BR112012000530B1 - uso de uma população de nanopartículas de ouro - Google Patents

Abstract

USO DE UMA POPULAÇÃO DE NANOPARTÍCULAS METÁLICAS,E,COMPOSIÇÃO FARMACÊUTICA. O presente pedido de patente refere-se a nanopartículas ativáveis que podem ser usadas no setor de saúde, em particular em saúde humana, para perturbar, alterar ou destruir células alvo, tecidos ou órgãos.Ele mais particularmente refere-se a nanopartículas que possam gerar um efeito terapêutico significante eficaz, quando expostas a radiações de ionização. A nanopartícula da invenção é uma nanopartícula metálica que possui, como o maior tamanho, um tamanho compreendido entre aproximadamente 80 e 105 nm, o metal possuindo de preferência um número atômico (Z) de pelo menos 25. A invenção também se refere a composições farmacêuticas que compreendem uma população de nanopartículas como definido anteriormente,assim como a usos das mesmas.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] O presente pedido de patente refere-se a nanopartículas que podem ser ativadas que podem ser usadas no setor de saúde, em particular de saúde humana, para perturbar, alterar ou destruir células, tecidos ou órgãos alvo. Mais particularmente ele se refere a nanopartículas que podem gerar um efeito terapêutico surpreendentemente eficiente, quando exposto a radiações ionizantes tais como Raios X, Raios Y, isótopos radioativos e/ou feixes de elétrons. A nanopartícula da invenção é uma nanopartícula metálica que possui, como o maior tamanho, um tamanho compreendido entre aproximadamente 80 e aproximadamente 105 nm, o metal tendo de preferência um número atômico (Z) de pelo menos 25. A invenção também se refere a composições farmacêuticas que compreendem uma população de nanopartículas como definido anteriormente, assim como aos seus usos.

FUNDAMENTOS

[0002] As radiações de várias formas tais como Raios X, Raios gama, Raios UV, Raios laser, microondas, feixes de elétrons assim como feixes de partículas, por exemplo, de nêutrons e de prótons, têm sido usados para tratar problemas relacionados a câncer. Algumas das ditas radiações foram usadas em tais aplicações, em combinação com moléculas sensíveis à radiação. As radiações eletromagnéticas e ionizantes são evidentemente capazes em particular de romper a molécula de DNA da célula, desse modo matando as células e/ou evitando que a dita célula crescesse e se dividisse. Este efeito é principalmente devido a danos indiretos criados em particular pelos elétrons e ou por fótons de alta energia emitidos após ionização que serão responsáveis por geração de radicais livres.

[0003] O termo “radiações de ionização” refere-se a partículas ou ondas altamente energéticas que possam ionizar um átomo ou uma molécula. A capacidade de ionização dependia da energia das partículas ou das ondas individuais e não de seu número. Um grande volume de partículas ou de ondas não irá causar, nas situações mais comuns, a ionização das partículas ou das ondas individuais é insuficientemente energético. Uma radiação de ionização típica é uma radiação, cuja energia é mais alta do que 2 KeV.

[0004] A radiossensibilização por nanopartículas de ouro (GNPs) foi identificada como uma abordagem promissora para melhorar a radioterapia. A US 6.955.639 (Hainfeld e outros) descreve um processo para melhorar os efeitos da radiação dos raios X que usa nanopartículas de metal, em particular de ouro, o tamanho (diâmetro) do cerne de metal estando de preferência, por razões de biodistribuição, na faixa de desde 0,8 até 20 nm, mais preferivelmente de desde 0,8 até 3 nm. Herold e outros (Int. J. Rad. Biol. 76 (2000) 1357) indicam que as nanopartículas de ouro de pequeno tamanho (~ 2 nm) deviam se difundir mais homogeneamente em toda a massa do tumor.

[0005] Chithrani e outros (Nano Lett. 6 (2006) 662; Nano Lett. 7 (2007) 1542) apresentaram uma penetração preferencial e um acúmulo de células de GNPs de 50 nm de diâmetro nas células Hela.

[0006] Chang e outros (Câncer Sci. 99 (2008) 1479) demonstram que, em um modelo de camundongos que contenham um tumor melanoma, GNPs com 13 nm de diâmetro em associação com uma única dose de 25 Gy de um feixe de elétrons de 6 MeV conduziram a uma redução mais acentuada do volume do tumor do que nos grupos de controle.

[0007] Zhang e outros (Biomed Microdevices (2009), 11:925-933) dados in silico (modelo de simulação de Monte Carlo) que confirmam que nanopartículas de ouro podem melhorar a dose eficaz de radiação, porém não estudam o impacto do tamanho da nanopartícula sobre tal melhoria da dose. Este documento refere-se às nanopartículas de Hainfeld com 1,9 nm de diâmetro no contexto da terapia com radiação (ver a página 930, coluna à direita), porém não fornece resultado que possa ser de ajuda para avaliar quantitativamente com precisão um fator de melhoria de dose em um sistema biológico (ver Montenegro e outros, J. Phys. Chem. A. 2009, 113, 12364-12369: “Monte Carlo Simulations and Atomic Calculations for Auger Processes in Biomedical Nanotheranostics”), em particular em um ser humano.

[0008] Os inventores neste caso fornecem nanopartículas poderosas, que são surpreendentemente capazes de conseguir uma perturbação, uma alteração ou uma destruição mais eficiente de células alvo in vitro, ex vivo e in vivo quando as ditas nanopartículas estão expostas a radiações de ionização, do que as nanopartículas descritas na técnica anterior, como demonstrado neste caso.

[0009] A nanopartícula da invenção é uma nanopartícula metálica que possui vantajosamente, como o maior tamanho, um tamanho compreendido entre aproximadamente 80 nm e aproximadamente 105 nm, a nanopartícula sendo feita de um metal que possua de preferência um número atômico (Z) de pelo menos 25. As propriedades vantajosas das nanopartículas aqui descritas não podiam ser extrapoladas da técnica que, em contradição com a presente invenção, sugere o uso de nanopartículas de ouro de pequeno tamanho para aumentar o fator de melhoria da dose [ver em particular Brun e outros (Colloids e Surfaces B: interfaces, 72 (2009) 128-134: “Parameters governing gold nanoparticle X-ray radiosensitization”) que revelam a influência da concentração das nanopartículas de ouro]. Os resultados que aparecem na Figura 4(B) de Brun e outros em particular, revelam um aumento no fator de melhoria da dose quando o tamanho da nanopartícula de ouro diminui, para uma dada concentração de ouro (o teor de ouro variando com o raio da nanopartícula de ouro de acordo com um fator 3).

[0010] Para uma dada concentração de metal e para uma dada capacidade de absorção de radiação ionizante, as nanopartículas metálicas aqui descritas, o tamanho de uma nanopartícula metálica típica estando de preferência entre aproximadamente 80 nm e aproximadamente 105 nm, são responsáveis por uma maior eficácia terapêutica (capacidade de gerar danos às células alvo) quando em comparação com nanopartículas de tamanhos menores, em particular quando em comparação com nanopartículas que possuam um tamanho de 60 nm ou menor. Para uma dada concentração de metal e uma atenuação equivalente de Raios X no nível celular, as nanopartículas metálicas aqui descritas exibem uma maior capacidade de eliminar células e/ou de evitar a sua divisão.

[0011] Outra característica exibida pelas nanopartículas aqui descritas, é a sua capacidade de, quando expostas a radiações de ionizar, gerar um efeito terapêutico quando em contato com células alvo. Em outras palavras, a eficiência terapêutica observada sob irradiação não requer a captação da célula das nanopartículas. Tal propriedade é aqui descrita pela primeira vez.

[0012] Evidentemente, até agora, acreditou-se que a captação da célula alvo, na técnica, seja necessária para que as nanopartículas sejam capazes de gerar danos celulares letais eficientes sob irradiação (ver, por exemplo, Kong e outros (Small 4 (2008) 1537)).

[0013] A presente invenção desse modo age contra o preconceito de toda a técnica anterior que leva com que a pessoa perita na técnica, principalmente por razões de biocompatibilidade, biodistribuição e captação da célula, ao uso, em termos de aplicações em medicina, de nanopartículas com um diâmetro de desde aproximadamente 1 até 20 nm, no máximo de 60 nm, com um interesse em particular e duradouro para as nanopartículas 50 de nm (ver, por exemplo, Chithrani e outros (2006) e Chang e outros (2008)).

[0014] As nanopartículas da presente invenção também permitem vantajosamente uma redução na quantidade de metal a ser administrado a um sujeito, assim como a uma redução no número de etapas de administração de nanopartículas, a um mínimo, no contexto de um protocolo completo de tratamento com radioterapia, favorecendo dessa maneira a sua tolerância pelo sujeito.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0015] Os inventores descobriram agora que é possível perturbar, alterar ou destruir células alvo, tecidos ou órgãos, em particular células ou tecidos anormais, aqui definidos como células ou tecidos benignos ou células ou tecidos doentes, tais como células pré-malignas ou malignas (células cancerosas) ou tecidos pré-malignos ou malignos (tumores), superficiais ou profundos no corpo, com uma eficiência surpreendentemente maior, usando uma nanopartícula feita de um metal que possua de preferência um número atômico (Z) de pelo menos 25, o maior tamanho da dita nanopartícula estando compreendido entre aproximadamente 80 nm e aproximadamente 105 nm.

[0016] É uma vantagem da presente invenção fornecer nanopartículas que não sejam nocivas por si mesmas porém possam ser empregadas com segurança, em condições apropriadas, para funcionalmente perturbar, alterar ou destruir células alvo em um animal, de preferência em um mamífero, até mesmo mais preferivelmente em um ser humano. O efeito terapêutico desejado das nanopartículas evidentemente é estritamente dependente de sua ionização, a dita ionização sendo gerada por uma fonte de radiação de ionização que é ela mesma vantajosamente controlada, em termos de qualidade e de quantidade e usada de uma maneira visada, isto é, localizada pelo perito na técnica.

