Boosting Drug Discovery for Parkinson’s: Enhancement of the Delivery of a Monoamine Oxidase-B Inhibitor by Brain-Targeted PEGylated Polycaprolactone-Based Nanoparticles
Miguel Pinto,
Carlos Fernandes,
Eva Martins,
Renata Silva,
Sofia Benfeito,
Fernando Cagide,
Ricardo F. Mendes,
Filipe A. Almeida Paz,
Jorge Garrido,
Fernando Remião,
Fernanda Borges
Affiliations
Miguel Pinto
CIQUP, Departmento de Química e Bioquímica, Centro de Investigação em Química, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal
Carlos Fernandes
CIQUP, Departmento de Química e Bioquímica, Centro de Investigação em Química, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal
Eva Martins
UCIBIO-REQUIMTE, Laboratório de Toxicologia, Departamento de Ciências Biológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, 4050-313 Porto, Portugal
Renata Silva
UCIBIO-REQUIMTE, Laboratório de Toxicologia, Departamento de Ciências Biológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, 4050-313 Porto, Portugal
Sofia Benfeito
CIQUP, Departmento de Química e Bioquímica, Centro de Investigação em Química, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal
Fernando Cagide
CIQUP, Departmento de Química e Bioquímica, Centro de Investigação em Química, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal
Ricardo F. Mendes
Departamento de Química, CICECO-Instituto de Materiais de Aveiro, Universidade de Aveiro, 3810-193 Aveiro, Portugal
Filipe A. Almeida Paz
Departamento de Química, CICECO-Instituto de Materiais de Aveiro, Universidade de Aveiro, 3810-193 Aveiro, Portugal
Jorge Garrido
Departamento de Engenharia Química, Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP), Instituto Politécnico do Porto, 4200-072 Porto, Portugal
Fernando Remião
UCIBIO-REQUIMTE, Laboratório de Toxicologia, Departamento de Ciências Biológicas, Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto, 4050-313 Porto, Portugal
Fernanda Borges
CIQUP, Departmento de Química e Bioquímica, Centro de Investigação em Química, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto, 4169-007 Porto, Portugal
The current pharmacological treatments for Parkinson’s disease only offer symptomatic relief to the patients and are based on the administration of levodopa and catechol-O-methyltransferase or monoamine oxidase-B inhibitors (IMAO-B). Since the majority of drug candidates fail in pre- and clinical trials, due largely to bioavailability pitfalls, the use of polymeric nanoparticles (NPs) as drug delivery systems has been reported as an interesting tool to increase the stealth capacity of drugs or help drug candidates to surpass biological barriers, among other benefits. Thus, a novel potent, selective, and reversible IMAO-B (chromone C27, IC50 = 670 ± 130 pM) was encapsulated in poly(caprolactone) (PCL) NPs by a nanoprecipitation process. The resulting C27-loaded PEGylated PCL NPs (~213 nm) showed high stability and no cytotoxic effects in neuronal (SH-SY5Y), epithelial (Caco-2), and endothelial (hCMEC/D3) cells. An accumulation of PEGylated PCL NPs in the cytoplasm of SH-SY5Y and hCMEC/D3 cells was also observed, and their permeation across Caco-2 and hCMEC/D3 cell monolayers, used as in vitro models of the human intestine and blood-brain barrier, respectively, was demonstrated. PEGylated PCL NPs delivered C27 at concentrations higher than the MAO-B IC50 value, which provides evidence of their relevance to solving the drug discovery pitfalls.
