Farmбcia e nanobiotecnologia

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Farmácia e nanobiotecnologia
Gustavo Bacelar 06/19752 Mayta Moreira
07/ Rayanne Veloso 07/51685
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Nanotecnologia é a ciência que pesquisa materiais
que tem pelo menos uma de suas dimensões
nanométricas.
Nanobiotecnologia é a aplicação da nanotecnologia
nas ciências da vida, e envolve diferentes
aspectos multidiciplinares e pode contribuir
muito para o avanço da saúde humana.
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Variedades
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• Nanomedicamentos Fármaco nanoestruturado.
  Partículas de até mil nanômetros.(normalmente
  5-250 nm)
• Depende das propriedades anatômicas e
  fisiológicas

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Nanofármacos

• Baixo peso molecular.
• Específico.
• Hidrofílico (solúvel em meio aquoso).
• Lipofílico (atravessa a membrana plasmática).
• Biocompatível e Biodegradável.
• Dimensões comparáveis à de vírus (20 a 450
  nm),diproteínas(5 a 50 nm) e até de um gene(2 nm)

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PRINCIPAIS NANOPARTÍCULAS

• Nanopartículas magnéticas
• Lipossomas
• Nanocápsulas
• Nanoesferas
• Nanotubos de carbono
• Fulerenos
• dendrímeros

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Nanobiotecnologia
Profa Elisabete P. Santos

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Vantagens

• Conforto para o paciente.
• Aspectos econômicos.
• Específico.
• Podem atravessar barreiras.
• Podem ser fagocitadas pelas células alvo.
• Tratamento de doenças neurodegenerativas(Parkinson
  ,Alzheimer, epilepsia)
• A proteção do fármaco no sistema terapêutico
  contra possíveis instabilidades no organismo,
  promovendo manutenção de níveis plasmáticos em
  concentração constante

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• NANOPARTÍCULAS COMO SISTEMAS DE ENTREGAS DE
  FÁRMACOS
• Devem ser inertes e biocompatíveis.
• Passagem através de certas barreiras biológicas.
• Podem ser modificadas / funcionalizadas
• LIGANTES para atingir alvo específico (ex
  tumor), poupando tecidos saudáveis.
• PEGUILACÃO recobertas com polietilenoglicol
  (PEG) para não ser captadas por células
  fagocíticas do fígado, permanecendo mais tempo na
  circulação.

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Desvantagens

• Possível toxidez dos polímeros e seus produtos.
• Elevado custo.
• Dificuldade de interromper a ação farmacológica
  no caso de intoxicações ou intolerância.
• Ausência de biocompatibilidade dos materiais
  utilizados

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• O termo nanopartículas aplicado à liberação
  controlada de fármacos é amplo e refere-se a dois
  tipos de estruturas diferentes
• Nanoesferas aqueles sistemas em que o fármaco
  encontra-se homogeneamente disperso ou
  solubilizado no interior da matriz polimérica.
  Desta forma obtém-se um sistema monolítico, onde
  não é possível identificar um núcleo
  diferenciado.
• Nanocápsulas constituem os chamados sistemas do
  tipo reservatórios, onde é possível se
  identificar um núcleo diferenciado, que pode ser
  sólido ou líquido. Neste caso, a substância
  encontra-se envolvida por uma membrana,
  geralmente polimérica, isolando o núcleo do meio
  externo.

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• NANOPARTÍCULAS MAGNÉTICAS (NPMs)

Fonte Dobrovolskaia e McNeil, 2007
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• NPMs

• Núcleos de ferro(magnetita ou maghemita)
• Melhor direcionamento de drogas
• Terapia gênica
• Aumenta contraste nos exames por
  ressonánciasmagnética
• Indução de hipertermia(magnetohipertermia)
• Separação magnética
• Superfície hidrofílica
• ? reconhecimento pelas células fagocíticas
• Carga de superfície negativa
• ? reações inflamatórias

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• MAGNETOHIPERTERMIA NO AUXILÍO À TERAPIAS
  CONVENCIONAIS
• ? temperatura
• ? circulação sanguínea
• ? oxigênio
• Formação de espécies reativas de oxigênio
• Maior quantidade de quimioterápico no tumor.

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• USO DAS NPMs PARA APLICAÇÃO DA MAGNETOHIPERTERMIA
• ? temperatura de até 8oC

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• DIAGNÓSTICO POR IMAGEM

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• NPMs X CÂNCER
• Tratamentos convencionais
• Quimioterapia
• Radioterapia
• Cirurgias.
• Uso de NPMs
• Tratamento e diagnóstico do câncer
• Direcionamento para o tumor
• ? dose
• ? efeitos colaterais
• ? eficácia dos tratamentos convencionais
• Diagnóstico precoce.