[0017] A presente invenção evidentemente descreve nanopartículas que podem induzir uma perturbação, alteração ou destruição da célula in vitro, ex vivo ou in vivo quando a dita célula for exposta a radiações de ionização tais como em particular, Raios X, Raios gama (Raios y), isótopos radioativos, feixes de íons e/ou feixes de elétrons.

[0018] As nanopartículas aqui descritas são capazes de interagir diretamente com radiações de entrada e para gerar um efeito terapêutico surpreendentemente eficiente, sem que seja necessário que as nanopartículas sejam colocadas para dentro pelas células alvo.

[0019] As nanopartículas de acordo com a presente invenção podem ser recobertas com um revestimento biocompatível que de preferência favoreça a estabilidade da nanopartícula em um fluido fisiológico como também aqui descrito a seguir.

[0020] As presente nanopartículas podem ser usadas, se apropriado e preferido, de uma maneira direcionada usando, por exemplo, um componente superficial que permita o direcionamento específico de tecidos biológicos ou células. No entanto eles não requerem uma molécula para direcionamento para se concentrar nas células alvo ou nos tecidos.

[0021] O efeito melhorado de Permeação e Retenção (“EPR”) evidentemente é responsável pelo acúmulo passivo na massa do tumor, depois de um dado tempo após a injeção pela via intravenosa (uma via de administração possível) das nanopartículas. Evidentemente foi observado que os vasos do tumor são bastante distintos de capilares normais e que a sua “tendência a vazamento” vascular encoraja o extravasamento seletivo das nanopartículas não habitual em tecidos normais. A falta de drenagem linfática eficaz do tumor evita a eliminação das nanopartículas penetrantes e promove o seu acúmulo. As presente nanopartículas são assim capazes de se direcionar com sucesso os tumores primários assim como os metastáticos após a administração intravenosa.

[0022] As presente nanopartículas também podem ser vantajosamente administradas através de via intratumoral ou intra-arterial.

[0023] É portanto um objetivo da presente invenção usar uma nanopartícula de acordo com a presente invenção ou uma população de tais nanopartículas para alterar ou destruir uma célula alvo, um tecido ou um órgão.

[0024] As modalidades em particular aqui divulgadas referem-se ao uso de uma população de nanopartículas metálicas para a preparação de uma composição farmacêutica com a intenção de perturbar, alterar ou destruir células alvo de mamíferos quando as ditas células estiverem expostas a radiações de ionização, em que as nanopartículas são feitas de um metal que possui um número atômico (Z) de pelo menos 25 e o maior tamanho médio das nanopartículas da população estiver entre aproximadamente 80 e 105 nm aos métodos de tratamento correspondentes.

[0025] Os produtos de acordo com a presente invenção, em particular, nanopartículas e população de nanopartículas metálicas, para uso no tratamento de câncer, são em particular aqui divulgados.

[0026] Outra modalidade está baseada em uma composição farmacêutica, em particular, como será evidente da descrição inteira, uma composição farmacêutica que se pretende que perturbe, altere ou destrua células alvo em um mamífero quando as ditas células forem expostas a radiações de ionização, a dita composição farmacêutica compreendendo uma população de nanopartículas metálicas, como aqui definido e um veículo ou um excipiente farmaceuticamente aceitável, em que as nanopartículas são feitas de um metal que possui um número atômico (Z) de pelo menos 25 e o maior tamanho médio das nanopartículas da população estiver entre aproximadamente 80 e 105 nm.

[0027] Outra modalidade refere-se ao uso de uma nanopartícula, a uma população de nanopartículas metálicas ou a uma composição de acordo com a presente invenção, para evitar ou tratar um câncer ou para aliviar os sintomas de um câncer em um animal, quando o dito animal for exposto a radiações, em particular a radiações ionizantes como aqui definido.

[0028] A presente descrição em particular abrange um processo para evitar ou tratar um câncer ou para aliviar os sintomas de um câncer em um sujeito, o sujeito sendo um animal, em particular um mamífero, de preferência um ser humano, por administração de uma nanopartícula metálica, uma população de nanopartículas metálicas ou uma composição que compreenda uma população de tais nanopartículas de acordo com a presente invenção, ao sujeito e expor o dito sujeito a radiações, em particular a radiações de ionização.

[0029] Em outro aspecto, a presente descrição fornece kits que compreendem qualquer um ou mais dos produtos aqui descritos, isto é, nanopartículas e composições, juntamente com uma etiqueta para informação que forneça instruções para uso do (s) produto (s).

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0030] Figuras 1A e 1B:

[0031] A Figura 1A apresenta imagens de Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) das nanopartículas de ouro descritas na Tabela 1 (ver exemplo 1).

[0032] A Figura 1B apresenta a distribuição de tamanho das nanopartículas de ouro (GNPs) descritas na Tabela 1.

[0033] Figuras 2A e 2B: a estrutura cristalina da nanopartícula de ouro como preparada é determinada por difração eletrônica.

[0034] A Figura 2A apresenta o padrão de difração eletrônica de nanopartículas de referência (nanopartículas de ouro com estrutura Central de Face Cúbica são usadas como referência para estabelecer a constante da câmera (LÀ) do microscópio eletrônico de transmissão) e de nanopartículas de ouro (GNPs) e do exemplo 1.

[0035] A Figura 2B relata a indexação das nanopartículas de ouro (do exemplo 1), o padrão de difração eletrônica que apresenta a estrutura Central de Face Cúbica (CFC) das nanopartículas de ouro.

[0036] A Indexação do padrão de difração eletrônica consiste nas seguintes etapas:

[0037] 1) Estabelecimento da constante da câmera do padrão de difração eletrônica da referência,

[0038] 2) A Medição do diâmetro do anel (D1, D2,..., Dn) do padrão de difração eletrônica das nanopartículas de ouro do exemplo 1,

[0039] 3) Cálculo do dhkl, que usa a expressão dhkl = L* À / (Dn/2),

[0040] 4) Uso do banco de dados da estrutura existente para indexar cada anel.

[0041] Figuras 3A e 3B:

[0042] A Figura 3A apresenta ensaios de sobrevivência clonogênica que usa células de câncer de cólon HT29 irradiadas com um feixe de energia de Raios X de 200 KVp, na ausência (controle negativo) ou na presença de 12 μM, 20 μM e 130 μM de ouro no nível celular para as nanopartículas de ouro com um tamanho da partícula de 15 nm (OURO-15 do exemplo 1). A dose de irradiação varia de 0 (sem irradiação) a 4 Gy.

[0043] Controle negativo com HT29: pontos quadrados

[0044] Nanopartículas de Ouro-15 com HT29 12 μM: pontos em cruz

[0045] Nanopartículas de Ouro-15 com HT29 20 μM: pontos em triângulo

[0046] Nanopartículas de Ouro-15 com HT29 130 μM: pontos em círculo

[0047] A Figura 3B apresenta ensaios de sobrevivência clonogênica que usa células de câncer de cólon HT29 irradiadas com um feixe de energia de Raios X de 200 KVp, na ausência (controle negativo) ou na presença de 17 μM, 52 μM e 119 μM de ouro no nível celular para as nanopartículas de ouro com um tamanho da partícula de 17 μM, 52 μM e 119 μM 80 nm (OURO-80 do exemplo 1). A dose de irradiação varia de 0 (sem irradiação) a Gy.

[0048] Controle negativo com HT29: pontos quadrados

[0049] Nanopartículas de Ouro-80 com HT29 17 μM: pontos em cruz

[0050] Nanopartículas de Ouro-80 com HT29 52 μM: pontos em triângulo

[0051] Nanopartículas de Ouro-80 com HT29 119 μM: pontos em círculo

[0052] Figuras 4A e 4B: Efeito do tamanho das nanopartículas de ouro sobre o Fator de Melhoria da Dose (DEF) para concentração similar de ouro a nível celular, também identificada neste caso como concentração de ouro por célula alvo.

[0053] Figura 4A

[0054] A concentração de ouro (Au) no nível celular é expressa em μM.

[0055] A concentração de ouro abaixo de 20 μM ([Au] < 20 μM): pontos em cruz

[0056] A concentração de ouro entre 20 μM e 83 μM (20 μM < [Au] < 83 μM): pontos em diamante

[0057] A concentração de ouro entre 95 μM e 148 μM (95 μM < [Au] < 148 μM): pontos quadrados

[0058] A concentração de ouro a 400 μM ([Au] = 400 μM): ponto em triângulo

[0059] Figura 4B

[0060] A concentração de ouro (Au) por célula alvo é expressa como a seguir:

[0061] Célula: Au = 1: X (X é expressa em nmol)

[0062] Célula: Au < 1: 15x10-5: pontos em cruz

[0063] 1: 20*10-5 < Célula: Au < 1: 45x10-5: pontos em diamante

[0064] 1: 60*10-5< Célula: Au < 1: 110x10-5: pontos quadrados

[0065] Célula: Au = 1: 182x10-5: ponto em triângulo

[0066] Figuras 5A e 5B:

[0067] Figura 5A apresenta um efeito de limiar para um tamanho de nanopartícula de ouro > 80 nm. A concentração de ouro no nível celular estava entre 20 μM e 83 μM.

[0068] A concentração de ouro por célula alvo correspondente estava entre 20x10- 5nmol e 45x10-5nmol.

[0069] Duas curvas de tendência linear são estabelecidas com uma diferença significativa entre os seus respectivos valores de inclinação da curva: nanopartículas de ouro com um tamanho de entre 15 nm e 60 nm apresentam uma curva de tendência linear com uma inclinação da curva de 0,0033. As nanopartículas de ouro com um tamanho entre 80 nm e 105 nm apresentam uma curva de tendência linear com uma inclinação da curva de 0,0384. a proporção das inclinações de curva revelada pelas duas ditas curvas é de aproximadamente 10. O efeito de limiar observado quando se considera DEF é induzido pelo tamanho da nanopartícula metálica quando o dito tamanho for de aproximadamente 80 nm ou mais.

