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Tipo do documento: Dissertação
Título: SISTEMA NANOESTRUTURADO A BASE DE NANOPONTOS DE CARBONO PARA O TRANSPORTE E LIBERAÇÃO DO QUIMIOTERÁPICO 5- FLUOROURACIL.
Título(s) alternativo(s): CARBON NANOPON-BASED NESTRUCTURED SYSTEM FOR TRANSPORTING AND RELEASE OF CHEMOTHERAPY 5- FLUOROURACIL.
Autor: CUTRIM, Elaine Sá Menezes 
Primeiro orientador: ALCÂNTARA, Ana Clécia Santos de
Primeiro coorientador: SANTOS, Ana Paula Silva de Azevedo dos
Primeiro membro da banca: ALCÂNTARA, Ana Clécia Santos de
Segundo membro da banca: LIMA, Roberto Batista
Terceiro membro da banca: ALENCAR, Luciana Magalhães Rebelo
Resumo: A quimioterapia é uma das abordagens mais convencionais para o tratamento do câncer, no entanto, a utilização dos antineoplásicos apresenta inúmeras desvantagens, tais como baixa eficiência terapêutica, distribuição da droga de forma não efetiva e efeitos colaterais indesejáveis ao paciente. A nanotecnologia vem mostrando notável avanço nessa área ao utilizar nanopartículas para o transporte e liberação de fármacos, sendo capaz de direcionar o fármaco a um alvo biológico específico, reduzir a toxicidade e manter a concentração em nível terapêutico por tempo prolongado. Recentemente, a aplicação dos pontos quânticos de carbono (CQDs) para fins biomédicos têm ganhado bastante destaque devido a sua biocompatibilidade, superfície funcionalizada e propriedades de fotoluminescência. Diversos estudos vêm demonstrando que sua associação com fármacos é benéfica, aumentando a eficácia terapêutica. O 5-Fluoruracil (5-FU) é um quimioterápico amplamente empregado no tratamento de tumores sólidos (colorretal, mama, estômago etc.), que apresenta baixa especificidade e elevada toxicidade. Dessa forma, o principal objetivo deste estudo foi a obter um nanodispositivo para transporte e liberação do 5-FU com intuito de melhorar sua eficiência terapêutica utilizando como estratégia a formação de um material híbrido a partir do ancoramento do fármaco na superfície dos CQDs. Os pontos quânticos de carbono foram sintetizados a partir do tratamento solvotérmico do ácido cítrico e ureia, enquanto que o material híbrido 5-FU-CQD foi preparado a partir do contato da solução do fármaco com os CQDs por meio de self-assembly. Diversas técnicas de caracterização foram empregadas para obtenção de informações a respeito da morfologia, estrutura e propriedades ópticas dos materiais. Os resultados indicam que o ancoramento do fármaco na superfície dos CQDs ocorreu por meio de interações eletrostáticas e/ou pontes de hidrogênio entre os grupos funcionais dos CQDs e do 5-FU. O pH ácido favoreceu a liberação do fármaco durante as 12 h primeiras horas de experimento, indicando uma maior tendência do 5-FU em ser liberado no microambiente tumoral. A citotoxicidade dos CQD e do material híbrido 5-FU-CQD foi avaliada frente linhagem de fibroblastos normais (GM07492) e de adenocarcinoma mamário (MCF-7). Os CQDs não apresentaram toxicidade na faixa 12,5 a 800 mg.L-1, indicando que esses materiais são de fato biocompatíveis e podem ser empregados no transporte e liberação do 5-FU em sistemas biológicos. Para o híbrido 5- FU-CQD, observou-se uma redução na toxicidade frente as células normais quando comprado ao 5-FU puro, sugerindo que o ancoramento do fármaco nos CQDs reduziu a toxicidade associada ao fármaco. Para as células cancerígenas o material híbrido 5-FU-CQD exibiu um efeito antitumoral equivalente ao fármaco puro, sugerindo a manutenção da ação antitumoral do fármaco com redução da toxicidade para as células saudáveis.
Abstract: Chemotherapy is one of the most conventional approaches to cancer treatment. Nevertheless, the use of chemotherapeutic has numerous disadvantages such as low therapeutic efficiency, high non-productive drug distribution and undesirable side effects to the patient. Nanotechnology has shown remarkable progress in this area using nanoparticles in drug delivery systems. These systems are able to direct the drug to a specific biological target, reduce toxicity and maintain therapeutic concentration levels for a long time. Recently, the application of carbon quantum dots (CQDs) for biomedical purposes has gained much attention due to their biocompatibility, easy surface functionalization and photoluminescence properties. 5- Fluoruracil (5-FU) is an antineoplastic widely used in the treatment of solid tumors (colorectal, breast, stomach, etc.), which has low specificity and high toxicity. Thus, the aim of this study was to obtain a nanodevice for transport and release of 5-FU in order to improve its therapeutic efficiency using as strategy the fabrication of a hybrid material by drug anchorage on the surface of CQDs. Carbon quantum dots were synthesized by the solvothermic treatment of citric acid and urea, while the 5-FU-CQD hybrid material was prepared by self-assembly adding the CQDs into drug solution. Several characterization techniques were employed to obtain information about the morphology, structure and optical properties of the materials. The results indicated that the drug anchorage on CQDs’ surface occurred through electrostatic interactions and/or hydrogen bond between the CQDs and 5-FU functional groups. Acid pH favored drug release during the first 12 hours of experiment, indicating a tendency for 5-FU to be released into the tumor microenvironment. The cytotoxicity of CQD and 5-FU-CQD hybrid material was evaluated against normal fibroblast (GM07492) and mammary adenocarcinoma (MCF-7) line cells. The CQDs were non-toxic in the range of 12.5 to 800 mg.L-1, indicating that these materials are indeed biocompatible and can be used as nanocarrier for 5-FU in biological systems. For the 5-FU-CQD hybrid, a reduction in toxicity to normal cells were observed compared to pure 5-FU, suggesting that drug anchoring in CQDs reduced the drug-associated toxicity. Regarding cancer cells, or tumor cells the 5-FU-CQD hybrid material exhibited an antitumor effect equivalent to pure drug, suggesting maintenance of the antitumor action of the drug with reduced toxicity to healthy cells.
Palavras-chave: Pontos quânticos de carbono;
5-Fluorouracil;
materiais híbridos;
sistema de transporte e liberação de fármacos;
aplicações biomédicas
Área(s) do CNPq: Farmacologia Clínica
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE QUÍMICA/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA/CCET
Citação: CUTRIM, Elaine Sá Menezes. Sistema nanoestruturado a base de nanopontos de carbono para o transporte e liberação do quimioterápico 5- fluorouracil.. 2019. 78 f. Dissertação( Programa de Pós-Graduação em Química/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2019.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/2974
Data de defesa: 16-Aug-2019
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