Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).

38 Aspectos tecnológicos dos antimoniais taxas maiores: fosofolipideos de alta temperatura de transição de fase (dipalmitoilfosfatidilcolina) de colesterol e de fosfolipideo negativos Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).

39 Reverse phase evaporation vesicles Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).

40 Dehydration rehydration vesicles Frezard et al. Quim. Nova 28, 511 (2005).

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42 REDE NANOTUB0S DE CARBONO AGRADECIMENTOS