[0070] Figura 5B apresenta um efeito de limiar para um efeito de limiar para tamanho de nanopartícula de ouro > 80 nm. A concentração de ouro no nível celular estava entre 95 μM e 148 μM

[0071] A concentração de ouro correspondente por célula alvo estava entre 60 x 10-5nmol e 110 x 10-5nmol.

[0072] São estabelecidas duras curvas com tendência linear com uma diferença significativa entre seus respectivos valores de inclinação da curva: As nanopartículas de ouro com um tamanho entre 15 nm e 60 nm apresenta uma curva com tendência linear com uma inclinação da curva de 0,0025. As nanopartículas de ouro com um tamanho entre 80 nm e 105 nm apresentam uma curva com tendência linear com uma inclinação da curva de 0,0865. a proporção das inclinações da curva revelada pelas ditas duas curvas é de aproximadamente 30. O efeito de limiar observado quando se considera DEF é induzido pelo tamanho da nanopartícula metálica quando o dito tamanho for de aproximadamente 80 nm ou mais.

[0073] Figuras 6A e 6B:

[0074] Figura 6A apresenta a atenuação de raio X como uma função da concentração de ouro para cada nanopartícula de ouro descrita no exemplo 1, Tabela 1.

[0075] Valor de HU como uma função da [Au] (g/L) para OURO-15: pontos em diamante

[0076] Valor de HU como uma função da [Au] (g/L) para OURO-30: pontos quadrados

[0077] Valor de HU como uma função da [Au] (g/L) para OURO-60: pontos em triângulo

[0078] Valor de HU como uma função da [Au] (g/L) para OURO-80: pontos em cruz

[0079] Valor de HU como uma função da [Au] (g/L) para OURO-105: pontos +

[0080] A Figura 6B apresenta o impacto sobre o tamanho da nanopartícula de ouro sobre a atenuação de Raios X. A inclinação da curva para cada tamanho de nanopartícula de ouro é obtida pela Figura 6A e apresentada como uma função do tamanho da nanopartícula de ouro.

[0081] Figuras 7A e 7B:

[0082] Figura 7A apresenta a fração sobrevivente sob uma irradiação de 4 Gy (SF4) de células HT29 incubadas com nanopartículas de ouro (OURO-60 do exemplo 1) durante menos do que 5 minutos

[0083] Figura 7B apresenta a fração sobrevivente sob uma irradiação de 4 Gy (SF4) de células HT29 incubadas com nanopartículas de ouro (OURO-60 do exemplo 1) durante aproximadamente 12 horas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0084] Foi descoberto surpreendentemente pelos inventores que uma nanopartícula feita de um metal, de preferência de um metal que possui um número atômico (Z) de pelo menos 25 e que possui, como o maior tamanho, um tamanho compreendido entre aproximadamente 80 e 105 nm, pode melhorar substancialmente o efeito terapêutico de uma irradiação local com a intenção de perturbar, alterar ou destruir células, tecidos ou órgãos anormais em um animal.

[0085] Pode ser observada uma forte melhoria da eficácia de radioterapia pela primeira vez usando-se nanopartículas metálicas de acordo com a presente invenção (cf. as figuras 4A, 4B, 5A e 5B, por exemplo).

[0086] No espírito da invenção, o termo “nanopartícula” refere-se a produtos, em particular a produtos sintéticos, com um tamanho na faixa do nanômetro.

[0087] No contexto da presente invenção, o termo tamanho se refere à maior dimensão do cerne metálico da nanopartícula. Tipicamente, a maior dimensão é o diâmetro de uma nanopartícula de formato redondo ou esférico ou o comprimento mais longo da nanopartícula de formato ovóide ou oval. O formato da nanopartícula pode, por exemplo, ser redondo, plano, alongado, esférico, ovóide ou oval e similares. O formato pode ser determinado ou controlado pelo método de produção e adaptado pela pessoa perita na técnica de acordo com as aplicações desejadas.

[0088] Como o formato das partículas pode influenciar a sua “biocompatibilidade”, são preferidas partículas que possuam um formato bastante homogêneo. Por razões farmacocinéticas, as nanopartículas que são essencialmente de formato esférico, redondo ou ovóide são assim preferidas. O formato esférico ou redondo é particularmente preferido.

[0089] O maior tamanho das nanopartículas de acordo com a invenção está vantajosamente, como demonstrado pela parte experimental, compreendido entre aproximadamente 70 nm e aproximadamente 130 nm, vantajosamente entre aproximadamente 75 ou 80 nm e aproximadamente 105 nm, de preferência entre aproximadamente 75 nm e aproximadamente 95 nm ou entre aproximadamente 80 nm e aproximadamente 90 ou 95 nm.

[0090] Os inventores demonstraram surpreendentemente pela primeira vez que não é necessária a penetração da nanopartícula na célula alvo, uma célula de tumor, por exemplo, no contexto da presente invenção, para perturbar, destruir ou alterar a dita célula. Evidentemente, foi observado pelos inventores um efeito equivalente sobre as células alvo em ambas as condições em que as nanopartículas foram incorporadas pelas células alvo ou estão em contato, em particular em contato externo, com as ditas células.

[0091] Os inventores neste caso descrevem o uso de uma nanopartícula metálica como divulgado neste caso ou de uma população de tais nanopartículas metálicas, para preparar uma composição farmacêutica com a intenção de perturbar, causar distúrbio, alterar ou destruir células alvo de mamíferos quando as ditas células estão expostas a radiações de ionização. Na dita população, as nanopartículas são feitas de um metal, o metal tendo de preferência um número atômico (Z) de pelo menos 25. Vantajosamente, o maior tamanho médio das nanopartículas da população está entre aproximadamente 70 nm e aproximadamente 130 nm, vantajosamente entre aproximadamente 75 ou 80 nm e aproximadamente 105 nm, de preferência entre aproximadamente 75 nm e aproximadamente 95 nm ou entre aproximadamente 80 nm e aproximadamente 90 ou 95 nm.

[0092] Em uma população típica de nanopartículas, como citado anteriormente, constituídas de nanopartículas obtidas de acordo com um método da técnica (como descrito ainda a seguir), em que o maior tamanho médio da nanopartícula da população está entre aproximadamente 80 nm e aproximadamente 105 nm, o maior tamanho médio de uma nanopartícula da população está compreendido entre aproximadamente 60 nm e 155 nm, tipicamente entre 60, 65, 70, 75 ou 80 e 105, 110, 130, 140, 150 ou 155 nm.

[0093] Em outras palavras, 95 % (2o) da população são constituídos de nanopartículas cujo maior tamanho está entre aproximadamente 60 nm e aproximadamente 155 nm ou 68 % (1o) da população são constituídos de nanopartículas cujo maior tamanho está entre aproximadamente 70 nm e aproximadamente 130 nm.

[0094] As nanopartículas metálicas de acordo com a presente invenção são constituídas de um metal, o dito metal tendo de preferência um número atômico de pelo menos 25, vantajosamente de pelo menos 40 ou 50, mais preferivelmente de pelo menos 60 ou 70.

[0095] Tal metal pode ser selecionado entre ouro (Au - Z = 79), prata (Ag - Z = 47), platina (Pt - Z = 78), paládio (Pd - Z = 46), estanho (Sn - Z = 50), tântalo (Ta - Z = 73), itérbio (Yb - Z = 70), zircônio (Zr - Z = 40), háfnio (Hf - Z = 72), térbio (Tb - Z = 65), túlio (Tm - Z = 69), cério (Ce - Z = 58), disprósio (Dy - Z = 66), érbio (Er - Z = 68), európio (Eu - Z = 63), hólmio (Ho - Z = 67), ferro (Fe - Z = 26), lantânio (La - Z = 57), neodímio (Nd - Z = 60), praseodímio (Pr - Z = 59), e misturas dos mesmos.

[0096] O metal é de preferência selecionado entre ouro (Au), prata (Ag), platina (Pt), paládio (Pd), estanho (Sn), zircônio (Zr) e ferro (Fe).

[0097] O número atômico (também conhecido como o número de próton) é o número de prótons encontrados no núcleo de um átomo. Ele é tradicionalmente representado pelo símbolo Z. O número atômico identifica exclusivamente um elemento químico. Em um átomo de carga neutral, o número atômico é igual ao número de elétrons.

[0098] Z participa da capacidade de absorção de radiações de entrada das nanopartículas.

[0099] Em uma modalidade preferida da presente invenção, as nanopartículas metálicas são feitas de ouro.

[0100] Na presente invenção, também é possível uma mistura de metais como identificado anteriormente em uma nanopartícula em particular ou em uma população de nanopartículas em particular.

[0101] As nanopartículas que possuem uma pequena área de superfície específica (SSA) são ainda preferidas para limitar as suas interações com o ambiente circundante.

[0102] A Área de Superfície Específica (SSA) é uma propriedade material de sólidos que mede a área total de superfície por unidade de massa (m2/g). A SSA parece ser um fator importante que afeta a interface do sistema biológico da nanopartícula; sobre uma base de massa-dose igual, foi relatado que as partículas ultrafinas causam mais efeitos adversos, tal como inflamação, quando administradas em um animal, do que fazem as partículas finas (ver, por exemplo, Nel e outros (Nature Materials 8 (2009) 543)).

[0103] As nanopartículas metálicas, cujo maior tamanho está entre aproximadamente 80 e 105 nm são particularmente vantajosas em relação a SSA como explicado a seguir.

[0104] Para a finalidade da presente invenção, a área de superfície específica da nanopartícula está, por exemplo compreendida entre aproximadamente 1 m2/g e 50 m2/g. A área de superfície específica está preferencialmente compreendida entre 2 m2/g e 20 m2/g.

[0105] A área de superfície específica de uma nanopartícula esférica pode ser avaliada usando a equação a seguir (SSA = 3000 / (dxr)), d sendo a densidade da nanopartícula metálica e r o raio da nanopartícula.

[0106] Portanto, as nanopartículas esféricas de ouro com um tamanho da partícula de 15, 30, 60, 80 e 100 nm irão revelar uma área de superfície específica respectivamente de 20,7, 10,3, 5,2, 3,9 e 3,1 m2/g, para uma densidade de nanopartícula de ouro de 19,32.

