Conference about nanoparticles applications for antifungals at Feevale University, Novo Hamburgo (Brazil), August 24, 2017. Currently used nanoparticles and perpectives for multiresistant yeasts and fungi.

1. Palestrante: Dr. Grégory Svetlichny
g.svetlichny@hotmail.fr

2. SUMÁRIO
•Definições
•Aplicações nanotecnológicas
•Tipos de nanopartícula
•Sistemas de liberação controlada de fármacos
•Fungos (leveduras e dermatófitos)
•Agentes antifúngicos
•Resistência aos antifúngicos
•Perspectivas

3.  A palavra “nanotecnologia” foi uzada pela
primeira vez pelo professor japonês Norio
Taniguchi em 1974 para descrever as tecnologias
que permitam a construção de materiais numa
escala nanométrica.
 A nanotecnologia é o estudo da matéria numa
escala atômica e molecular. Geralmente com
estruturas tendo medidas entre 1 e 100
nanômetros em ao menos uma dimensão.
DEFINIÇÕES

4. APLICAÇÕES NANOTECNOLÓGICAS
Nanotecnologia
Aplicações
inovadoras
Energia
Engenharia
Nanorrobôs
Biologia
Cosmetologia
Agricultura
Ecologia
Alimentos
Medicina &
Fármacos
Defesa
militar
Indústria

5.  A nanotecnologia é um campo científico multidisciplinar
que tem avançado rapidamente nos últimos anos, tendo
aplicações nas mais diversas áreas.
 O princípio dessa nova ciência é que os materiais na
escala nanométrica podem apresentar propriedades
químicas, físico-químicas, elétricas, magnéticas, térmicas
diferentes daquelas apresentadas em escalas maiores.
 Essas propriedades dos nanomateriais já estão sendo
exploradas industrialmente com a fabricação de novos
cosméticos, medicamentos, tintas, catalisadores,
revestimentos, tecidos, eletrônica, ...
APLICAÇÕES E PROPRIEDADES
NANOTECNOLÓGICAS
(Bartira Rossi-Bergmann, 2008)

6. TIPOS DE NANOPARTÍCULA

7. NANOPARTÍCULAS E SAÚDE
 Sistemas de carregamento/liberação de fármacos são um
dos setores da nanotecnologia com maior potencial de
aplicação. O alto custo do desenvolvimento de novas
moléculas ativas junto com o resgate de fármacos
promissores que foram descartados por causa da
descoberta de potenciais efeitos colaterais torna os sistemas
nanoestruturados de liberação de fármacos muito
promissores para a industria farmacêutica.
 Pesquisa em banco de dados sobre as doenças mais citadas
relacionadas a sistemas de liberação controlada de
fármacos mostra a liderança do câncer seguida do diabetes.
Por sua vez, as pesquisas nanotecnológicas relacionadas às
doenças parasitárias e microbiológicas são muito raras.

8.  Além de protegê-lo contra a degradação prematura, o
encapsulamento de um fármaco em nanossistemas
apropriados apresenta várias vantagens em relação aos
sistemas convencionais.
 Maior controle da liberação do fármaco, limitando as
doses tóxicas.
 Menor quantidade do princípio ativo menor custo.
 Maior intervalo de administração.
 Melhor aceitação do tratamento pelo paciente.
 Possível direcionamento do fármaco para seu alvo
específico.
SISTEMAS DE LIBERAÇÃO CONTROLADA
DE FÁRMACOS

9.  Existe desvantagens que devem ser monitoradas
e contornadas no desenvolvimento desses
sistemas.
 Possível toxicidade dos produtos da
biodegradação das nanopartículas.
 Custo mais elevado, dependendo do material e
do processo utilizado.
SISTEMAS DE LIBERAÇÃO CONTROLADA
DE FÁRMACOS

