Avaliação do tempo de circulação e biodistribuição de nanopartículas magnéticas com diferentes tipos de revestimento utilizando a técnica de biosusceptometria ac

Abstract

Nanopartículas Magnéticas (NPMs) são estruturas com grande potencial para inúmeras aplicações biomédicas. As NPMs podem ser revestidas, associando-as a moléculas, que além de aumentar sua biocompatibilidade, aumentam sua estabilidade coloidal e controlam suas dimensões. Para melhor entender o comportamento biológico e farmacocinético de NPMs com novos revestimentos é importante analisar alguns parâmetros como tempo de circulação e biodistribuição in vivo. Neste sentido, foi utilizada a técnica de Biosusceptometria AC (BAC), uma técnica de baixo custo e fácil manuseio, a fim de caracterizar e quantificar estes parâmetros farmacocinéticos para dois diferentes tipos de núcleos de NPMS (magnetitas e ferritas) com diferentes tipos de revestimento (Glicerol, Glicose, Glicose-Biotina, Glicerol-Biotina, Glicerol-Folato, Glicose-Folato, Dopamina, Tiron, Citrato e PEG). Assim, foram realizados experimentos envolvendo animais (ratos Wistar), divididos entre 11 diferentes grupos (de acordo com cada tipo de NPM). As NPMs foram administradas endovenosamente nos animais e monitoradas na circulação sanguínea in vivo e em tempo real. No final desse experimento, os animais foram sacrificados e coletados os órgãos para o estudo de biodistribuição ex vivo. Foram obtidos tempos de circulação na ordem de minutos na grande maioria da NPMs e o padrão de biodistribuição demonstrou uma preferência de acúmulo nos fígados e baços dos animais. Devido ao tamanho reduzido e rápida eliminação, as partículas apresentaram tempos curtos de circulação, porém foi possível caracterizar tanto este parâmetro quanto seu perfil de biodistribuição. Vale ressaltar que a grande maioria das NPMs utilizadas neste trabalho apresentam grande potencial para aplicações biomédicas e ainda não apresentam caracterização farmacocinética descrita na literatura. Desta forma, os dados aqui apresentados fornecem subsídios para futuras aplicações destes diferentes tipos de NPMs.

Magnetic Nanoparticles (MNPs) are structures with great potential for numerous of biomedical applications. MNPs can be coated, binding with molecules, which increase their biocompatibility, increasing their colloidal stability and control their size. In order to understand the biological and pharmacokinetic behavior of the new coatings of MNPs, it is important to analyze a few parameters such as circulation time and in vivo biodistribution. In this study, the AC Biosusceptometry (ACB) technique was used, a low cost and easy handling technique, in order to characterize and quantify these pharmacokinetic parameters for two different type of MNPs core (magnetite and ferrites) with different types of coating (Glycerol, Glucose, Glycerol-Biotin, GlucoseBiotin, Glycerol-Folate, Glucose-Folate, Dopamine, Tiron, Citrate and PEG). Thus, experiments were carried out involving animals (Wistar rats), divided betweem 11 differents groups (according to each type of MNPs). MNPs were administered intravenously to animals and monitored in blood circulation in vivo and in real time. At the end of this experimente, the animals were sacrificed and organs were colected for the study of biodistribution ex vivo. Circulation times in order of minutes were obtained in the majority of MNPs and the pattern of biodistribution demonstrated a preference for accumulation in the livers and spleens of the animals. Due to the small size and rapid elimination, the particles presented short circulation times, however it was possible to characterize both parameters, circulation times and biodistribution. It is worth mentioning that the vast majority os MNPs used in this study have great potential for biomedical applications and do not have pharmacokinetic characterization described in the literature yet. In that way, the data presented here provides subsidies for futures applications of these diferentes types of MNPs