Síntese e caracterização de nanopartículas multifuncionais de biossurfactante iturina-nafamostat, ação em membranas biomiméticas, modulação inflamatória e redução da infecção viral in vitro em astrócitos

Abstract

A Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS) causada pelo SARS-CoV-2 e suas complicações neurológicas representam um desafio significativo para a saúde pública global. Apesar dos avanços alcançados desde o início da pandemia, a identificação de terapias multifuncionais que possam abordar simultaneamente as manifestações pulmonares e neurológicas da COVID-19 permanece limitada. Estudos anteriores de nosso grupo demonstraram que biossurfactantes associados a inibidores de protease exibem potencial antiviral contra o SARS-CoV-2 (patente pendente). Este trabalho teve como objetivo sintetizar e caracterizar nanopartículas (NPs) de biossurfactante iturina contendo o inibidor de protease nafamostat (NPN), avaliar sua interação com o modelo de membrana lipídica suportada (s-BLM) e investigar seus efeitos em modelos in vitro de inflamação e infecção viral em astrócitos. As NPN e NPs de biossurfactante iturina controle (NPC) foram obtidas por microemulsão dupla do tipo água/óleo/água (A/O/A). O tamanho hidrodinâmico e a polidispersão foram analisados por espalhamento dinâmico de luz (DLS). A eficiência de encapsulamento do nafamostat foi calculada através da equação: EE (%) = [(Ct − Cs)/Ct] × 100. O perfil de liberação das NPN foi avaliado por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC) em intervalos de até 1 à 72 horas. A Interação das NPC com a s-BLM foi investigada por voltametria cíclica. A citotoxicidade foi avaliada em culturas primárias de astrócitos e microglia utilizando o ensaio MTT. Nos ensaios de inflamação, astrócitos estimulados com lipopolissacarídeo (LPS) foram tratados com NPC e NPN. A liberação de citocinas pró-inflamatórias (TNF-α e IL-6) foi quantificada por ELISA, enquanto a imunofluorescência foi empregada para avaliar a expressão da proteína fibrilar glial ácida (GFAP). Adicionalmente, a infectividade viral foi avaliada por um modelo pseudotipado de vírus (VSV-SARS-CoV-2-S) em astrócitos tratados, com quantificação da porcentagem (%) de células infectadas pela fluorescência da proteína mCherry. Os resultados indicaram uma eficiência de encapsulamento de nafamostat de 85%, com liberação controlada de 22% a 47% ao longo de 72 horas. As análises de voltametria ciclíca sugeriram que as NPC apresentam ação sobre a membrana s-BLM, premitindo a passagem de íons ferricianeto de potássio [Fe(CN)6]3− após 4 à 5 horas de interação com as NPC. A viabilidade celular manteve-se superior a 70% em todas as concentrações testadas. Nos modelos inflamatório, apenas as NPN reduziram a produção de TNF-α, enquanto que para IL-6 tanto NPC e NPN reduziu a citocina. No modelo viral, as NPC reduziram a infectividade do VSV-SARS-CoV-2-S (mCherry) in vitro em astrócitos. Conclui-se que, as NPC e NPN de biossurfactante iturina apresentam ação sobre membranas (s-BLM), possui potencial para modular processos inflamatórios in vitro em células do sistema nervoso central (SNC), e a presença do biossurfactante iturina em sua composição apresenta potencial para reduzir a infecção viral in vitro pelo (VSV-SARS-CoV-2-S). Este trabalho contribui com estratégias inovadoras para entrega de inibidores de protease ao SNC, ampliando suas aplicações em doenças neuroinflamatórias.