Síntese e caracterização de nanofolhas de óxido de grafeno conjugadas a nanopartículas de óxido de zinco e avaliação in vitro do seu efeito em linhagens de glioblastoma

Abstract

Glioblastoma é considerado um astrocitoma de grau IV e é o tipo mais agressivo e frequente dentre os gliomas. O tratamento da doença inclui cirurgia, radioterapia e quimioterapia, porém, confere um prognóstico ruim da doença. O rápido desenvolvimento de mecanismos de resistência, a ocorrência de muitos efeitos adversos e a presença da barreira hematoencefálica (BHE), são fatores que prejudicam o alcance de um bom resultado quimioterápico. Uma alternativa para contornar tais problemas e melhorar o direcionamento de moléculas para o tecido tumoral é o uso de nanocarreadores. Dentre os diversos tipos de nanocarreadores disponíveis, o grafeno tem ganhado atenção devido, principalmente, a sua capacidade de se ligar à moléculas por ligações covalentes ou eletrostáticas, alta eficiência de carreamento de fármacos, possível mecanismo de entrega de fármacos pH-responsivo e efeitos fototérmicos. As nanopartículas de óxido de zinco (np-ZnO) se destacam por apresentarem atividade anticancerígena e seletividade por diferentes linhagens tumorais, incluindo glioma. O presente trabalho teve como objetivo sintetizar e caracterizar nanopartículas de óxido de grafeno conjugadas com nanopartículas de óxido de zinco e avaliar o efeito sinérgico (quimioterápico e fototérmico) da formulação em linhagens U87MG e U138MG de glioblastoma humano e em linhagem não tumoral HNTMC. A síntese partiu de uma primeira etapa de carboxilação do grafeno (OG-COOH), seguida da síntese in situ das np-ZnO da plataforma (OG-ZnO) e

posterioramente da incorporação do polímero pluronic PF127 em ambas as formulações (OG- COOH-P e OG-ZnO-P). A síntese do nanocompósito foi confirmada por espectroscopia do

infravermelho (IV), onde foi possível observar um deslocamento de +31 cm-1 no estiramento Zn- O de ZnO (441,7 cm-1

) para OG-ZnO (472 cm-1

) e também por imagens obtidas por microscopia eletrônica de transmissão (MET) e varredura (MEV), onde foi possível observar a presença de np-ZnO ancoradas à nanofolhas de grafeno. A adição do pluronic melhorou a estabilidade das formulações em água deionizada e meio de cultivo e também sob condições de cultivo celular. Os ensaios de viabilidade mostraram que os tratamentos com OG-ZnO-P e np-ZnO

apresentaram seletividade para as linhagens tumorais. O tratamento com OG-ZnO-P foi capaz de reduzir, ao máximo, em 50% a viabilidade de HNTMC na concentração de 300 μg.mL-1 em 72 h, ao passo que na linhagem U87MG essa redução foi de 87% e na linhagem U138MG de 65%, sendo que a linhagem U87MG conseguiu a mesma redução de 50% com 100 μg.mL-1 no mesmo tempo. O tratamento com np-ZnO na concentração de 65,75 μg.mL-1 reduziu a viabilidade em 90% da linhagem U87MG e em 47% da linhagem U138MG em 48 h e 72 h de tratamento, enquanto a redução da viabilidade de HNTMC só foi estatisticamente significativa apenas em maiores concentrações. As linhagens U87MG e HNTMC se mostraram mais sensíveis ao tratamento com OG-COOH-P, tendo uma redução estatísticamente significativa da viabilidade a partir de 24 h, ao passo que a linhagem U138MG só obteve tal redução com 72 h de tratamento. Nenhum aumento da citotoxicidade foi observado após fototermia. Os tratamentos foram

capazes de causar alterações morfológicas na seguinte ordem OG-COOH-P < OG-ZnO-P < np- ZnO em todas as linhagens. Imagens obtidas por MEV revelaram que o tratamento com OG- ZnO-P foi capaz de induzir alterações nos prolongamentos de adesão e rugosidade da

membrana celular das linhagens tumorais. Imagens obtidas por MET após 3 h de tratamento com OG-ZnO-P na linhagem U87MG mostraram sua internalização por meio de vesículas. Por citometria de fluxo, verificou-se que as formulações OG-ZnO-P e np-ZnO induziram expressivamente morte celular por apoptose tardia.