[0107] As nanopartículas esféricas de ferro com um tamanho da partícula de 15, 30, 60, 80 e 100 nm irão revelar uma área de superfície específica respectivamente de 50,8, 25,4, 12,7, 9,5 e 7,6 m2/g, para uma densidade de nanopartícula de ferro de 7,87.

[0108] Os inventores neste caso divulgam que a eficiência surpreendente das nanopartículas de acordo com a presente invenção é principalmente devida ao seu tamanho. Uma nanopartícula, cujo tamanho seja de pelo menos 80 nm, é evidentemente, quando exposta a radiações de ionização, capaz de gerar mais danos às células alvo do que uma nanopartícula de menor tamanho, em particular uma nanopartícula de 60 nm ou menor. Os inventores desse modo ressaltam a influência fundamental e direta do tamanho da nanopartícula sobre a perturbação da célula sob radiações de ionização, os tamanhos aqui descritos favorecendo as aplicações terapêuticas em um mamífero, quando o dito tamanho alcança e de preferência excede, o limiar de 80 nm (ver parte experimental). Quanto maior o tamanho da nanopartícula na faixa de tamanhos aqui identificada, mais eficiente é a sua capacidade de gerar danos à célula.

[0109] Uma explanação possível deste mecanismo podia ser devido à capacidade da nanopartícula de liberar a energia capturada (radiação de ionização) de uma maneira melhor ou diferente.

[0110] Nos exemplos 2 e 3, para diferencial a influência do tamanho da nanopartícula de ouro da influência da concentração de ouro sobre o efeito terapêutico induzido pelas nanopartículas sob irradiação, os ensaios in vitro foram todos realizados por inventores que usam o tamanho da nanopartícula de ouro como o único parâmetro ajustável. Os resultados experimentais obtidos pelos inventores revelaram a influência surpreendente do tamanho da nanopartícula (para uma concentração de metal constante) sobre a amplificação da eficiência terapêutica (capacidade de eliminar as células e/ou para evitar que as células se dividam).

[0111] Para produzir um efeito terapêutico eficiente sob radiações de ionização, o uso de nanopartículas metálicas com um tamanho da nanopartícula > 80 nm requer uma concentração de metal por célula alvo que está entre aproximadamente 2 e 7 vezes, em particular entre 4 e 7 vezes ou entre 2 e 5 vezes, inferior à concentração de metal por célula alvo necessária quando se usam nanopartículas metálicas com um tamanho da nanopartícula de aproximadamente 60 nm ou menor (ver os exemplos 2 e 3 referentes a GNPs).

[0112] Uma redução significativa e vantajosa da quantidade de metal a ser administrada ao paciente com uma eficiência similar de tratamento, associada a uma redução de efeitos colaterais deletérios, são portanto possíveis agora graças à presente invenção.

[0113] A presente invenção também permite uma redução significativa do número de etapas de administração no contexto de um tratamento radioterapêutico em particular, tipicamente durante um protocolo de irradiação multi fracionado como realizado em clínica até agora. Evidentemente, as nanopartículas descritas no presente pedido de patente são suficientemente grandes para favorecer a sua manutenção em um tecido de tumor. Foi observado na literatura uma eliminação de tecido alvo substancialmente menor das nanopartículas metálicas de maior tamanho (CHANG e outros, Câncer Sci. 99 (2008) 1479; Hainfeld e outros, Phys. Med. Biol 49 (2004) N309).

[0114] As doses de radiações de ionização necessárias são de preferência doses compreendidas entre aproximadamente 0,05 Gray e aproximadamente 16 Grays, de preferência entre aproximadamente 0,05 Gray e aproximadamente 6 Grays, para aplicações realizadas in vitro.

[0115] As doses estão compreendidas entre maiores do que aproximadamente 0,05 Gray e menores do que aproximadamente 16 ou 30 Grays para as aplicações realizadas, em particular localmente, ex vivo ou in vivo.

[0116] A faixa total de radiações de ionização é de desde aproximadamente 1,5 Gray até aproximadamente 85 Grays no ser humano de acordo com a prática corrente. Uma aumento adicional de irradiação de aproximadamente 40 Gray também pode ser fornecido ao ser humano de acordo com a prática corrente.

[0117] A dose total de radiações liberada pode ser fornecida por diferentes tabelas de horários, tais como dose única, doses fracionadas, doses hiperfracionadas etc.

[0118] As nanopartículas irradiadas descritas neste caso fornecem, como demonstrado na seção experimental, uma evidente melhoria no efeito terapêutico quando em comparação com o efeito obtido usando nanopartículas irradiadas de tamanhos menores.

[0119] As nanopartículas de acordo com a presente invenção são vantajosamente biocompatíveis, isto é, elas podem ser administradas de maneira segura a um organismo de animal, tipicamente de um mamífero, em particular de um ser humano, para fornecer o seu efeito terapêutico. A dita biocompatibilidade pode ser garantida, por exemplo, pela natureza do (s) metal (ais) que constituem a partícula e/ou por um revestimento opcional.

[0120] As nanopartículas preferidas de acordo com a invenção são recobertas com um revestimento biocompatível sem levar em conta a via de administração. Quando as nanopartículas da presente invenção são administradas a um sujeito pela via intravenosa (IV), tal revestimento biocompatível é particularmente vantajoso para otimizar a biodistribuição de nanopartículas no contexto do efeito EPR descrito anteriormente. Um revestimento biocompatível completo da nanopartícula é preferido, em particular no contexto IV, para evitar a interação da superfície da partícula com qualquer elemento de reconhecimento (macrófago, opsoninas etc.). O “revestimento completo” implica na presença uma densidade muito alta de moléculas biocompatíveis capazes de criar pelo menos uma monocamada completa sobre a superfície da partícula. O dito revestimento é responsável pelo chamado “efeito de reserva” da nanopartícula.

[0121] O revestimento biocompatível permite ou favorece (dependendo do metal selecionado do qual é feita a nanopartícula) em particular a estabilidade da nanopartícula em uma suspensão biocompatível, tal como um fluido fisiológico (sangue, plasma, soro etc.), quaisquer meios isotônicos ou meio fisiológico, por exemplo, meios que compreendem glicose (5 %) e/ou NaCl (0,9 %), que seja necessário para uma administração farmacêutica.

[0122] Tal revestimento biocompatível é obtido por tratamento da nanopartícula com um agente de tratamento de superfície.

[0123] A estabilidade pode ser confirmada por difusão dinâmica da luz das nanopartículas metálicas em suspensão biocompatível ou por avaliação quantitativa de ICP-MS de elemento metálico antes e/ou após a filtração, das nanopartículas metálicas em suspensão biocompatível, em um filtro de 0,22 μm.

[0124] Vantajosamente, o dito revestimento preserva a integridade das partículas in vivo, garante ou melhora a biocompatibilidade das mesmas e facilita uma funcionalização opcional das mesmas (por exemplo, com moléculas espaçadoras, polímeros biocompatíveis, agentes de direcionamento, proteínas etc.). Uma nanopartícula em particular de acordo com a presente invenção evidentemente também compreende um componente da superfície que permite o direcionamento específico de tecidos biológicos ou de células. Tal componente superficial é de preferência um agente de direcionamento que permite a interação da nanopartícula com um elemento de reconhecimento presente na célula alvo. Tais agentes de direcionamento podem agir logo que as nanopartículas fiquem acumuladas no tumor. Como a conformação do agente de direcionamento será responsável por sua interação com o alvo, a densidade do dito agente de direcionamento precisa ser controlada cuidadosamente. Uma alta densidade do mesmo pode evidentemente perturbar a conformação do agente de direcionamento e em consequência o seu reconhecimento pela célula alvo (ver, por exemplo, J A Reddy e outros Gene terapia 9 (2002) 1542; Ketan B. Ghaghada e outros Journal of Controlled Release 104 (2005) 113). Além disso, uma alta densidade do agente de direcionamento pode favorecer a eliminação das nanopartículas pelo Sistema Endotelial do Reticulo (RES) durante a circulação na vasculatura.

[0125] O revestimento biocompatível pode ser composto de qualquer estrutura amorfa ou cristalina.

[0126] Em geral, o revestimento pode ser não biodegradável ou biodegradável. Ambas as opções podem ser usadas para a finalidade da presente invenção.

[0127] Exemplos de revestimentos não biodegradáveis são um ou mais agentes de tratamento de materiais ou de superfície selecionados do grupo que consiste em sílica, alumina, açúcar (agarose, por exemplo), fosfato, silano, tiol, compostos zwitteriônicos, lipídeos polímeros de carbono saturados (óxido de polietileno, por exemplo) e polímeros inorgânicos, reticulados ou não, modificados ou não (polimetacrilato ou poliestireno, por exemplo), assim como combinações dos mesmos.

[0128] Exemplos de revestimentos biodegradáveis são, por exemplo, um ou mais agentes de tratamento de materiais ou de superfícies selecionados do grupo que consiste em uma molécula biológica, modificada ou não, natural ou não e um polímero molecular biológico; modificado ou não, de formato natural ou não. O polímero biológico pode ser um fosfolipídeo, um sacarídeo, um oligossacarídeo ou um polissacarídeo, polissulfatado ou não, por exemplo, dextrano.

[0129] Os materiais mencionados antes, compostos ou agentes de tratamento de superfície podem ser usados sozinhos ou em combinações, em misturas ou em conjuntos, compósitos ou não, covalentes ou não, opcionalmente em combinação com outros compostos. Além disso, também é possível usar qualquer um do material mencionado antes, o dito material sendo naturalmente solúvel em água ou solúvel em lipídeo ou que é modificado artificialmente para se tornar solúvel em água ou solúvel em lipídeo.

[0130] O revestimento biocompatível de preferência compreende ou é feito de um composto selecionado do grupo que consiste em um agente inorgânico, um agente orgânico e uma mistura ou combinação dos mesmos.

