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Publicação
Design of thermoreversible peptide loaded liposomes for atopic dermatitis
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Orientador(es)
Resumo(s)
Atopic dermatitis (AD) is a chronic inflammatory skin disorder associated with impaired barrier function, immune dysregulation and intense pruritus, severely affecting patients’ quality of life. Despite its high prevalence, current therapies remain centred on symptomatic control and often show limited efficacy, highlighting the need for safer and more sustainable alternatives. This study explored bioactive marine peptides (<3 kDa) derived from fishery by-products as therapeutic agents, incorporated into liposomal nanosystems designed for topical delivery. The formulations defined as optimal, which included two systems composed of different amounts of lecithin and one containing both lecithin and cholesterol, exhibited encapsulation efficiencies between 89.7% and 91.3% and polydispersity index values ranging from 0.188 to 0.577 at laboratory scale. After scale-up, these same formulations maintained average particle sizes below 20 nm and low PDI (<0.4), with encapsulation efficiencies between 50.8% and 80.9%. The cholesterol-containing system demonstrated the greatest stability and resilience throughout the scale-up process, confirming the importance of moderate cholesterol content in maximising peptide retention and preserving colloidal stability. FTIR and DSC analyses revealed constituent compatibility and bilayer reorganisation without achieving thermoreversibility, as transition temperatures remained above the physiological range. Release studies fitted the Korsmeyer–Peppas model, indicating diffusion-controlled release, with cholesterol promoting a more gradual and sustained peptide delivery. No antimicrobial effects were observed against Staphylococcus aureus. Cytotoxicity was concentration-dependent, with all formulations biocompatible at 0.3 mg/mL, while the free peptide showed no cytotoxicity. Under these conditions, the phospholipid-rich formulation and cholesterol containing formulation induced metabolic stimulation. Overall, this work demonstrates the feasibility of integrating marine peptides into stable liposomal carriers for topical administration. The cholesterol based formulation stands out as the most balanced system in terms of encapsulation, stability and release performance, providing a solid foundation for future nanotechnology driven strategies in AD therapy that also promote sustainable valorisation of marine resources.
A dermatite atópica (DA) é uma doença inflamatória crónica da pele associada à disfunção da barreira cutânea, desregulação imunológica e prurido intenso, afetando gravemente a qualidade de vida dos doentes. Apesar da sua elevada prevalência, as terapias disponíveis atualmente, continuam centradas no controlo sintomático e apresentam eficácia limitada, o que reforça a necessidade de alternativas mais seguras e sustentáveis. Este estudo explorou o potencial de péptidos bioativos marinhos (<3 kDa), obtidos a partir de subprodutos da indústria pesqueira, como agentes terapêuticos incorporados em nanosistemas lipossomais concebidos para administração tópica. As formulações consideradas ótimas, compostas por sistemas com diferentes proporções de lecitina e um com lecitina e colesterol, apresentaram eficiências de encapsulamento entre 89,7% e 91,3% e PDIs entre 0,188 e 0,577 à escala laboratorial. Após o scale-up, mantiveram tamanhos médios de partícula inferiores a 20 nm, baixo PDI (<0,4) e EEs entre 50,8% e 80,9%. O sistema com colesterol demonstrou maior estabilidade e resiliência, confirmando a importância de um teor moderado deste constituinte para maximizar a retenção do péptido e preservar a estabilidade coloidal. As análises de FTIR e DSC evidenciaram compatibilidade entre os componentes e reorganização da bicamada, sem alcançar termorreversibilidade, dado que as temperaturas de transição permaneceram acima do intervalo fisiológico. Os ensaios de libertação ajustaram-se ao modelo de Korsmeyer–Peppas, indicando um mecanismo difusivo, com o colesterol a promover uma libertação mais gradual e sustentada. A citotoxicidade revelou-se dependente da concentração, sendo todas as formulações biocompatíveis apenas a 0,3 mg/mL, enquanto o péptido livre não apresentou efeitos citotóxicos. Nestas condições, a formulação mais rica em fosfolipídios e a formulação com colesterol induziram um leve estímulo metabólico. Em síntese, este trabalho demonstra a viabilidade de integrar péptidos marinhos em transportadores lipossomais para administração tópica. A formulação com colesterol destacou-se como o sistema mais equilibrado em termos de encapsulamento, estabilidade e desempenho de libertação, constituindo uma base sólida para o desenvolvimento futuro de estratégias nanotecnológicas aplicadas à terapia da DA, promovendo simultaneamente a valorização sustentável dos recursos marinhos.
A dermatite atópica (DA) é uma doença inflamatória crónica da pele associada à disfunção da barreira cutânea, desregulação imunológica e prurido intenso, afetando gravemente a qualidade de vida dos doentes. Apesar da sua elevada prevalência, as terapias disponíveis atualmente, continuam centradas no controlo sintomático e apresentam eficácia limitada, o que reforça a necessidade de alternativas mais seguras e sustentáveis. Este estudo explorou o potencial de péptidos bioativos marinhos (<3 kDa), obtidos a partir de subprodutos da indústria pesqueira, como agentes terapêuticos incorporados em nanosistemas lipossomais concebidos para administração tópica. As formulações consideradas ótimas, compostas por sistemas com diferentes proporções de lecitina e um com lecitina e colesterol, apresentaram eficiências de encapsulamento entre 89,7% e 91,3% e PDIs entre 0,188 e 0,577 à escala laboratorial. Após o scale-up, mantiveram tamanhos médios de partícula inferiores a 20 nm, baixo PDI (<0,4) e EEs entre 50,8% e 80,9%. O sistema com colesterol demonstrou maior estabilidade e resiliência, confirmando a importância de um teor moderado deste constituinte para maximizar a retenção do péptido e preservar a estabilidade coloidal. As análises de FTIR e DSC evidenciaram compatibilidade entre os componentes e reorganização da bicamada, sem alcançar termorreversibilidade, dado que as temperaturas de transição permaneceram acima do intervalo fisiológico. Os ensaios de libertação ajustaram-se ao modelo de Korsmeyer–Peppas, indicando um mecanismo difusivo, com o colesterol a promover uma libertação mais gradual e sustentada. A citotoxicidade revelou-se dependente da concentração, sendo todas as formulações biocompatíveis apenas a 0,3 mg/mL, enquanto o péptido livre não apresentou efeitos citotóxicos. Nestas condições, a formulação mais rica em fosfolipídios e a formulação com colesterol induziram um leve estímulo metabólico. Em síntese, este trabalho demonstra a viabilidade de integrar péptidos marinhos em transportadores lipossomais para administração tópica. A formulação com colesterol destacou-se como o sistema mais equilibrado em termos de encapsulamento, estabilidade e desempenho de libertação, constituindo uma base sólida para o desenvolvimento futuro de estratégias nanotecnológicas aplicadas à terapia da DA, promovendo simultaneamente a valorização sustentável dos recursos marinhos.
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Palavras-chave
Atopic dermatitis Bioactive peptides Liposomes Cholesterol Encapsulation Dermatite atópica Péptidos bioativos Lipossomas Colesterol Encapsulamento
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