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EPR permeabilidade e retenção realçadas
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Entrada na Celula

• Endocitose
• Fagocitose Receptor especifico.
• Pinocitose
• Potocytosis (caveolae)

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Transcitose

• Permite a passagem de macromoleculas.

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Biodistribuição e Penetração das Nanopartículas

• Biodisponibilidade A fração de um dado fármaco
  que atinge a circulação sem ser alterado e ser
  torna disponível para distribuição.

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• Partículas hidrofóbicas são rapidamente
  reconhecidas por opsoninas
• Hidrofílicas tempo de permanencia no organismo
• As partículas podem se acumular em diversas
  partes baço, fígado, medula óssea, cérebro e
  linfonódos.
• Nanoparticulas de oxido de ferro foram
  encontrados no linfonodos.
• O endotélio varia dentro dos diferentes
  tecidos.
• Tem implicações toxicológicas.

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Implicações para a Nanotoxicologia dos
Medicamentos

• Para minimizar efeitos adversos e tóxicos Eram
  feitos de materiais biodegradáveis e
  biocompatíveis.
• Revestimento de superfície que evitam
  acumulação no baço e no fígado.
• NP(não magnéticas) revestidas por
  albumina reconhecidas pelo organismo
• associadas ao Placlitaxel no tratamento de
  câncer de mama

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• A toxicologia determinada pelas características
  da superfície.
• Danos Liberação de radicais livres.
• Acúmulo nos lisossomos (quando não é
  biodegradável).
• Lesões no fígado e endotélio.

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Dendrímeros

• Moléculas ramificadas, simétricas e de estrutura
  bem definida
• Alta densidade funcional na superfície com um
  pequeno volume molecular
• Esféricas e com núcleos

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• Controle das propriedades químicas e estruturais
• natureza do material
• número e tipo de unidades repetitivas
• grupo funcional terminal

• Podem encapsular fármacos

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• Podem ter também aplicações diretas

Antivirais

• Antivirais
• Vacinas
• Terapia oncológica
• Antibacterianos
• Terapia gênica

Terapia gênica
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• Citotoxicidade
• Catiônico gt Aniônico
• Ácidos graxos como grupos terminais
• A toxicidade aumenta com o número de gerações

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Fulerenos

• Moléculas compostas por carbono
• Ligações sp2 (grafite)
• Lâminas de anéis hexagonais empilhadas
• Absorção de radicais livres (vitamina C60)
• Transporte de drogas

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Nanotubos de Carbono

• São fulerenos
• Estruturas cilíndricas
• Pequeno diâmetro e grande comprimento
• Rigidez, tenacidade, condutividade, densidade
• Transporte de drogas
• ligadas à superfície
• ou à extremidade
• depositadas no
• interior do nanotubo

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Algumas aplicações da nanotecnologia.
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• Antes é bom saber
• DISTRIBUIÇÃO E DESTINO DAS NANOPARTÍCULAS
• Vias
• Parenteral
• Cutânea
• Oral
• Oftálmica
• Cerebral
• Pulmonar

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• Primeiro nanofármaco Brasileiro Incrementha
• É um anestésico de uso tópico para uso em
  pequenas cirurgias na pele, desenvolvido em
  parceria com as pesquisadoras Silvia Guterres e
  Adriana Pohlmann, da Universidade Federal do Rio
  Grande do Sul (UFRGS).
• A inovação está em uma nanocápsula biodegradável
  que transporta o medicamento para regiões
  específicas. Com o veículo nanotecnológico, o
  anestésico penetra e se concentra apenas nas
  terminações nervosas da pele, evitando ser
  absorvido pela circulação sangüínea e diminuindo
  as chances dos efeitos colaterais. A
  nanotecnologia está no controle da absorção e da
  liberação do princípio ativo, disse Henry
  Suzuki, diretor técnico da Incrementha, empresa
  responsável pelo produto.