[0131] O agente inorgânico apropriado pode ser selecionado do grupo que consiste em um óxido, em um hidróxido e em um oxihidróxido. O agente inorgânico pode compreender, por exemplo, silício, alumínio, cálcio e/ou magnésio.

[0132] Tais agentes podem ser usados para carregar a nanopartícula positivamente ou negativamente para modular as interações da nanopartícula com os meios biológicos.

[0133] Um agente inorgânico selecionado do grupo que consiste em, por exemplo, magnésio e cálcio, irá fornecer uma carga positiva à superfície da nanopartícula a um pH de 7.

[0134] Por exemplo, o silício pode ser usado para fornecer uma carga negativa à superfície da nanopartícula a um pH de 7.

[0135] Um agente inorgânico apropriado pode ser qualquer agente que compreenda uma função capaz de interagir com a nanopartícula de acordo com a presente invenção e uma função que confira biocompatibilidade à dita nanopartícula.

[0136] O agente que compreende uma função capaz de interagir com a nanopartícula pode ser, por exemplo, um carboxilato (R-COO-), um silano (R-Si (OR) 3), uma função fosfônica (R-PO (OH) 2), uma função fosfórica (R-O-PO (OH) 2) ou uma função tiol (R-SH).

[0137] O agente que compreende uma função capaz de conferir biocompatibilidade a uma nanopartícula de acordo com a presente invenção pode possuir uma função estérica e/ou uma função eletrostática. Tal agente com uma função estérica pode ser selecionado do grupo que consiste em polietileno glicol (PEG), óxido de polietileno, álcool polivinílico, poliacrilato, poliacrilamida (poli (N- isopropolacrilamida)), policarbamida, um biopolímero ou um polissacarídeo tais como Dextrano, Xilano, celulose, colágeno e um composto zwitteriônico tal como polissulfobetaína etc.

[0138] O agente com uma função eletrostática positiva pode ser uma amina tal como um aminopropiltrietoxissilano, polilisina ou 2-aminoetanotiol.

[0139] O agente com uma função eletrostática negativa pode ser selecionado do grupo que consiste em fosfato (por exemplo, um polifosfato, um metafosfato, um pirofosfato etc.), carboxilato (por exemplo, citrato ou ácido dicarboxílico, em particular ácido succínico) e tiol (por exemplo, um tiol com terminação carbóxi tal como ácido mercaptossuccínico).

[0140] O revestimento também pode conter grupos funcionais diferentes (ou segmentos ligantes), que permite que qualquer molécula de interesse se ligue à superfície da partícula, tal como um componente superficial que permita direcionamento específico de tecidos biológicos ou células.

[0141] Um exemplo típico de uma nanopartícula de acordo com a invenção é uma nanopartícula feita de ouro. Tal nanopartícula de ouro pode compreender, também, como um revestimento biocompatível, um revestimento feitos de compostos de tiol tais como polietileno glicol-tiol (PEG-SH), tioglicose ou compostos de carboxilato tal como citrato.

[0142] Outro exemplo de uma nanopartícula de acordo com a invenção é uma nanopartícula feita de ouro que compreenda, como um revestimento biocompatível, um revestimento feito de agentes tiol que contenham pelo menos um grupo funcional selecionado entre polietileno, amina ou carboxila ou um revestimento que consiste em citrato.

[0143] As presentes nanopartículas oferecem a vantagem de serem fáceis de preparar. Os métodos de produção de nanopartículas metálicas são evidentemente bem conhecidos na técnica (ver, por exemplo, Brian L. Cushing e outros (Chem. Rev. 104 (2004) 3893). Tipicamente, as nanopartículas metálicas são obtidas por precipitação de um elemento metálico em uma solução não aquosa, a dita precipitação envolvendo a redução química do cátion de metal. Outra maneira possível de produção de nanopartículas metálicas é por redução auxiliada por radiação.

[0144] Outro objetivo da invenção refere-se a um processo de produção de uma nanopartícula metálica ou de uma população de nanopartículas metálicas tal como definido aqui antes, que compreende: - fornecer um elemento metálico como identificado neste caso, de preferência, um elemento metálico que possua um número atômico (Z) igual a ou acima de 25, - preparar a nanopartícula metálica partindo do dito elemento metálico por precipitação do dito elemento metálico em um meio, na presença de um agente redutor e, opcionalmente - adicionar um agente de formação de complexo ao meio (o agente de formação de complexo sendo adicionado antes, durante ou depois da adição do agente redutor), o agente redutor e o agente de formação de complexo sendo opcionalmente o mesmo composto e, opcionalmente, - revestir a nanopartícula usando um agente para tratamento de superfície como descrito anteriormente.

[0145] Um meio tipicamente usado na presente invenção pode ser selecionado de uma solução aquosa, uma solução alcoólica etc.

[0146] Um agente redutor tipicamente usado pode ser selecionado entre citrato, ácido ascórbico, ácido 2-mercaptosuccínico.

[0147] Um agente de formação de complexo tipicamente usado pode ser selecionado entre citrato, tiol tal Como usado neste caso tal como ácido 2- mercaptosuccínico etc.

[0148] A etapa de revestimento vantajosamente consiste em colocar a nanopartícula em contato com um agente para tratamento de superfície como definido anteriormente.

[0149] Em uma modalidade em particular, um processo para a produção de uma população de nanopartículas compreende as etapas a seguir, de preferência em ordem: a) fornecendo, como um precursor, um elemento metálico como identificado neste caso, de preferência um elemento metálico que possua um número atômico (Z) igual a ou acima de 25, b) precipitando o precursor da etapa a) em um meio polar como definido anteriormente na presença de um composto redutor, de preferência por ajuste da concentração e/ou da temperatura do composto precursor e/ou do composto redutor, c) opcionalmente adicionando um agente de formação de complexo no meio polar, antes, durante ou depois da etapa de precipitação b), o agente de formação de complexo e o agente redutor sendo opcionalmente o mesmo composto, d) opcionalmente lavando a suspensão obtida no final da etapa b) ou c) para remover quaisquer impurezas, um agente redutor e/ou um agente de formação de complexo, e) opcionalmente concentrando a suspensão obtida no final da etapa d) e f) opcionalmente revestimento das nanopartículas.

[0150] A população descrita acima podem também ser submetida a uma etapa de formulação antes de ser administrada a um sujeito.

[0151] Em um exemplo em particular, um processo de produção da nanopartícula de acordo com a presente invenção, a nanopartícula sendo feita de um metal, de preferência compreende as seguintes etapas em ordem: a) precipitação de uma solução de precursor de cloreto de ouro (tal como em particular HAuCl4 ou KAuCl4) em solução aquosa na presença de um agente redutor (tal como citrato), a temperatura do meio estando compreendida entre 50 °C e 100 °C, b) opcionalmente lavagem da suspensão de nanopartícula metálica obtida para remover quaisquer impurezas, c) opcionalmente concentração da suspensão de nanopartículas metálicas assim obtidas, d) opcionalmente revestimento das ditas nanopartículas metálicas colocando-se as mesmas em contato com um agente para tratamento de superfície como definido anteriormente.

[0152] Outro objetivo da invenção está baseado em qualquer composição que compreende nanopartículas tal como definido aqui antes e/ou que possa ser obtida pelos métodos aqui descritos. Embora não seja obrigatório, as partículas nas composições da invenção vantajosamente possuem um formato bastante homogêneo como indicado anteriormente.

[0153] As suspensões biocompatíveis que compreendem uma grande concentração de elemento metálico (300 g/L por exemplo) podem ser obtidas com um processo como aqui descrito.

[0154] Um objetivo em particular da invenção refere-se a uma composição farmacêutica que compreende nanopartículas tal como definido aqui antes e, opcionalmente, um excipiente ou veículo farmaceuticamente aceitável.

[0155] As composições podem estar na forma de um sólido, líquido (partículas em suspensão, aerossol, gel, pasta e similares. As composições preferidas estão na forma de uma formulação injetável, de preferência em uma forma líquida.

[0156] O excipiente ou veículo que é empregado pode ser qualquer suporte clássico para este tipo de aplicação, tais como, por exemplo, soluções salinas, isotônicas, estéreis, tamponadas e similares. Eles também podem compreender estabilizadores, adoçantes, tenso ativos e similares. Eles podem ser formulados, por exemplo, como ampolas, aerossol, frascos, tabletes, cápsulas, por uso de técnicas conhecidas de formulação farmacêutica.

[0157] Vantajosamente, a concentração de metal a ser administrada por célula alvo está entre aproximadamente 10-7nmol (Célula:[metal] = 1:10-7(nmol)) e aproximadamente 5x10-1nmol (célula:[metal] = 1: 5x10-1(nmol)). Mais preferivelmente, a concentração de metal por célula alvo está entre aproximadamente 10-6nmol (Célula:[metal] = 1:10-6(nmol)) e aproximadamente 2x10-1nmol (célula:[metal] = 1: 2x10-1(nmol)).

[0158] Até mesmo mais preferivelmente, a concentração de metal por célula alvo está entre aproximadamente 10-6nmol (Célula:[metal] = 1:10-6(nmol)) e aproximadamente 10-3nmol (célula:[metal] = 1: 10-3(nmol)) ou entre aproximadamente 10-6nmol (Célula:[metal] = 1:10-6(nmol)) e aproximadamente 10-4 nmol (célula:[metal] = 1: 10-4(nmol)).

[0159] Nas composições aqui descritas, as concentrações de metal apropriadas ou desejáveis estão compreendidas entre aproximadamente 1 mg e aproximadamente 100 mg de metal por grama de células alvo de mamíferos, tais como, em particular, células de tumor de mamíferos, tipicamente entre aproximadamente 1 mg ou 5 mg e 50 mg de metal por grama de células alvo de mamíferos.

[0160] De modo geral, as composições na forma líquida compreendem entre 0,01 g/L e 300 g/L de metal, de preferência pelo menos 1 g/L, 5 g/L, 10 g/L, 20 g/L, 40 g/L, 60 g/L, 80 g/L, 100 g/L, 150 g/L, 200 g/L ou 250 g/L.

