The effect of Niosomes-Loaded Rapamycin against Leishmania major: An in vitro and in vivo study

Resumo Técnico: O Efeito de Niosomas Carregados com Rapamicina contra Leishmania major: Um estudo in vitro e in vivo

Definição do Problema
A leishmaniose cutânea (LC), causada por parasitas Leishmania, continua sendo um desafio significativo de saúde pública com opções terapêuticas limitadas. Os tratamentos de primeira linha atuais, como os antimoniais pentavalentes (ex: Glucantime), estão associados à toxicidade grave, à necessidade de administração parenteral dolorosa e à resistência medicamentosa emergente. Embora as formulações tópicas ofereçam uma via para evitar a toxicidade sistêmica, elas frequentemente falham devido à baixa penetração do fármaco através do estrato córneo e à retenção inadequada nos macrófagos dérmicos, que são as principais células hospedeiras do parasita. Além disso, o potencial imunomodulador da rapamicina (um inibidor de mTOR) para deslocar a resposta do hospedeiro para um fenótipo Th1 protetor foi observado, mas sua aplicação clínica é dificultada pela baixa solubilidade aquosa e baixa biodisponibilidade. Este estudo aborda a necessidade de um sistema de entrega tópica estável e eficaz, capaz de atingir amastigotas intracelulares de Leishmania major enquanto aproveita as propriedades imunomoduladoras da rapamicina.

Metodologia
O estudo empregou uma abordagem abrangente envolvendo o desenvolvimento da formulação, caracterização físico-química e avaliação biológica:

• Formulação: Os niosomas carregados com rapamicina foram preparados utilizando o método de injeção de etanol. A formulação consistiu em rapamicina, colesterol, Polissorbato 80 (surfactante hidrofílico) e Span 20 (surfactante lipofílico). A fase orgânica foi injetada em uma fase aquosa aquecida (60°C) para induzir a auto-montagem.
• Caracterização: Os niosomas resultantes foram analisados quanto ao tamanho de partícula, índice de polidispersão (PDI), potencial zeta e morfologia (via TEM). A eficiência de encapsulamento (EE%) foi determinada via HPLC após ultracentrifugação. A estabilidade física foi avaliada durante 90 dias em temperaturas de refrigeração (4–8°C) e temperatura ambiente.
• Ensaios In Vitro:
  • Suscetibilidade de Promastigotas: Promastigotas de L. major foram tratadas com rapamicina livre, rapamicina niosomal e Glucantime. A atividade metabólica foi medida via densidade óptica (OD) a 540 nm após 72 horas para determinar os valores de IC₅₀.
  • Suscetibilidade de Amastigotas: Macrófagos peritoneais murinos foram infectados com promastigotas de fase estacionária. As células infectadas foram tratadas com as formulações de teste por 72 horas. A carga de amastigotas foi quantificada pela contagem de parasitas em lâminas coradas com Giemsa.
• Estudo In Vivo: Um modelo murino utilizando camundongos BALB/c fêmeas foi estabelecido por inoculação subcutânea de L. major no tarso posterior direito. Após 4 semanas de infecção, os camundongos foram divididos em quatro grupos (n=5):
  1. Gel de niosomas carregados com rapamicina por via tópica.
  2. Gel de rapamicina livre por via tópica.
  3. Gel de niosoma vazio (veículo controle) por via tópica.
  4. Glucantime intraperitoneal (controle positivo).
     O tamanho da lesão (espessura do tarso) foi medido semanalmente durante 28 dias.

Principais Contribuições e Resultados

• Propriedades Físico-Químicas: A formulação niosomal foi otimizada com sucesso, produzindo vesículas de bicamada esféricas com um tamanho médio de partícula de aproximadamente 220 nm, um baixo PDI (<0,3) e uma eficiência de encapsulamento excepcionalmente alta (≥99,99%). A formulação demonstrou robusta estabilidade física ao longo de 90 dias, sem alterações significativas no tamanho, separação de fases ou cristalização do fármaco.
• Eficácia In Vitro:
  • Amastigotas: Tanto a rapamicina livre quanto a niosomal exibiram atividade significativa contra amastigotas intracelulares. Notavelmente, a formulação niosomal mostrou eficácia comparável ao fármaco padrão Glucantime, com valores de IC₅₀ em torno de 14–15 µg/mL.
  • Promastigotas: O Glucantime demonstrou potência significativamente maior contra promastigotas extracelulares em comparação às formulações de rapamicina. Embora a rapamicina niosomal tenha mostrado uma ligeira melhoria numérica sobre a rapamicina livre, a diferença não foi estatisticamente significativa.
• Eficácia In Vivo: Apesar dos resultados promissores in vitro, a aplicação tópica de Niosomas Carregados com Rapamicina falhou em reduzir o tamanho da lesão no modelo murino. Não houve diferença estatisticamente significativa na progressão da lesão entre o grupo de rapamicina niosomal, o grupo de rapamicina livre e o grupo controle não tratado ao longo do período de tratamento de 4 semanas. Em contraste, a administração intraperitoneal de Glucantime resultou em uma redução consistente e significativa no tamanho da lesão.

Significância e Alegações
O artigo afirma que, embora a formulação niosomal tenha alcançado com sucesso propriedades físico-químicas otimizadas e demonstrado potente atividade in vitro contra o estágio patogênico de amastigota (comparável ao Glucantime), essa eficácia não se traduziu em sucesso terapêutico in vivo via rota tópica.

O estudo destaca uma disparidade crítica entre a potência in vitro e o desfecho in vivo. Os autores concluem que a falha da formulação tópica deve-se provavelmente à penetração insuficiente do fármaco no tecido dérmico profundo ou a uma concentração inadequada de fármaco no local da infecção para exercer um efeito terapêutico ou imunomodulador. Os resultados ressaltam que, para a infecção por Leishmania major, a entrega sistêmica (como demonstrado pelo Glucantime IP) permanece o padrão ouro, e as terapias tópicas enfrentam desafios substanciais para entregar concentrações suficientes de fármaco para combater parasitas intracelulares profundos. O artigo sugere que trabalhos futuros devem focar no aumento das estratégias de penetração de fármacos ou na exploração da administração sistêmica de rapamicina niosomal, em vez de depender apenas da aplicação tópica para esta formulação específica.