Uso de nanospray dryer para carreamento de α-galactosilceramida em nanopartículas poliméricas: um processo de etapa única para melhorar a resposta de linfócitos Natural Killer T invariantes

Abstract

Invariant Natural Killer T (iNKT) lymphocytes modulate several immunological responses, especially upon their activation by α-Galactosylceramide (αGC). Although their exogenous stimulation results in potent anti-tumor activities in experimental models, modest effects are observed in clinical trials. Thus, to improve the biological activity of αGC, different studies focused in the vectorization of the agonist in PLGA and/or PEG-based nanoparticles. Despite promising findings, these approaches require several steps, from solvent decontamination through extrusion in membrane systems. Here in, we demonstrate a novel, single step, process to vectorize αGC in a cationic copolymer based on dimethylaminoethyl methacrylate, butyl methacrylate and methyl methacrylate (DBM), using a nano spray dryer. The vectorization of αGC in DBM nanoparticles enhanced in vitro and in vivo biological activity. The administration of DBM nanoparticles improved the IFN-γ production, increased αGC loading onto CD1d molecules and was able to successfully control the development of lung metastatic nodules in B16F10 model. Thus, we propose that vectorization of αGC DBM polymeric nanoparticles using nanospray dryer technology is an alternative approach to improve iNKT-based immunotherapy.

Os linfócitos T Natural Killer invariantes (iNKT) podem modular diversas respostas imunológicas, especialmente a partir da ativação com α- GalactosilCeramida (αGC). Apesar da estimulação com αGC resultar em potente atividade anti-tumoral em modelos experimentais, os efeitos observados na clínica a partir da administração sistêmica em sua forma solúvel ainda estão abaixo do esperado. Portanto, diferentes estudos propõem o encapsulamento do agonista em nanopartículas de PLGA/PLA e/ou PEG, ou sistemas de lipossomos. Apesar dos resultados positivos, essas metodologias requerem processos de múltiplos passos como remoção dos solventes e extrusão por sistemas de membranas. Nesse sentido, utilizando a tecnologia de produção de nanopartículas por nano spray dryer nós desenvolvemos uma metodologia simples e inovadora para carreamento de αGC em nanopartículas poliméricas em um copolímero baseado em dimetilaminoetil, metacrilato, butil metacrilato e metil metacrilato (DBM). Além disso, o encapsulamento de αGC em nanopartículas de DBM foi capaz de potencializar os efeitos biológicos da αGC tanto in vitro quanto in vivo. A administração das nanopartículas potencializou a produção de interferon-γ (IFN-γ), aumentou a apresentação de αGC por moléculas de CD1d na superfície celular e também demonstrou sucesso no controle de metástases pulmonares induzidas pelo enxerto de células B16F10. Assim, podemos propor que a inserção de αGC em nanopartículas de DBM pela metodologia de nano spray dryer é uma alternativa para melhorar os efeitos de terapias baseadas em linfócitos iNKT, de maneira simples, rápida e eficiente.