[0161] A avaliação quantitativa de metal é teoricamente realizada por ICP-MS.

[0162] As concentrações de metal identificadas antes variam dependendo do paciente em questão, da via de administração selecionada, da natureza das células alvo etc. e podem ser ajustadas facilmente pelo perito na técnica.

[0163] As nanopartículas, as populações de nanopartículas e as composições da invenção são produtos que podem ser usados em muitos campos, particularmente em medicina humana ou veterinária.

[0164] É um objetivo da presente invenção usar um produto como aqui descrito para alterar ou destruir uma célula alvo, um tecido ou um órgão.

[0165] Dependendo da energia das radiações de ionização, as partículas podem permitir a perturbação de células e/ou de tecidos ou a destruição dos mesmos.

[0166] Portanto, um objetivo em particular da invenção está baseado no uso de uma nanopartícula metálica ou de uma população de nanopartículas de acordo com a presente invenção para preparar uma composição farmacêutica com a intenção de alterar ou destruir células alvo em um animal, quando as ditas células estiverem expostas a radiações, em particular a radiações de ionização e nos métodos terapêuticos correspondentes.

[0167] A composição farmacêutica também compreende um composto terapêutico adicional, distinto de uma nanopartícula ou de uma população de nanopartículas como aqui descrito, também com a intenção de tratar câncer.

[0168] Outro objetivo em particular da invenção está baseado em um processo para induzir ou causar a perturbação, a lise, a apoptose ou a destruição de células alvo, in vitro, ex vivo ou in vivo, que compreende o contato das células, em particular de células alvo, com uma ou mais nanopartículas tais como definido aqui antes, durante um período de tempo suficiente para permitir que as nanopartículas interajam com as ditas células e, expor as células a radiações, as radiações apropriadas sendo em particular radiações de ionização, de preferência Raios X, Raios Y,isótopos radioativos e/ou feixes de elétrons, a dita exposição induzindo ou causando a perturbação, a lise, a apoptose ou a destruição de células alvo.

[0169] As células alvo podem ser quaisquer células patológicas, isto é, células envolvidas em um mecanismo patológico, por exemplo, células proliferativas, tais como células de tumor, células com estenose (células de fibroblasto / do músculo liso) ou células do sistema imunológico (clones de célula patológica). Uma aplicação preferida é baseada no tratamento (por exemplo, a destruição ou alteração funcional) de células ou de tecido malignos.

[0170] Sob este aspecto, um objetivo em particular da invenção está baseado no uso de uma nanopartícula ou de uma população de tais nanopartículas, como definido antes neste caso, para a produção de uma composição farmacêutica com a intenção do tratamento em particular de um câncer, quando usado em combinação com radiações de ionização (como definido anteriormente).

[0171] A presente descrição também abrange o uso de uma composição, de uma nanopartícula ou de uma população de nanopartículas tal como definido anteriormente neste caso para prevenir ou tratar um câncer ou para aliviar os sintomas de um câncer em um animal, quando as ditas células estiverem expostas a radiações, em particular a radiações de ionização como definido anteriormente.

[0172] Outro objetivo em particular da invenção está baseado em um método para induzir ou causar a perturbação, a lise ou a destruição de células alvo, em particular de células cancerosas, in vitro, ex vivo ou in vivo, que compreende o contato de células alvo com uma ou mais nanopartículas tais como definidas aqui antes, durante um período de tempo suficiente para permitir que as partículas interajam com as ditas células e, expondo as células a radiações, em particular a radiações de ionização como definido anteriormente, a dita exposição induzindo ou causando a perturbação, a lise, ou a destruição das ditas células.

[0173] Outro objetivo da invenção refere-se a um processo para prevenir ou tratar um distúrbio, em particular, um câncer ou para aliviar os sintomas do distúrbio, em um sujeito ou em um paciente que compreende administrar ao paciente que sofra do distúrbio uma nanopartícula, uma população de nanopartículas ou uma composição tal como definido aqui antes, em condições que permitam que as nanopartículas interajam (estejam em contato) com as células anormais, em particular, células cancerosas e subsequentemente tratando o sujeito por exposição o dito sujeito a radiações de ionização, tal irradiação levando a uma alteração, a uma perturbação ou a uma destruição funcional das células anormais do paciente, desse modo prevenindo ou tratando um câncer.

[0174] O controle clássico do câncer implica sistematicamente na concorrência de multimodalidades de tratamentos (combinação de radioterapia e quimioterapia, por exemplo).

[0175] As nanopartículas aqui descritas submetidas a radiações de ionização, no contexto de radioterapia, podem ser usadas em associação com um diferente protocolo para terapia de câncer. Tal protocolo pode ser selecionado do grupo que consiste em cirurgia, radiocirurgia, quimioterapia, um tratamento que compreende a administração de citostático (s), citotóxico (s), uma terapia direcionada, uma vacina e qualquer outro produto biológico ou inorgânico com a intenção de tratar câncer.

[0176] Surpreendentemente, as nanopartículas aqui descritas também podem ser usadas no contexto de radioterapia apenas com maior eficiência observada.

[0177] A invenção pode ser usada para tratar qualquer tipo de tumor maligno tais como tumores hematológios ou malignidades e tumores sólidos, em particular de origem epitelial, neuroectodermal ou mesenquimal. Além disso, as nanopartículas podem ser usadas para tratar uma lesão pré maligno ou uma doença benigna específica em que a terapia de radiação seja classicamente usada e/ou indicada.

[0178] A invenção pode ser aplicada, no contexto de terapia, a tumores primários ou invasões secundárias, metástases loco-regionais ou distantes e no contexto de profilaxia para evitar o envolvimento do sistema nervoso central maligno secundário tais como as invasões observadas (metástases) de melanoma, câncer do pulmão, câncer dos rins, câncer de mama etc.

[0179] As nanopartículas podem ser usadas em qualquer ocasião durante todo o período de tratamento anti câncer. Elas podem ser administradas, por exemplo, como um neoadjuvante (antes da intervenção cirúrgica para exérese do câncer) ou como um adjuvante (após a cirurgia).

[0180] As nanopartículas também podem ser usadas para tumores no estado adiantado que não possam ser removidos cirurgicamente.

[0181] Como explicado neste caso, a irradiação pode ser aplicada em qualquer ocasião depois da administração das partículas, em uma ou mais ocasiões, usando qualquer sistema de radioterapia habitualmente disponível.

[0182] Tem-se a intenção de que as nanopartículas aqui descritas em particular sejam usadas para tratar câncer no qual a radioterapia é um tratamento clássico. Tal câncer pode ser selecionado em particular do grupo que consiste em câncer de pele, inclusive neoplasmas malignos associados a AIDS, melanoma; tumores do sistema nervoso central inclusive tumor cerebral, do tronco cerebral, do cerebelo, da pituitária, do canal espinhal, do olho e da órbita; tumores da cabeça e do pescoço; cânceres do pulmão; cânceres de mama; tumores gastrintestinais tais como cânceres do fígado e do trato hepatobiliar, do cólon, do reto e do ânus, câncer do estômago, do pâncreas, do esôfago; tumores geniturinários masculinos tais como cânceres da próstata, dos testículos, do pênis e da uretra; tumores ginecológicos tais como cânceres do colo uterino do endométrio, do ovário, do tubo de falópio, da vagina e da vulva; tumores suprarrenais e retroperitoneal tumores; sarcomas ósseo e do tecido mole sem levar em conta a localização; linfoma, mieloma; leucemia e tumores pediátricos tais como tumor de Wilm, neuroblastoma, tumores do sistema nervoso central, sarcoma de Ewing etc.

[0183] As partículas podem ser ativadas dentro de uma grande faixa de dose of irradiação total.

[0184] As quantidades e programações de horários (planificação e aplicação de irradiações em uma única dose ou no contexto de um protocolo fracionado ou hiperfracionado etc.) são definidas para qualquer doença / local anatômico / definição do paciente no estágio da doença / idade do paciente (criança, adulto, paciente idoso) e constitui o padrão de cuidado para qualquer situação específica.

[0185] A irradiação pode ser aplicada em qualquer ocasião depois da administração das nanopartículas, sobre uma ou mais ocasiões, por uso de qualquer sistema de radioterapia correntemente disponível. As nanopartículas podem ser administradas por diferentes vias tais como local (intra-tumoral (IT) em particular), subcutânea, intra venosa (IV), intradérmica, intra-arterial, vias respiratórias (inalação), intra peritoneal, intra muscular e via oral (per os). As nanopartículas também podem ser administradas em uma intracavidade tal como a cavidade virtual do leito do tumor após a tumorectomia.

[0186] Podem ser realizadas injeções repetidas ou administrações, quando apropriado.

[0187] O termo "tratamento" representa qualquer ação realizada para corrigir funções anormais, para evitar doenças, para melhorar sinais patológicos, tal como, em particular, uma redução no tamanho ou no crescimento de um tecido anormal, em particular de um tumor, um controle do dito tamanho ou do crescimento, uma supressão ou destruição de células ou tecidos anormais, um retardamento da progressão da doença, uma estabilização da doença com atraso da progressão do câncer, uma redução na de metástases, uma regressão de uma doença ou uma remissão completa (no contexto de câncer, por exemplo) etc.

[0188] Como indicado anteriormente, as radiações ou fontes de ionização apropriadas são de preferência radiações de ionização e podem vantajosamente ser selecionadas do grupo que consiste em Raios X, Raios Y, feixes de elétrons, feixes de íons e isótopos radioativos ou emissões de radioisótopos. Os Raios X são uma fonte particularmente preferida de ionização.

[0189] As radiações de ionização são tipicamente de desde aproximadamente 2 KeV até aproximadamente 25 000 KeV, em particular de desde aproximadamente 2 KeV até aproximadamente 6000 KeV (fonte LINAC) ou de desde aproximadamente 2 KeV até aproximadamente 1500 KeV (tal como uma fonte de cobalto 60). Usando-se uma fonte de Raios X, as radiações de ionização particularmente preferidas são tipicamente de desde aproximadamente 50 KeV até aproximadamente 12 000 KeV, por exemplo, de desde aproximadamente 50 KeV até aproximadamente 6000 KeV.

