Sistemas de Entrega de Peptídeos e Biológicos: LNP mRNA (COVID-19), Lipossomos Pegilados (Doxil), PLGA, ADC Linkers e Biodisponibilidade Oral

LNPs (Lipid Nanoparticles): Entrega de mRNA

Composição e Formação das LNPs

Lipídeos Ionizáveis:

• Componente crítico: carregados positivamente em pH ácido (pH 4–5 durante encapsulamento) → complexam negativamente com mRNA
• Neutros em pH fisiológico (pH 7,4) → menos tóxicos para células in vivo
• Exemplos: ALC-0315 (BNT162b2/Pfizer-BioNTech), SM-102 (mRNA-1273/Moderna), DLin-MC3-DMA (ONPATTRO — anti-TTR siRNA aprovado)
• pKa ideal: 6,2–6,8 → ionizados no endossoma (pH 5–6) → disrupção da membrana endossomal → mRNA escapa para citoplasma

4 componentes da LNP:

1. Lipídeo ionizável: 40–50 mol% — encapsula e entrega mRNA
2. Fosfolipídeo auxiliar (DSPC, DOPE): 10–15 mol% — estabiliza bicamada
3. Colesterol: 40 mol% — compactação e estabilidade de membrana
4. PEG-lipídeo (PEG2000-DMG ou ALC-0159): 1–2 mol% — esterilidade, prevenção de aglomeração, prolongamento de circulação

Processo de formação:

• Lipídeos em etanol + mRNA em tampão aquoso (pH 4) → mistura rápida (microfluídico) → nanopartículas de 70–100 nm
• Troca de tampão (diafiltração): pH 4 → pH 7,4 → ionizável se torna neutro → LNP estável

Mecanismo de entrega intracelular:

1. LNP → endocitose mediada por receptor (ApoE em hepatócitos; receptor de superfície em células musculares para vacinas)
2. Endossoma (pH ácido) → ionizável reionizado → disruptação endossomal
3. mRNA escapa → ribossomas → tradução proteica (spike/antígeno) → resposta imune

Vacinas mRNA: BNT162b2 e mRNA-1273

BNT162b2 (Pfizer-BioNTech / Comirnaty):

• LNP com ALC-0315 (ionizável) + DSPC + colesterol + ALC-0159 (PEG-lipídeo)
• mRNA modificado: uridinas → pseudouridinas (modificação de Karikó e Weissman — Nobel 2023) → menos imunogênico, mais estável
• Eficácia: NEJM 2020 (Polack et al.): 94,6% (95% CI 89,9–97,3%) vs. placebo

mRNA-1273 (Moderna / Spikevax):

• LNP com SM-102 + DSPC + colesterol + PEG2000-DMG
• N1-methylpseudouridine (m1Ψ): modificação de RNA
• Eficácia: NEJM 2021 (Baden et al.): 94,1% (95% CI 89,3–96,8%)

Lipossomos Pegilados: Doxil/Caelyx

Biologia dos Lipossomos

Lipossomos:

• Vesículas esféricas auto-montadas de fosfolipídeos (bicamada lipídica)
• Compartimento aquoso central: encapsula fármacos hidrofílicos; bicamada lipídica: encapsula fármacos lipofílicos
• Tamanho: 50–300 nm (lipossoma convencional); 80–150 nm (lipossomos pegilados/furtivos)

PEGilação de lipossomos:

• PEG (Polyethylene Glycol) na superfície: cadeia hidrofílica → escudo de hidratação → impede opsonização por complemento e macrófagos do SRE → aumenta circulação (de horas para dias)
• DSPE-PEG2000: lipídeo PEGilado usado em Doxil

Doxil (Doxorrubicina Lipossomal Pegilada)

Doxorrubicina:

• Antraciclina; intercala DNA + inibe TOP2α → morte celular; cardiotoxicidade cumulativa (limite 450–550 mg/m² lifetime) — dano de cardiomiócitos dependente de radical livre

Doxil:

• Doxorrubicina encapsulada em LLP (Long-Circulating Lipossome — estabilidade aquosa em tampão de amônio)
• HSPC + colesterol + DSPE-PEG2000 → lipossomos de ~90 nm com gradiente de amônio que mantém doxorrubicina concentrada
• Efeito EPR (Enhanced Permeation and Retention): tumor tem vasculatura aberrante (gaps) + ausência de drenagem linfática → nanopartículas acumulam passivamente no tumor
• Redução de cardiotoxicidade: pico de concentração livre de doxorrubicina reduzido (concentração no coração menor)
• Aprovado para: sarcoma de Kaposi, ovário refratário, mieloma múltiplo (com bortezomibe)
• Principal toxicidade: síndrome da mão-pé (PPE) — doxorrubicina livre nas capilares das palmas/planta dos pés

PLGA Microesferas: Liberação Controlada

PLGA (Poly(lactic-co-glycolic acid)):

• Polímero biodegradável e biocompatível aprovado pela FDA; composto de ácido lático + ácido glicólico
• Hidrólise progressiva in vivo → ácido lático + ácido glicólico → ciclo de Krebs → CO₂ + H₂O
• Encapsula peptídeos/proteínas → libera por difusão + erosão do polímero

Leuprolida Acetato Depot (Lupron Depot):

