Author(s): Costa, Joana Ribeiro da
Date: 2014
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.14/16244
Origin: Veritati - Repositório Institucional da Universidade Católica Portuguesa
Subject(s): Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Nanotecnologia; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Médica
A endoftalmite bacteriana é uma inflamação ocular, resultante da introdução de um agente infeccioso no segmento posterior do olho. Grande parte das infeções são provocadas por bactérias Gram-positivas, tal como Staphylococcus aureus resistente à meticilina e Staphylococcus epidermidis. Atualmente, o tratamento de infeções oculares é dificultado pelas barreiras anatómicas e natureza delicada do interior do globo ocular. A aplicação de fármacos no próprio olho é uma solução não-invasiva, segura e menos dolorosa do que tratamentos cirúrgicos, a laser ou injeções oculares. A daptomicina é um novo péptido cíclico antimicrobiano, com atividade contra bactérias Gram-positivas, constituindo um poderoso agente no tratamento da endoftlamite bacteriana. Contudo, a aplicação tópica de daptomicina no olhoé limitada devido à rápida renovação do fluído ocular, requerendo formulações com propriedades mucoadesivas. Apesar da existência de nanopartículas de quitosano para encapsulamento de daptomicina, é necessária uma alternativa eficiente que possa melhorar as suas propriedades biológicas e farmacêuticas. Neste trabalho, apresentam-se nanopartículas mucoadesivas de alginato revestidas com quitosano como possível sistema de libertação de daptomicina, uma vez que o alginato e o quitosano possuem diversas propriedades biológicas favoráveis ao prolongamento do tempo de residência pré-corneal do antibiótico, permitindo a acumulação e permeabilidade deste fármaco e integrando um método promissor para o tratamento tópico da endoftalmite bacteriana. As nanopartículas foram preparadas através de pré-gelificação ionotrópica do alginato, seguido de complexação polielectrónica do quitosano e caracterizadas pelo seu tamanho, polidispersão e potencial zeta. As suas eficiências de encapsulação foram determinadas e a actividade antimicrobiana foi testada. Foi também avaliada, in vitro, a permeabilidade da daptomicina em células oculares. As nanopartículas obtidas apresentam uma carga negativa, com tamanhos entre 382 e 421 nm e as eficiências de encapsulação apresentam valores entre 79 e 91%. A atividade antimicrobiana da daptomicina não sofreu alterações com o encapsulamento em nanopartículas. A permeabilidade ocular da daptomicina, in vitro, alcançou os 6% para células da córnea e 5% para células da retina, após 4 horas da aplicação. Em conclusão, as nanopartículas obtidas são apropriadas para a libertação ocular de daptomicina, constituindo um potencial tratamento da endoftalmite bacteriana.
Bacterial endophthalmitis is an ocular inflammation resultant from the introduction of an infectious agent into the posterior segment of the eye. Gram-positive bacteria such as methicillin-resistant Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis are the main cause of majority of endophthalmitis cases. Currently, treatment of bacterial infections and inflammation in the eye poses the dilemma of anatomic barriers and the delicate nature of the interior of the eye. Local drug applied to the eye represents a non-invasive, safe and less painful solution than surgery, laser treatments or eye injections. Daptomycin is a novel acidic cyclic lipopeptide antimicrobial agent with activity against Gram-positive organisms, including methicillin-resistant Staphylococcus aureus, becoming a powerful agent for treatment of bacterial endophthalmitis, though, topical administration of daptomycin directly into the eye is limited due to the rapid ocular fluid turn-over, requiring formulations with mucoadhesive properties. In spite of the existence of chitosan nanoparticles as daptomycin carrier, it is required an efficient alternative that may improve their biological and pharmaceutical properties. In the present project, mucoadhesive chitosan-coated alginate nanoparticles are proposed as effective delivery systems for daptomycin through ocular epithelium, taking advantage of the favourable biological properties of alginate and chitosan to prolong precorneal residence time of the antibiotic, enhancing drug accumulation and permeation. Nanoparticles were prepared by ionotropic pre-gelation of an alginate core followed by chitosan polyelectrolyte complexation, characterized regarding particle size, polydispersity and zeta potential, encapsulation efficiency was determined, and antimicrobial activity was also tested after encapsulation of the antibiotic. Also, in vitro ocular permeability of daptomycin-loaded nanoparticles was tested using cell culture models. Formulated daptomycin-loaded chitosan coated alginate nanoparticles were negatively charged and sized between 380-420 nm, suitable for ocular application. Encapsulation efficiencies were between 79 and 92%. Antibacterial activity of daptomycin against major microorganisms responsible for bacterial endophthalmitis was not affected by encapsulation into nanoparticles. In vitro permeability was up to 6% for corneal cells and 5% for retinal cells after 4 hours. In conclusion, obtained nanoparticles are suitable for daptomycin delivery in the eye and seem to be a promising vehicle for bacterial endophthalmitis treatment.
