Potencial aplicação de nanoestruturas magnéticas contendo Selol no tratamento do câncer de pele e como contraste em exames de microtomografia computadorizada

Abstract

Nanopartículas magnéticas (NPM) representam ferramentas versáteis para a aplicação na área oncológica, uma vez que podem ser utilizadas como carreadores de medicamentos, instrumento para a magnetohipertermia (MHT) e como meio de contraste em exames de imagem. O objetivo principal deste trabalho foi investigar um novo fluido magnético, denominado FMS, que é constituído de nanopartículas de magnetita cobertas com bicamada de ácido láurico contendo Selol, um composto de baixa toxicidade e não mutagênico com importante ação antitumoral. Experimentos realizados para caracterização da amostra revelaram que FMS é composto de NPM esféricas com distribuição de tamanho monomodal, com diâmetro físico médio de 8,3 nm e com pouca variação do diâmetro hidrodinâmico ao longo do tempo. Medidas do potencial zeta ao longo do tempo evidenciaram NPM de carga negativa e extremamente estáveis por até 48 meses após seu preparo. Foi verificado, pelo ensaio de viabilidade celular por MTT, que FMS não foi tóxico para as células de melanoma da linhagem B16-F10 em concentrações até 75 μg Fe/mL. Foi mostrada também a capacidade dessas células tumorais em interiorizar as NPM, as quais foram encontradas no interior celular dentro de estruturas semelhantes a vesículas. Além disso, ensaios in vitro e in vivo foram realizados em equipamento de microtomografia computadorizada (microTC) para avaliar a capacidade de FMS ser um potencial meio de contraste neste tipo de imagem. Os testes in vitro revelaram que FMS possui densidade adequada para ser visualizada em imagens de microTC e os testes in vivo mostraram que FMS injetado diretamente no melanoma induzido nos camundongos permaneceu no tumor por até 72 h. Apesar da retenção tumoral prolongada, FMS não foi tóxico para os órgãos fígado, baço, rins, pulmões e cérebro, nem para o organismo como um todo, como visto nas análises histológicas, hematológicas e bioquímicas. Testes in vitro e in vivo demonstraram o potencial de aquecimento de FMS quando submetido a um campo magnético de frequência alternada. A amostra foi então testada para o tratamento do melanoma murino utilizando magnetohipertermia e os resultados dos pesos e volumes tumorais, percentual de necrose e exames hematológicos e bioquímicos foram promissores após 1 dia do término do tratamento. Em conjunto, os dados deste trabalho indicam que a amostra FMS apresenta grande potencial como estratégia terapêutica contra o câncer. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Magnetic nanoparticles (MNP) represent versatile tools for application in the oncologic field, especially when used as drug carriers, magnetic hyperthermia inducer and contrast improvement in imaging exams. The main goal of this study was to investigate a new magnetic fluid sample, named FMS, based on magnetite nanoparticles coated with lauric acid bilayer impregnated with Selol. Selol is a low toxic and non-mutagenic compound with an important antitumoral activity. In this work, FMS was characterized and tested for its ability to be used for a contrast agent in microcomputed tomography (microCT) imaging and for melanoma treatment using magnetic hyperthermia (MHT). Characterization assays revealed that FMS was composed by spherical MNP with monomodal size distribution, with an average physical diameter of 8.3 nm, and with little hydrodynamic diameter variation along time. Stability of FMS was also tested along time through zeta potential measurements and results highlighted negative charge MNP highly stable for up to 48 months after its preparation. Nanoparticles toxicity was evaluated by MTT viability cell assay and FMS was not toxic for melanoma cell line B16-F10 in concentrations up to 75 μg Fe/mL. It was also showed that tumoral cells are able to internalize these MNP, as they were seen in vesicle-like structures in the citoplasm. Further, in vitro and in vivo assays were performed in microCT equipment. In vitro tests revealed that FMS presented elevated density in microCT imaging and in vivo experiments showed that after intratumoral FMS injections, MNP remains in mouse melanoma tumor site for at least 72 hours. Although prolonged tumor retention, FMS was not toxic to the organs liver, spleen, kidneys, lungs and brain, neither to the whole organism, as verified by histological, hematological and biochemical analysis. In addition, 1 mL FMS aliquot exposed to an alternating magnetic field raised its temperature to 57°C and in vivo experiments confirmed intratumoral FMS heating potential. So, FMS was tested for murine melanoma treatment and showed promising results related to tumor volumes, tumor weights, necrosis percentage and hematological and biochemical analysis when data were evaluated the day after the end of the treatment. In conjunction, the data obtained by this work indicate that FMS presents the antitumor activities of both Selol and MNP, thus representing a potential therapeutic strategy against cancer. Keywords: magnetic nanoparticles, Selol, selenium, melanoma, magnetic hyperthermia, biocompatibility.