• Leuprolida = agonista de GnRH (nonapeptídeo) — análogo sintético de GnRH com D-Leu6 e Pro9-EtNH2
• Aplicação SC ou IM de microesferas PLGA de 7,5 mg (1 mês) a 45 mg (6 meses)
• Microesferas: leuprolida encapsulada → liberação controlada por 1–6 meses → dessensibilização de receptores GnRH na hipófise → supressão de LH/FSH → castração química (testosterona <50 ng/dL)
• Indicações: câncer de próstata, endometriose, puberdade precoce
• Estratégia: PLGA muda na proporção lático:glicólico → controla velocidade de hidrólise → controla duração

Outras aplicações de PLGA:

• Exenatida (Byetta) → Bydureon (microesferas PLGA 2 mg/semana SC)
• Risperidona (Risperdal Consta): antipsicótico, 25 mg IM q2w
• Naltrexona (Vivitrol): 380 mg IM mensal para álcool/opióide

Linkers em ADCs: Clivável vs. Não-Clivável

ADC (Antibody-Drug Conjugate):

• Anticorpo + linker + payload (toxina) → entrega direcionada ao tumor
• Linker: espaçador que conecta anticorpo ao payload; CRÍTICO para estabilidade + liberação

Linkers Cliváveis:

• Hidrazona: clivada em pH ácido (endossoma/lisossoma) — exemplo: gemtuzumabe ozogamicina (calicheamicina)
• Dissulfeto: clivada por glutationa (alta intracelular) — exemplo: mirvetuximab soravtansine
• Valine-Citrulline-PABC (vc-PABC): clivada por catepsina B (lisossômica) — exemplo: enfortumabe vedotina, brentuximabe vedotina (vc-MMAE)
• Vantagem clivável: efeito bystander (payload liberado mata células adjacentes)

Linkers Não-Cliváveis:

• Succin-amido-caproil (SMCC): estável em circulação; payload só liberado após catabolismo total do anticorpo
• Exemplo: emtansina (T-DM1 = trastuzumabe emtansina, Kadcyla) — SMCC ligando DM1 (maytansine)
• Sem efeito bystander (DM1 precisa de catabolismo lisossômico para ser liberado como Lys-DM1)
• Vantagem não-clivável: melhor índice terapêutico (menos liberação prematura)

Biodisponibilidade Oral de Peptídeos

Barreiras à administração oral de peptídeos:

1. Proteases GI: pepsina (estômago), tripsina + quimotripsina (duodeno), aminopeptidases (borda em escova)
2. Barreira de mucosa: muco + glicocálix → dificulta difusão de macromoléculas
3. Absorção intestinal: tight junctions limitam transcelular; paracelular só <600 Da
4. Primeira passagem hepática (CYP + MAO)

Estratégias para aumentar biodisponibilidade oral:

• Modificações químicas: D-aminoácidos (resistentes a proteases); PEGilação; ciclização (aumenta estabilidade conformacional)
• Promotores de absorção: ácido cítrico, SNAC (N-(8-(2-Hydroxybenzoyl)amino)caprylate) — lowering do pH local + interação com mucosa
• SNAC + semaglutida oral (Rybelsus): SNAC protege de proteases + facilita absorção transcelular → biodisponibilidade ~1% (suficiente para efeito terapêutico)
• Nanopartículas poliméricas: encapsulam peptídeo → liberação intestinal protegida

PIONEER trials (semaglutida oral):

• PIONEER-4 (vs. liraglutida SC): HbA1c -1,2% (semaglutida 14mg) vs. -1,1% (liraglutida 1,2mg) — não inferior
• PIONEER-10 (asiático, Japão): superior a empagliflozina; HbA1c -1,5% vs. -0,9%
• OASIS-1 (obesidade, semaglutida oral 50mg): peso -15,1% vs. -2,4% — FDA aprovado 2023 para obesidade oral

Referências

1. Polack FP, et al. "Safety and Efficacy of the BNT162b2 mRNA Covid-19 Vaccine." *N Engl J Med*. 2020;383(27):2603-15. DOI: 10.1056/NEJMoa2034577

1. Karikó K, et al. "Suppression of RNA Recognition by Toll-like Receptors: The Impact of Nucleoside Modification and the Evolutionary Origin of RNA." *Immunity*. 2005;23(2):165-75. DOI: 10.1016/j.immuni.2005.06.008

1. Doxorubicin HCl liposome injection (Doxil): Gabizon A, et al. "Liposome formulations with prolonged circulation time in blood and enhanced uptake by tumors." *Proc Natl Acad Sci USA*. 1988;85(18):6949-53. DOI: 10.1073/pnas.85.18.6949

1. Farokhzad OC, Langer R. "Impact of Nanotechnology on Drug Delivery." *ACS Nano*. 2009;3(1):16-20. DOI: 10.1021/nn900002m

1. Trail PA. "Antibody Drug Conjugates as Cancer Therapeutics." *Antibodies (Basel)*. 2013;2(1):113-29. DOI: 10.3390/antib2010113

1. Davies J, et al. "Semaglutide Tablets for Type 2 Diabetes (PIONEER-4)." *Lancet*. 2019;394(10196):39-50. DOI: 10.1016/S0140-6736(19)30512-0

1. Beck A, et al. "Strategies and challenges for the next generation of antibody-drug conjugates." *Nat Rev Drug Discov*. 2017;16(5):315-37. DOI: 10.1038/nrd.2016.268

---

Explore nosso Hub de Ciência e Conceitos para aprofundar o entendimento dos sistemas de entrega e mecanismos de peptídeos. Veja também: O que são Peptídeos, Guia Completo de Peptídeos e Jornada de Longevidade Saudável com Peptídeos.