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• Nanotecnologia no Tratamento da Malária
• Desenvolvimento de formulações lipossômicas
  contendo artemeter, uma substância
  semi-sintética, derivada de artemisinina, efetivo
  contra os estágios eritrocíticos de P. falciparum
  resistente à cloroquina e à mefloquina.
• Ensaios em coelhoes machos, aplicações via oral e
  intravenosa
• Formulação selecionada dipalmitoilfosfatidilcolin
  a (DPPC), diberenoilfosfatidilcolina (DBPC),
  colesterol e artemeter na proporção de 1121

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• Os resultados mostraram aumento significativo da
  biodisponibilidade do fármaco, quando
  administrado em lipossomas por via oral (97,91),
  comparado com os 31,83 quando administrado sob a
  forma de suspensão oral.
• O artemeter em lipossomas administrados por via
  intravenosa resultou em aumento no tempo de
  meia-vida, quando comparado com aqueles de outros
  derivados da artemisinina, como a própria
  artemisinina e o artemeter.
• O antimalárico artemeter foi encapsulado em
  lipossomas compostos de fosfatidilcolina de ovo e
  colesterol . Uma eficiência de encapsulamento
  próxima a 100 foi observada com o fármaco
  localizado na bicamada lipídica e estabilidade de
  três meses, quando estocados a 4 C. A formulação
  demonstrou ainda eficácia terapêutica de 100 de
  cura após 22 dias de infecção (Chimanuka et al.,
  2002).

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• Esses resultados indicam que é possível
  direcionar fármacos incorporados nesse tipo de
  lipossomas para o combate as formas do parasita
  no interior dos hepatócitos.

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Vacina contra malária
Técnicas de nanotecnologia farmacêutica também
foram utilizadas para a encapsulação do antígeno
recombinante R32NSI em lipossomas, no
desenvolvimento de vacina para a malária pelo
Instituto de Pesquisa Walter Reed do Exército
Americano. Neste projeto, o lipídio
monofosforila A foi incluído na bicamada lipídica
como adjuvante. O estudo clínico de fase I em
voluntários humanos demonstrou indução promissora
de anticorpos antimalária em níveis elevados.
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• Nanopartículas no tratamento da Leishmaniose
• Laboratório de Imunofarmacologia, do Instituto de
  Biofísica Carlos Chagas Filho, da Universidade
  Federal do Rio de Janeiro (IBCCF/UFRJ).
• Desenvolvimento de ferramentas nanotecnológicas
  específicas para cada via de administração.
• Usa a chalcona (ativa no tratamento da
  leishmaniose cutânea em camundongos) como
  substância a ser associada às nanopartículas
  testadas

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• Para administração oral chalcona
  nanopartículas de quitosana, que potencializariam
  sua captação no intestino. (Leishmaniose
  visceral)
• Para aplicação tópicananopartículas de
  dendrímeros-podem carrear a chalcona através do
  estrato córneo e da epiderme.( Leishmaniose
  tegumentar)
• Vantagens
• diminui o custo do tratamento
• diminui a incidência tóxica provocada pelo
  principio ativo da substância
• evitariam seus efeitos colaterais.

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Abraxane é uma versão nanotecnológica de Taxol o
fármaco anticâncer derivado da curtiça da árvore
do Tejo, patentiado pela Bristol-Meyers Squibb.
Quando a patente do Taxol expirou em 2000, uma
versão genérica, o Paclitaxel, foi posto a
disposição do público por US 150 cada dose.
Abraxane é diferente porque está formulado na
nanoescala e encapsulado numa coberta de
albumina. Como as coberturas de albumina são
proteína natural, os pacientes tem poucas
reações alérgicas, o que não sucede com o
Paclitaxel (ou Taxol), que produz terríveis
efeitos secundários. A empresa cobra US 4.200
por dose de Abraxane, 28 vezes mais caro que o
Taxol genérico. Não esta ainda definido
o lançamento no Brasil.
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ABRAXANE

• Taxol em nanopartículas de albumina -
  Administração sem veículo oleoso que provoca
  reações alérgicas
• Dispensa a administração de corticóides e
  anti-histamínicos.
• Tempo de administração reduzido de 3 h para 30
  min.
• Aplicação Câncer de mama

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RAPAMUNE

• Nanocristais de rapamicina solubilidade
  aumentada pelo tamanho das partículas.
• Indicação Imunossupressor (transplantados)

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VIVAGEL

• Dendrímero Gel vaginal para prevenção de DSTs,
  incluindo HIV e Herpes
• Em teste clínico de fase I

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Tabela Amostra de produtos pesquisados, local
da pesquisa e objetivo relacionado à indústria
farmacêutica
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NANOCOSMÉTICA

• Uso de Nanocosméticos
• Partículas metálicas para aumento de brilho em
  maquiagens
• Nanoemulsões para cabelos mais hidratantes
• Proteção de ativos contra a degradação,
  (encapsulamento da vitamina C)
• Liberação em camadas mais profundas da pele de
  ativos anti-rugas
• Melhoria da textura do creme e formação de um
  filme mais eficiente de protetores solar,
  (nanopartículas de dióxido de zinco).

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58
Obrigada!!!!