[0190] De uma maneira geral e não restritiva os Raios X a seguir podem ser aplicados em diferentes casos para ativar as nanopartículas: - Os Raios X de 50 a 150 keV que são particularmente eficientes para um tecido alvo superficial; - Os Raios X (orto voltagem) de 200 a 500 keV que podem penetrar em uma espessura de tecido de 6 cm; - Os Raios X (mega voltagem de 1000 keV a 25.000 keV. Por exemplo, a ionização das nanopartículas para o tratamento de câncer da próstata pode ser realizada por cinco focalizando os Raios X com uma energia de 15.000 keV.

[0191] Os isótopos radioativos podem ser usados alternativamente como uma fonte de radiação de ionização (denominada curieterapia ou braquiterapia). Em particular, podem ser usados vantajosamente Iodo I125(t % = 60,1 dias), Paládio Pd103 (t % = 17 dias), Césio Cs137e Irídio Ir192.

[0192] Também pode ser usado um imunoradionuclídeo (ou ligando imunoradiomarcado) como uma fonte de radiação de ionização no contexto de radioimunoterapia.

[0193] Os radionuclídeos adequados para radioimunoterapia podem ser, por exemplo, selecionados entre 131I, 186Re, 177Lu ou 90Y.

[0194] Partículas carregadas tais como feixes de prótons, feixes de íons tal como carbono, em particular feixes de íons de alta energia, também podem ser usados como uma fonte de radiação de ionização e/ou feixes de nêutrons.

[0195] Também podem ser usados feixes de elétrons como uma fonte de radiação de ionização com energia compreendida entre 4 MeV e 25 Mev.

[0196] Podia ser usada uma fonte de irradiação monocromática específica para gerar seletivamente raios X com uma energia próxima a ou correspondente à borda de absorção de raios X desejada do (s) átomo (s) da nanopartícula metálica.

[0197] Preferencialmente fontes de radiações de ionização podem ser selecionadas das fontes de Acelerador Linear (LINAC), Cobalto 60 e braquiterapia.

[0198] O termo "em combinação"indica que o efeito procurado é obtido quando as células, os tecidos ou os órgãos de interesse, que estão em contato com as nanopartículas da invenção, são ativados pela fonte definida. No entanto, não é necessário que as partículas e raios sejam administrados simultaneamente, nem de acordo com o mesmo protocolo.

[0199] A presente descrição também fornece kits que compreendem qualquer uma das nanopartículas ou composições descritas neste caso. Tipicamente, o kit compreende pelo menos uma nanopartícula ou população de nanopartículas de acordo com a presente invenção. De modo geral, o kit também compreende um ou mais recipientes cheios com um ou mais dos ingredientes das composições farmacêuticas da invenção.

[0200] Associada com tal (tais) recipiente (s), pode ser adicionada uma etiqueta de informação que forneça instruções para uso dos produtos para usar as nanopartículas, a população de nanopartículas ou as composições de acordo com os presentes métodos.

[0201] Outros aspectos e vantagens da invenção tornar-se-ão evidentes nos exemplos a seguir, que são fornecidos para fins de ilustração e não para meio de limitação.

SEÇÃO EXPERIMENTAL EXEMPLO 1: Síntese e caracterização físico-química de nanopartículas de ouro com diferentes tamanhos

[0202] As nanopartículas de ouro são obtidas por redução de cloreto de ouro com citrato de sódio em solução aquosa. O protocolo foi adaptado de G. Frens Nature Physical Science 241 (1973) 21.

[0203] Em um experimento típico, a solução de HAuCl4 é aquecida até a ebulição. Subsequentemente, é adicionada a solução de citrato de sódio. A solução resultante é mantida sob ebulição durante um período de tempo adicional de 5 minutos.

[0204] O tamanho da nanopartícula é ajustado de 15 até 105 nm modificando-se cuidadosamente o citrato versus a proporção de precursor de ouro (cf. a Tabela 1).

[0205] As suspensões de nanopartículas de ouro como preparadas são então concentradas usando um dispositivo para ultra filtração (Amicon de célula agitada de modelo 8400 da Millipore) com uma membrana de celulose de 30 kDa.

[0206] As suspensões resultantes são filtradas por último através de um filtro de membrana com faixa de tamanho de 0,22 μm (membrana PES da Millipore) sob capela de proteção laminar e armazenadas a 4 °C.

[0207] O teor de ouro é determinado por ICP-MS e expresso como [Au] em g/L.

[0208] O tamanho da partícula é determinado usando-se Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) por contagem de mais do que 200 partículas (Figura 1A), considerando-se a mais longa dimensão da nanopartícula para a medida do tamanho. São estabelecidos histogramas e são relatados o desvio médio e o desvio padrão (Figura 1B). Tabela 1:

Conclusão

[0209] As nanopartículas de ouro descritas na Tabela 1 são todas preparadas de acordo com o mesmo processo de síntese para garantir as mesmas propriedades características de superfície.

[0210] As imagens de TEM demonstram que as nanopartículas de ouro sintetizadas são todas de formato esférico e/ou ovóide.

[0211] Os padrões de difração eletrônica de TEM demonstram que todas as nanopartículas de ouro sintetizadas apresentam uma estrutura de CFC.

[0212] Portanto, apenas o tamanho da nanopartícula de ouro varia, com um tamanho médio da partícula bem caracterizado e uma polidispersidade de tamanho de acordo com a técnica anterior.

EXEMPLO 2: Efeito do tamanho da nanopartícula de ouro sobre a eficiência in vitro (ensaio clonogênico de sobrevivência) quando a concentração de ouro for constante no nível celular. Protocolo

[0213] Para investigar a melhoria da resposta à radiação das nanopartículas de ouro (GNPs) que estão introduzidas na célula ou ligadas à célula (expressa a seguir como a concentração de ouro no nível celular), os inventores usaram um ensaio clonogênico específico descrito a seguir:

[0214] Células HT29 foram aplicadas à densidade de 20 000 células/ cm2. Foram adicionadas GNPs ao meio a várias concentrações de ouro na faixa de μM. Após um tempo de incubação entre 1 hora e 24 horas, os sobrenadantes de célula foram removidos. Então, as células foram lavadas rapidamente com PBS para remover todas as GNPs não ligadas ou não introduzidas nas células. A seguir, os inventores realizaram a tripsinização da célula e contaram o número de células usando Hemocitômetro.

[0215] Para cada condição, os inventores usaram uma amostra de 100.000 células/mL até de 220.000 células/mL posteriormente analisada para uma concentração de ouro por ICP-MS.

[0216] A concentração de ouro (Au) no nível celular (número de átomos de ouro por volume) é expressa em μM.

[0217] Este parâmetro também pode ser expresso em termo de concentração de ouro (Au) por célula alvo como a seguir:

[0218] célula: Au = 1: X (X expresso em nmol)

[0219] de acordo com o seguinte cálculo:

[0220] As outras células foram aplicadas (à densidade de 300 até 1000 células /poços de acordo com as condições de tratamento) para realizar os ensaios clonogênicos. Logo que as células foram ligadas à placa, elas ou não eram irradiadas (controle simulado) ou eram irradiadas com doses de 2 Gy e 4 Gy usando-se um dispositivo de Raios X de 200 kVp. As células foram deixadas crescer para formar colônias até 12 dias. Então, as colônias foram fixas e coradas com violeta cristal e contadas para avaliar a fração de sobrevivência clonogênica (SF) (Ver as Figuras 3A e 3B) utilizando-se as fórmulas a seguir:

[0221] A eficiência da aplicação à placa (PE) é a proporção do número de colônias formadas sem irradiação alguma para o número de células semeadas:

[0222] PE= n° de colônias formadas x 100 / n° de células semeadas

[0223] A fração de sobrevivência (SF) representa o nível de células viáveis após a irradiação e é normalizada em relação ao PE do controle:

[0224] SF = n° de colônias formadas após o tratamento / (n° de células semeadas * PE)

[0225] O Fator de Melhoria da Dose (DEF) é avaliado como a proporção de SF (dose de radiação apenas) / SF (nanopartículas de ouro ativadas com a mesma dose de radiação). Tabela 2:

[0226] A Tabela 2 apresenta a concentração de ouro no nível celular (μM) [ou a concentração de ouro por célula alvo (célula: Au = 1: X (X expresso em nmol) )] para diferentes concentrações ouro (Au) em incubação com células cancerosas HT29 para cada nanopartícula de ouro sintetizada no Exemplo 1, Tabela 1. Tabela 3A:

[0227] A Tabela 3A apresenta os valores de DEF obtidos para uma dose de irradiação de 4 Gy, das nanopartículas de ouro descritas no exemplo 1, quando a concentração de ouro no nível celular estiver abaixo de 20 μM [ou a concentração de ouro por célula alvo correspondente estiver abaixo de 15*10-5 nmol (Célula: Au < 1: 15*10-5nmol) ]. Tabela 3B:

[0228] A Tabela 3B apresenta os valores de DEF obtidos para uma dose de irradiação de 4 Gy, das nanopartículas de ouro descritas no exemplo 1, quando a concentração de ouro no nível celular estiver entre 20 μM e 83 μM [ou a concentração de ouro por célula alvo correspondente estiver entre 20x10-5 nmol e 45x10-5 nmol (1: 20x10-5 nmol < Célula: Au < 1: 45x10-5 nmol) ]. Tabela 3C:

[0229] A Tabela 3C apresenta os valores de DEF obtidos para uma dose de irradiação de 4 Gy, das nanopartículas de ouro descritas no exemplo 1, quando a concentração de ouro no nível celular estiver entre 95 μM e 148 μM [ou a concentração de ouro por célula alvo correspondente estiver entre 60x10-5nmol e 110x10-5nmol (1: 60x10-5nmol < Célula: Au < 1: 110x10-5nmol) ].

