Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10400.18/4944
Título: Safety Assessment of Polymeric Nanoparticle Carriers for Drug Delivery in Human Osteoblasts
Autor: Dias, Kamila Kappke
Orientador: Silva, Maria João
Bettencourt, Ana
Palavras-chave: Nanocarriers
PMMA, PMMA-Eud
Safety Evaluation
Nanotoxicology
Osteoblasts
Genotoxicidade Ambiental
Nanopartículas
Nanotoxicologia
Osteoblastos
Data de Defesa: 26-Mai-2017
Resumo: Nanoparticles (NPs) applied to pharmaceutics constitute an innovative approach to improve drug release profiles on targeted sites. The assessment of their biocompatibility and safety for human health plays also a major role in the development process. The objective of this work was to characterize the cellular interactions and potential toxicity of polymeric nanoparticles, in human osteoblasts. Poly(methyl methacrylate) (PMMA) and Eudragit® RL 100 (Eud) were used to produce PMMA and PMMA-Eud (50:50) NPs (average size range of 500 nm) by single-emulsion with solvent evaporation methodology. Their physicochemical properties (size distribution, surface charge, morphology and aggregation/agglomeration states) were analysed. Their safety evaluation was conducted in “normal” and differentiated MG63 cells. Cell uptake, cyto- and genotoxicity were characterized using several endpoints: cell viability (MTT assay), oxidative stress production (H2DCFDA assay), DNA and chromosome damage (Comet and Micronucleus assays). The results confirmed the successful cellular uptake of PMMA and PMMA-Eud. Both NPs were neither cytotoxic nor able to produce oxidative stress in differentiated cells, although a moderated toxicity was detected in undifferentiated cells. As to the genotoxic potential, both NPs induced primary DNA damage (comet assay) in osteoblasts, especially in short-term exposure. Noteworthy, none of the NPs caused chromosome alterations, indicating that the DNA lesions were not converted into permanent genetic damage. However, an increased cell proliferative capacity was noted for PMMA that needs confirmation. In conclusion, PMMA and PMMA-Eud are promising nanocarriers in drug delivery systems. Their in vitro safety assessment in osteoblasts indicated that both NPs are biocompatible but display a weak genotoxicity that needs further investigation, e.g., using other endpoints or in vivo models. The utilization of cells under different specialization status improved data reliability. Moreover, understanding how physicochemical features relate to toxicity will support the design of safer formulations for biomedical purposes as envisaged by the safer-by-design concept.
A aplicação de nanopartículas (NPs) à área farmacêutica constitui uma resposta inovadora para melhorar os perfis de libertação de fármacos em órgãos-alvo. No entanto, a avaliação da sua biocompatibilidade e segurança para a saúde humana constituem uma fase limitante. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o potencial tóxico de NPs poliméricas e possíveis interações com osteoblastos de origem humana. Foi utilizado poli(metil metacrilato) (PMMA) e Eudragit® RL 100 (Eud) para a produção das NPs (tamanho médio: 500nm), através do método de emulsão simples com evaporação do solvente. Seguiu-se uma caracterização das suas propriedades físico-química incluindo a distribuição de tamanhos, carga superficial, morfologia e formação de agregados/aglomerados. A avaliação de segurança foi realizada em células “normais” e diferenciadas de osteoblastos (MG-63). Foi analisada a capacidade de internalização destas NPs assim com a sua cito- e genotoxicidade através de vários parâmetros: viabilidade celular (ensaio do MTT), stress oxidativo (ensaio do H2DCFDA) e danos ao nível do DNA e da estrutura cromossómica (ensaios do Cometa e dos Micronúcleos). Os resultados confirmaram uma internalização bem-sucedida tanto para o PMMA como para o PMMA-Eud. Ambas as NPs não demonstraram citotoxicidade nem capacidade de induzir stress oxidativo em células diferenciadas, apesar de uma toxicidade moderada ter sido detetada em células indiferenciadas. Quanto ao potencial genotóxico, ambas as NPs induziram danos primários ao nível do DNA, especialmente em exposições mais curtas. Nenhuma NP causou alterações cromossômicas, indicando que as lesões induzidas ao DNA não foram convertidas em danos genéticos permanentes. No entanto, foi observado um aumento da capacidade proliferativa das células quando expostas a NPs de PMMA que ainda necessitam de confirmação. Em conclusão, o PMMA e o PMMA-Eud apresentam propriedades distintas para uma aplicação na veiculação de fármacos. A sua avaliação de segurança in vitro em osteoblastos indicou que ambas as NPs são biocompatíveis, mas apresentam uma genotoxicidade moderada que necessita de ser explorada, através de outros parâmetros ou modelos in vivo. A utilização de células sob diferentes estados de especialização aumentou a sensibilidade dos ensaios. Além disso, compreender a relação entre as características físico-químicas e uma potencial toxicidade irá promover a produção de formulações mais seguras para fins biomédicos como previsto pelo conceito “safe-by-design”.
Descrição: Dissertação de mestrado em Bioquímica para a Saúde, apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologias da Universidade Nova de Lisboa, 2017
Orientadora Maria João Silva, PhD, Departamento de Genética Humana do Instituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo Jorge.
Peer review: yes
URI: http://hdl.handle.net/10400.18/4944
Versão do Editor: https://run.unl.pt/handle/10362/22042
Aparece nas colecções:DGH - Dissertações de mestrado

Ficheiros deste registo:
Ficheiro Descrição TamanhoFormato 
Master_Thesis_BioqpSaude_Kamila_Dias_46638(1).pdf3,01 MBAdobe PDFVer/Abrir    Acesso Restrito. Solicitar cópia ao autor!


FacebookTwitterDeliciousLinkedInDiggGoogle BookmarksMySpace
Formato BibTex MendeleyEndnote Degois 

Todos os registos no repositório estão protegidos por leis de copyright, com todos os direitos reservados.