Síntese e caracterização de sistemas nanoestruturados contendo o inibidor de proteinases BTCI e peptídeos derivados

Abstract

A incidência e mortalidade por câncer têm aumentado em todo mundo e representam um problema de saúde pública. Os tratamentos mais comuns são muitas vezes invasivos e inespecíficos. Quimioterápicos mais potentes e específicos têm sido estudados para elaboração de novos tratamento contra vários tipos de câncer. O inibidor de tripsina e quimotripsina BTCI, extraído a partir de sementes de feijão-de-corda Vigna unguiculata, foi caracterizado como um potente agente anticancerígeno devido à sua capacidade de diminuir a proliferação e viabilidade das células de câncer da mama. No presente trabalho, nanopartículas de quitosana contendo BTCI foram escolhidas para serem sintetizadas devido ao potencial anticarcinogênico do inibidor e às propriedades biomédicas de quitosana, que é atóxica e biodegradável. Além disso, peptídeos derivados de BTCI foram sintetizados e purificados a fim de estudar a atividade inibitória contra proteinases e a capacidade destes peptídeos de se translocarem através da membrana celular na ausência de receptores. Os peptídeos derivados apresentaram atividade inibitória contra tripsina e quimotripsina, e foram capazes de desestabilizar a bicamada de lipossomas POPC, utilizados neste trabalho como modelos de membrana. O diâmetro da nanopartícula contendo quitosana e BTCI variou entre 25 e 200 nm, em relação a diferentes pHs e concentrações de BTCI. A eficiência de encapsulamento do BTCI foi superior a 50%, apresentando liberação prolongada em condições fisiológicas. Análises de espectroscopia de fluorescência e dicroísmo circular sugeriram que a molécula de BTCI interage com a superfície externa das nanopartículas, apresentando algumas modificações estruturais, mas mantendo ainda a atividade inibitória contra proteinases. Estes resultados mostraram que os sistemas de nanopartículas de quitosana contendo BTCI são estáveis e ativos, podendo ser testados em ensaios in vitro com células de câncer da mama, visando investigar a atividade antitumoral destes sistemas contendo BTCI associado a polímeros de quitosana. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The incidence and mortality caused by cancer have increased and represent a public health problem. The common treatments are often invasive and nonspecific. More potent and specific chemotherapeutic agents have been studied for the alternative treatment of several types of cancer. The black-eyed pea trypsin/chymotrypsin inhibitor (BTCI), a Bowman-Birk inhibitor isolated from Vigna unguiculata seeds, was characterized as a potent anticarcinogenic agent due its ability to significantly decrease the proliferation and viability of breast cancer cells. In the present work, chitosan nanoparticles encapsulating BTCI were chose to be synthesized due the anticarcinogenic potential of inhibitor and the nontoxic and biodegradable properties of chitosan. In addition, peptides derived from BTCI were synthesized and purified in order to study their activity against serine proteinases and the ability to translocate through the cell membrane models. The peptides presented inhibitory activity against trypsin and chymotrypsin and were able to destabilize POPC phospholipids from membrane model. The diameter of chitosan-BTCI nanoparticles ranged from 25 and 200 nm in different pH and concentrations of BTCI. The encapsulation efficiency of the BTCI into chitosan particles was > 50% and the liberation of the inhibitor in physiological condition was prolonged. Analysis of fluorescence spectroscopy and circular dichroism suggested that BTCI interacts with the external surface of nanoparticles. Although the BTCI presents structural changes in this condition its inhibitory activity against proteinases was preserved. Altogether, these results showed that Chitosan-BTCI nanoparticles are active and stable and should be tested in vitro assays with breast cancer cells aiming investigation of the BTCI anticarcinogenic action in this system.