10.  Vários tipos de nanopartículas podem aprimorar a
cinética, a biodistribuição e a liberação de um
fármaco, de uma vacina, de proteínas
recombinantes ou de oligonucleotídeos.
 Lipossomas
 Nanopartículas poliméricas
 Ciclodextrinas
 Dendrímeros
 Nanopartículas “inteligentes”
SISTEMAS DE LIBERAÇÃO
CONTROLADA DE FÁRMACOS

11.  Vesículas esféricas de tamanho variável
(20 nm a vários µm de diâmetro),
constituidas de moléculas anfifílicas,
amplamente usadas como modelos de
membranas e extensivamente utilizados
como nanosistema carreador de fármacos.
 Os fármacos hidrossolúveis ficam
encapsulados no interior da cavidade
lipossomal enquanto os lipossolúveis são
incorporados na bicamada lipídica, que
pode se fundir com outras bicamadas
lipídicas, como as de células, liberando o
conteúdo dos lipossomas.
LIPOSSOMAS

12.  1os nanossistemas utilizados na clínica e, ainda hoje, os
únicos aprovados para administração endovenosa.
 Doxorrubicina: 1o medicamento lipossomal a ser
introduzido no mercado (1995) para tratar o sarcoma de
Kaposi associado à Aids.
 Outras formulações lipossomais para tratamento do câncer
estão também no mercado (o Myocet e o DaunoXome) que
reduziram significativamente a toxidez cardíaca do fármaco.
 Formulações lipossomais da anfotericina B reduziram
sensivelmente sua toxidez renal e estão no mercado desde
1998 para o tratamento de micoses sistêmicas e da
leishmaniose visceral.
LIPOSSOMAS

13.  Membrana ou matriz sólida constituída de
polímero. O fármaco é agregado, encapsulado
ou adsorvido às partículas. Em função do
preparo, pode-se obter nanoesferas ou
nanocápsulas. O fármaco é liberado
gradualmente da partícula por erosão ou
difusão.
 A vantagem das nanopartículas poliméricas
em relação aos lipossomos, além do menor
custo dos polímeros em relação aos
fosfolipídios, é a maior estabilidade e
durabilidade que pode facilitar a estocagem à
temperatura ambiente e aumentar o tempo de
prateleira do medicamento.
NANOPARTÍCULAS POLIMÉRICAS
Nanocápsulas
Nanoesferas

14.  Polímeros mais usados na clinica são sintéticos (PLA,
PLGA e Poli(ε-caprolactona)) mas os biopolímeros
(quitosana e albumina) têm um custo muito menor. Nos
últimos anos, as nanopartículas poliméricas têm sido
usadas muito como sistemas de liberação de fármacos. O
seu tamanho pode variar entre 50 e 1000 nm.
 Existe também micropartículas poliméricas produzidas por
técnicas diferentes das nanopartículas e têm aplicação em
vacinas e tratamentos de doenças crônicas localizadas.
Algumas micropartículas já são aprovadas pela FDA para
veiculação de quimioterápicos para o tratamento de câncer
cerebral e de próstata.
NANOPARTÍCULAS POLIMÉRICAS

15.  Família de oligossacarídeos cíclicos tridimensionais em
forma de copo de cerca de 1 nm de altura, com alto
número de hidroxilas confere uma boa solubilidade
em água. Seu interior é hidrofóbico solubilizar
fármacos lipossolúveis.
 1953: 1a patente usando a ciclodextrina para formulação
de fármacos. São os sistemas de carregamento de
fármacos comercializados há mais tempo.
CICLODEXTRINAS

16.  Polímeros globulares (1-10 nm)
altamente ramificados produzidos
no início da década de 1980.
 Alto grau de uniformidade
molecular e alta previsão de peso
molecular e tamanho.
 Sua vantagem em relação às outras
partículas poliméricas é a
previsibilidade de seu tamanho e
número de grupos funcionais, o que
confere maior segurança quanto à
quantidade de fármaco complexado.
DENDRÍMEROS
Núcleo
Pontos de
ramificação
Grupos
funcionais
terminais