Conclusão

[0230] Surpreendentemente, é observado um limite no valor de DEF para as nanopartículas de ouro com tamanho da partícula > 80 nm (ver as Figuras 5A e 5B). EXEMPLO 3: Efeito do tamanho da nanopartícula de ouro sobre a eficiência in vitro quando a capacidade de atenuação de Raios X de cada nanopartícula de ouro testada for constante no nível celular

[0231] Protocolo: medida da atenuação de Raios X

[0232] As nanopartículas de ouro com uma diferente concentração de ouro (expressa em [Au] g/L) foram preparadas em tubos de 200 μL e colocadas em um suporte de poliestireno projetado para o uso do mesmo.

[0233] μCT foi realizado usando-se um sistema General Electric Locus μCT com voltagem no anodo e corrente de 50 KV e 450 μA respectivamente.

[0234] A varredura foi realizada usando-se um modo de resolução isotrópica de 90 μm.

[0235] Uma pequena região de interesse cilíndrica foi colocada cuidadosamente na imagem 3D sobre o centro de cada tubo para medir os valores de atenuação dos tubos cheios com fluido que contêm dispersões de nanopartículas de ouro.

Conclusão

[0236] É observado um valor de atenuação de raios X similar qualquer que seja o tamanho da nanopartícula de ouro, para tamanho compreendido entre 15 nm e 105 nm (ver Figura 6A e 6B). Este resultado confirma o efeito do limite sobre a eficiência observada para um tamanho da nanopartícula > 80 nm. Tal nanopartícula é capaz de gerar mais danos no nível celular para uma dada energia de Raios X absorvida (ver as Figuras 4A e 4B).

EXEMPLO 4: Efeito da localização da nanopartícula de ouro sobre o nível celular (interação física com as membranas da célula do tumor e/ou captação da célula) sobre a eficiência in vitro.

[0237] As células HT29 são aplicadas com o número de células apropriado para formar entre 50 e 200 colônias de acordo com o tratamento. Quando as células estiverem ligadas, são adicionados 50 μM, 100μM ou 400 μM de ouro com um período de tempo de incubação menor do que 5 minutos (sem incubação) ou 12 horas. Foram testadas nanopartículas de ouro com um tamanho da partícula de 60 nm (OURO-60 do exemplo 1). As células ou não foram irradiadas (controle simulado) ou irradiadas com doses de 2 Gy e 4 Gy usando um dispositivo de Raios X de 200 kVp. Após a irradiação, as células foram incubadas entre 10 a 12 dias a 37 °C. Os clones foram fixados e corados com violeta cristal e contados para avaliar a fração de sobrevivência clonogênica.

[0238] A Figura 7A apresenta a fração sobrevivente a 4 Gy (SF4) de células HT29 incubadas com nanopartículas de ouro (OURO-60 do exemplo 1) durante menos do que 5 minutos e a Figura 7B apresenta a fração sobrevivente a 4 Gy (SF4) de células HT29 incubadas com nanopartículas de ouro (OURO-60 do exemplo 1) durante aproximadamente 12 horas. Tabela 4:

[0239] A Tabela 4 apresenta o DEF da nanopartícula de ouro (OURO-60) para uma concentração de ouro de 50 μM, 100 μM e 400 μM a 4 Gy, durante um tempo de incubação menor do que 5 mn ou de 12 horas.

Conclusão

[0240] Os dados apresentam, para uma concentração de ouro de 400 μM, valores de DEF significativos similares para as nanopartículas de ouro incubadas durante menos de 5 minutos e para as nanopartículas de ouro incubadas 12 horas com irradiação anterior das células.

[0241] Estes resultados demonstram que as nanopartículas de ouro (GNPs) melhoram a resposta à radiação da célula alvo sem que seja necessário que as GNPs sejam introduzidas na célula. Evidentemente e como conhecido pelo perito na técnica, são necessárias duas horas para permitir a captação pela célula de aproximadamente 50 % das nanopartículas presentes no meio biológico (ver Chitrani e outros, 2006, por exemplo).

[0242] Quando as nanopartículas de ouro estivem em contato com células cancerosas elas são vantajosamente capazes de induzir danos à célula de câncer sob irradiação.

[0243] Os resultados experimentais acima dos exemplos 1 a 4 ressaltam a capacidade de as nanopartículas metálicas de induzir um melhor efeito terapêutico quando administradas in vivo se estiver presente uma concentração adequada de metal (proporcional ao peso do tumor como evidente para o perito na técnica) no local do tumor (não é necessária a captação das nanopartículas metálicas pela célula como demonstrado anteriormente).

[0244] Uma quantidade significativamente menor de metal é necessária para a célula alvo, quando se usam nanopartículas metálicas com um tamanho da partícula > 80 nm quando se compara com a quantidade de metal necessária quando se usam nanopartículas metálicas com um tamanho da partícula de aproximadamente 60 nm, para produzir um efeito terapêutico eficaz quando as nanopartículas metálicas estiverem expostas a radiações de ionização (via radioterapia, por exemplo).

[0245] Para produzir um efeito terapêutico eficaz sob as radiações de ionização, o uso de nanopartículas metálicas com um tamanho da nanopartícula > 80 nm requer uma concentração de metal por célula alvo que está entre aproximadamente 2 e 7 vezes, em particular entre 4 e 7 vezes ou entre 2 e 5 vezes, inferior à concentração de metal por célula alvo necessária quando se usam nanopartículas metálicas com um tamanho da nanopartícula de aproximadamente 60 nm ou menor.

[0246] Tais nanopartículas metálicas parecem vantajosas para usos in vivo.

[0247] A população de nanopartículas metálicas em que o maior tamanho médio da nanopartícula da população está entre 80 e 105 nm, é particularmente vantajosa em terapia quando as ditas nanopartículas estiverem expostas às radiações de ionização. Tais nanopartículas evidentemente, em particular, permitem um Fator de Melhoria da Dose (DEF) aperfeiçoado. Um efeito de limiar é observado in vitro para a nanopartícula como aqui descrito cujo maior tamanho é de preferência > 80 nm e até mesmo mais preferivelmente entre aproximadamente 80 nm e 105 nm. Tal nanopartícula exibe uma reduzida área superficial que permite uma melhor biocompatibilidade e em consequência uma toxicidade reduzida.

[0248] A população de nanopartículas metálicas como aqui descrita também permite uma eliminação reduzida do tumor. Uma única injeção de uma composição de acordo com a presente invenção agora permite o efeito terapêutico necessário no contexto de um protocolo de uma irradiação multi fracionada como correntemente aplicado em clínica.

REFERÊNCIAS

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[0251] ‘Elucidating the Mechanism of Cellular Uptake and Removal of Protein- Coated Gold Nanoparticles of Different Sizes and Shapes’, B. Devika Chithrani e outros, Nano Lett., 2007, 7 (6), pp 1542-1550

[0252] ‘Determining the Size and Shape Dependence of Gold Nanoparticle Uptake into Mammalian Cells’, B. Devika Chithrani e outros, Nano Lett., 2006, 6 (4), pp 662668

[0253] ‘Enhancement of Radiation Cytotoxicity in Breast-Cancer Cells by Localized - Attachment of Gold Nanoparticles’, Tao Kong e outros, Small, 2008, 4(9), pp 15371543

[0254] ‘Understanding biophysicochemical interactions at the nano-bio interface’, Andre E. Nel e outros, Nature Materials, 2009, 8, pp 543 - 557

[0255] ‘The use of gold nanoparticles to enhance radiotherapy in mice’, James F Hainfeld e outros, Phys. Med. Biol., 2004, 49, pp N309-N315

[0256] ‘Recent Advances in the Liquid-Phase Syntheses of Inorganic Nanoparticles’, Brian L. Cushing e outros, Chem. Rev., 2004, 104, pp 3893-3946

[0257] “Folate-targeted, cationic liposome-mediated gene transfer into disseminated peritoneal tumors’; J A Reddy e outros, Gene therapy, 2002, 9, pp 15421550

[0258] ‘Folate targeting of drug carriers: A mathematical model’, Ketan B. Ghaghada e outros, Journal of Controlled Release, 2005, 104, pp 113-128

[0259] ‘Controlled Nucleation for the Regulation of the Particle Size in Monodisperse Gold Suspensions’, G. Frens, Nature Physical Science, 1973, 241, pp 21-22.

Claims (10)

1. Uso de uma população de nanopartículas de ouro (Au) caracterizado pelo fato de ser para preparar uma composição farmacêutica para uso em um método de perturbar, alterar ou destruir células alvo de humanos in vivo, selecionados do grupo que consiste em células benignas, células pré malignas e células malignas, quando as ditas células forem expostas a radiações de ionização, em que o maior tamanho médio de uma nanopartícula da população está entre 80 e 105 nm, e em que a nanopartícula de ouro está recoberta com um revestimento biocompatível.

2. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o revestimento biocompatível é um revestimento não biodegradável selecionado de um grupo consistindo de sílica, alumina, açúcar, fosfato, silano, tiol, compostos zwitteriônicos, lipídeos, polímeros de carbono saturados e polímeros inorgânicos; ou um revestimento biodegradável selecionado de um grupo que consiste de um polímero biológico, fosfolipídeo, sacarídeo, oligossacarídeo e polissacarídeo.

3. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição compreende entre 10-6nmol e 10-3nmol de ouro por célula alvo.

4. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a nanopartícula compreende um componente na superfície que permite o direcionamento específico de tecidos ou de células biológicos.

5. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a nanopartícula é essencialmente esférica ou ovóide.

6. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as ditas radiações de ionização são selecionadas do grupo que consiste em Raios X, Raios Y, feixes de elétrons e emissões de radioisótopo.

7. Uso de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que as radiações de ionização são de 50 KeV até 12 000 KeV.

8. Uso de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que as radiações de Raios X são de 50 KeV até 6000 keV.

9. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as ditas células malignas humanas são células provenientes de um tumor sólido.

10. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição farmacêutica também compreende um composto terapêutico adicional com a intenção de tratar câncer, dito composto terapêutico adicional sendo distinto da população de nanopartículas de ouro.

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