Terapia fotodinâmica mediada por extrato de crajiru e cloreto de alumínio-ftalocianina em nanoemulsões no tratamento de câncer de mama in vitro

Abstract

O câncer de mama é o segundo tipo de câncer mais incidente no mundo, acometendo uma a cada oito mulheres. Os tratamentos utilizados atualmente para o câncer de mama não apresentam o índice terapêutico desejado e, diante disso, a emergente terapia fotodinâmica (TFD) vem despertando bastante atenção no tratamento de neoplasias. Fundamentada em três componentes básicos, luz no comprimento de onda específico, fotossensibilizante (FS) e oxigênio, a TFD é considerada bastante segura e eficaz. Uma das limitações da TFD está relacionada à natureza hidrofóbica apresentada pela maioria dos FS. Nesse sentido, o presente estudo teve como objetivo analisar a utilização de dois agentes fotossensibilizantes: extrato de crajiru (ECr) e o cloreto de alumínio-ftalocianina (AlFtCl), associados em duas nanoemulsões independentes, como mediadores da TFD aplicados em ensaios celulares de tumor de mama 2D e 3D. As nanoformulações obtidas (NE-ECr/NE-AlFtCl) apresentaram diâmetro hidrodinâmico de cerca de 30 nm, foram monodispersas e com carga de superfície levemente negativa. As NE-ECr apresentou pico de absorção de λ=668 nm e emissão de fluorescência (excitação em 350 nm) de λ=676. A NE-AlFtCl apresentou pico de absorção de λ=676 nm e emissão de fluorescência (excitação em 350 nm) de λ=680. Ademais, as duas nanoformulações apresentaram excelente capacidade de produzir espécies reativas de oxigênio (ERO). Foi conferida também uma excelente estabilidade nas condições a 4 °C e a ~25°C, sendo possível preservar as propriedades fotofísicas e fisicoquímicas das nanofomulações pelo máximo tempo testado, i.e., 365 dias. Tanto a NE-ECr (0,125 mg/mL) quanto a NE-AlFtCl (0,125 μM) expostas por 15 minutos às células tumorais MCF-7, separadamente, apresentaram-se interiorizadas no citoplasma dessas células. Os efeitos citotóxicos ocasionados nas células foram exclusivamente pela ação das duas nanoformulações quando irradiadas. As células MCF-7 submetidas à TFD mediada pelas diferentes concentrações de NE-ECr apresentaram CC50 de 0,0013 mg/mL e CC100 de 0,007 mg/mL. Nas mesmas condições, foram observadas para células MCF-10A CC50 e CC100 de 0,0048 mg/mL e de 0,020 mg/mL das NE-ECr, respectivamente. Também foi observada uma recuperação mais lenta das células tumorais quando comparadas às não tumorais. As NE-ECr mediadoras da TFD também se apresentaram bastantes citotóxicas contra os esferoides das células MCF-7. Nos experimentos realizados com as NE-AlFtCl, as células MCF-7 foram submetidas à TFD mediada pelas diferentes concentrações, agora das NE-AlFtCl, apresentando CC50 de 0,0028 μM e CC100 de 0,093 μM. Nas mesmas condições, foram observadas para células MCF-10A CC50 e CC100 de 0,0058 μM e de 0,625 μM das NE-AlFtCl, respectivamente. MCF-7 apresentaram-se mais lentas quanto à recuperação por diferentes tempos após a TFD. Quando os esferoides foram expostos a diferentes concentrações das NE-AlFtCl-TFD por 60 minutos, houve uma maior citotoxicidade em relação ao tempo de 30 minutos. Conclui-se que as NE-ECr e as NE-AlFtCl são estáveis a diferentes condições por longos períodos de tempo, e que as duas nanoemulsões, quando utilizadas como mediadoras da TFD, independentemente, foram citotóxicas contra células tumorais com maior intensidade do que a exercida sobre células não tumorais. A TFD mediada pelas NE-ECr ou NE-AlFtCl também apresentou efeito citotóxico contra esferoides de células MCF-7. _________________________________________________________________________ ABSTRACT

Breast cancer is the second most frequent type of cancer in the world, affecting one in eight women. Current treatments for breast cancer do not present the desired therapeutic index binging attention, therefore, to the emerging photodynamic therapy (PDT), which has been attracting much attention for the treatment of neoplasies. Based on three basic components, light in specific wavelength, photosensitizer (PS) and oxygen, PDT is considered very safe and effective. One of the limitations of PDT is related to the hydrophobic nature presented by the majority of the PS. In this sense, the present study aimed at analyzing the use of two photosensitizing agents: crajiru extract (ECr) and aluminum phthalocyanine chloride (AlFtCl), associated in two independent nanoemulsions, as PDT mediators applied in cellular assays of 2D and 3D breast tumors. The nanoformulations obtained (NE-ECr/NE-AlFtCl) had a hydrodynamic diameter of about 30 nm, were monodisperse and had a slightly negative surface charge. The NE-ECr showed absorption peak of λ = 668 nm and fluorescence emission (excitation at 350 nm) of λ = 676. The NE- AlFtCl showed absorption peak of λ = 676 nm and fluorescence emission (excitation at 350 nm) of λ = 680. Moreover, both nanoformulations showed excellent capacity to produce reactive oxygen species (ROS). We also observed excellent stability conditions at 4 °C and ~ 25 °C, which showed that it is possible to preserve the physicochemical and photophysical properties of the nanoformulations during the maximum tested period, i.e. 365 days. Both NE-ECr (0.125 mg/mL) and NE-AlFtCl (0.125 μM) separately exposed for 15 minutes to the MCF-7 tumor cells presented themselves internalized into the cytoplasm of these tumor cells. The cytotoxic effects on cells were caused solely by the action of both nanoformulations when irradiated. MCF-7 cells undergoing PDT mediated by different concentrations of NE-ECr showed CC50 of 0,0013 mg/mL and CC100 of 0,007 mg/mL. Under the same conditions, we observed for MCF-10A CC50 and CC100 of 0,0048 mg/mL e of 0,020 mg/mL of NE-ECr, respectively. Slower recovery of tumor cells was also observed when compared to that of non-tumor cells. NE-ECr as PDT mediators also presented significant cytotoxicicity against spheroids of MCF-7 cells. In the experiments with NE-AlFtCl, MCF-7 cells were subjected to PDT mediated by different concentrations mediated of NE-AlFtCl, this time presenting CC50 of 0,0028 μM and CC100 of 0,093 μM. Under the same conditions, we observed for MCF-10A CC50 and CC100 of 0,0058 μM and of 0,625 μM of NE-AlFtCl, respectively. Recovery of MCF-7 was slower for different periods after PDT. When spheroids were exposed to different concentrations of NE-AlFtCl-PDT for 60 minutes, there was higher cytotoxicity when compared to those exposed for 30 minutes. We conclude that the NE-ECr and the NE-AlFtCl are stable under different conditions for long periods of time, and that both nanoemulsions, when used as mediators of PDT, independently, presented cytotoxicicity to tumor cells in a stronger intensity than that exerted on non-tumor cells . PDT mediated by NE-ECr or NE-AlFtCl also showed cytotoxic effect against spheroids of MCF-7 cells.