17.  Conhecidos há mais de 20 anos. Nos últimos 5 anos,
sua aplicação terapêutica se tornou mais explorada.
Atualmente, é considerado um sistema de última
geração com grande potencial de aplicação em
diagnóstico de imagens e na formulação de fármacos.
 O único em estudo clínico é o Vivagel da Starpharma
que está sendo testado em mulheres, para prevenção
da herpes genital, como gel vaginal. Neste caso, o
dendrímero não é usado como sistema carreador, mas
sim por sua atividade microbicida intrínseca.
DENDRÍMEROS

18.  Impedem a degradação do fármaco, sua
precipitação nos rins, promovem liberação
mais controlada ou permitem passagem
através de barreiras biológicas.
 As partículas descritas acima podem ainda
ser funcionalizadas para um melhor
direcionamento ao tecido-alvo prevenindo os
efeitos colaterais do fármaco carregado.
 Nesse sentido, anticorpos que se ligam
exclusivamente a células cancerígenas podem
ser acoplados à superfície das nanopartículas
para serem injetadas pela via endovenosa.
NANOPARTÍCULAS “INTELIGENTES”
Nanoemulsão
Nanopartículas
lipídicas sólidas

19.  Outra vetorização possível da nanopartícula: inclusão de
substâncias magnéticas para ela poder ser levada a um
local específico (tumor, por exemplo) com a aplicação
externa de um campo magnético no local desejado.
 Presença de quimioterápico não é obrigatória. Uma
substância termosensível pode ser acoplada, e com a
aplicação de um feixe de raio laser, libera calor e destrói
as células tumorais ao seu redor.
 A vantagem de um tal sistema é a possibilidade de um
tratamento bem focalizado e intenso sobre as células
doentes, reduzindo assim sensivelmente os efeitos
colaterais do tratamento.
NANOPARTÍCULAS “INTELIGENTES”

20. LEVEDURAS EMERGENTES
 Fungos unicelulares patogênicos
e com resistência aos antifúngicos
disponíveis (problema de saúde pública)
 Candida krusei : 3o agente mais comum da candidíase
vulvovaginal, oral, esofágica (resistente ao fluconazol)
 Candida parapsilosis : 2o agente mais comum de infecção
hospitalar por cateter (formação de biofilme)
Pacientes de risco: imunossuprimidos e imunodeprimidos: HIV
positivo, quimioterapia, transplante de órgãos
(fyeahmedlab.tumblr.com/post/26129465425/sciencephotolibrary-candida-albicans-yeast)
LEVEDURAS

21. DERMATÓFITOS
 Fungos pluricelulares
patogênicos, filamentosos e
queratinofílicos, infectando os
tecidos superficiais
 Representam 90% das micoses humanas e com um
aumento da resistência aos antifúngicos comerciais
 Distinção de acordo com os seus habitats naturais:
Antropofílicos
Zoofílicos
Geofílicos
(www.visualphotos.com/image/1x6040984/skin_fungus_trichophyton_rubrum_coloured_sem)
DERMATÓFITOS

22. 22
Micoses superficiais
Micoses cutâneas (dermatófitos)
Micoses subcutâneas
Micoses sistêmicas
Micoses oportunistas
PATOLOGIAS

23.  Fármacos responsáveis pela inibição, proliferação ou
destruição dos fungos. Eles podem ser tópicos para infecções
localizadas ou sistêmicos para infecções generalizadas.
 Nas últimas décadas aumento preocupante na incidência
de infecções fúngicas oportunistas devido a fatores como:
 Uso de antibióticos de largo espectro;
 Uso de corticosteróides;
 Quimioterapia antineoplásica;
 Uso de cateteres e implantes de permanência;
 Uso de imunossupressores para transplantes de órgãos;
 Pandemia da AIDS;
 Poucos antifúngicos disponíveis;
 Alto custo de P&D de novos medicamentos.
AGENTES ANTIFÚNGICOS

24. CLASSIFICAÇÃO DOS PRINCIPAIS
ANTIFÚNGICOS
Polienos Nistatina, natamicina, anfotericina B
Azóis
Imidazol: miconazol, clotrimazol
Triazol: fluconazol, itraconazol, ketoconazol
Triazol de 2a geração: voriconazol, ravuconazol, posaconazol
Alilaminas Terbinafina, naftifina
Lipopeptídeos
Papulacandinas
Triterpenos glicosilados
Equinocandinas: caspofungina, anidulafungina, micafungina
Pirimidinas fluoradas Flucitosina
Outros Iodeto de potássio, ciclopirox, tolnaftato, griseofulvina

25. ALVOS DE AÇÃO DOS ANTIFÚNGICOS
Núcleo
Síntese de DNA
Flucitosina
Fuso mitótico
Griseofulvina
Retículo endoplasmático (inibição síntese
ergosterol) Alilaminas, benzilaminas,
imidazólicos, triazólicos
Membrana plasmática
Polienos (anfotericina B)
Parede celular
Equinocandinas

26.  Bloqueio da entrada do fármaco (biofilme)
 Bombas de efluxo multidrogas
 Fármaco inativado por enzimas celulares
 Via metabólica alternativa
 Superprodução do alvo
 Alteração do alvo
MECANISMOS DE RESISTÊNCIA DOS
FUNGOS

27. Aumento do
uso de
antifúngicos de
amplo espectro
Uso de antifúngicos
sem identificação e
suscetibilidade do
micro-organismo
Uso
repetido
dessas
substâncias
MÁS PRÁTICAS E RESISTÊNCIA AOS
ANTIFÚNGICOS
Progressiva ineficiência do fármaco
IMPACTO À SAÚDE PÚBLICA

28. ENSAIOS MICOLÓGICOS
Susceptibilidade in vitro do óleo de copaíba puro (OP), da
alantoína em suspensão aquosa (AS) e das suspensões
NCO e NCOA contra espécies de fungos leveduriformes e
dermatofíticos de interesse clínico.
Valores de CIM90 (µg/mL): concentrações que inibem 90% dos isolados. (‒): sem
atividade antifúngica. FG: atividade fungicida (destruição dos fungos). FS:
atividade fungistática (inibição de crescimento dos fungos mas sem destruí-los).

29. Imagens de células de Candida parapsilosis. A) Sem tratamento (controle de crescimento); B) Tratadas
com a concentração sub-inibitória da suspensão NCO; C) Tratadas com a concentração sub-inibitória da
suspensão NCOA
A B C
MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA
Espículas
Espículas
Pseudo-
hifas
Brotamento
incompleto

30.  Novos fármacos
 Combinação de fármacos já existentes
 Uso da nanotecnologia
 Anfotericina B em lipossomas (LAB, AmBisome®)
(ligação ao ergosterol da membrana plasmática)
 Nanopartículas de prata contra biofilme de Candidas
(danos ao DNA, interação com proteínas)
 Nanopartículas de quitosana contra Candidas
(inibição da síntese de RNA e de proteína)
 Lipossomas contendo fluconazol
PERSPECTIVAS

31.  Uso da nanotecnologia
 Nanopartículas liberando óxido nítrico contra
leveduras (danos ao DNA, liberação de radicais
livres)
 Nanoemulsões de óleo de soja contra dermatófitos e
Candidas (perturbações na membrana plasmática e na
parede celular)
 Nanopartículas com nitrato de miconazol
 Nanopartículas com econazol
 Nanopartículas com nistatina
 Nanoestruturas de tereftalamida-bis uréia catiônica
PERSPECTIVAS

32. LIPOSSOMAS
(Voltan A.R., 2016)

33. NANOPARTÍCULAS POLIMÉRICAS
(Voltan A.R., 2016)

34. NANOPARTÍCULAS LIPÍDICAS SÓLIDAS
(Voltan A.R., 2016)