Ultra-small, highly negative charge lipid nanoparticles for mucosal and macrophage targeting of the anti-inflammatory drug dexamethasone

LETICIA H HIGA; HORACIO JEREZ; MARIA JOSE MORILLA; EDER ROMERO

Basel

Congreso; European & Global Summit for Cutting-Edge Medicine June 26 ? 29, 2016 Clinical Nanomedicine and Targeted Medicine; 2016

CLINAM

Las enfermedades inflamatorias del intestino (EII) (la enfermedad de Crohn (EC) y la colitis ulcerosa (CU)) son enfermedades crónicas recidivantes del intestino que llevan al daño estructural con destrucción de la pared del intestino. Los tratamientos actuales basados en la ingesta frecuente de drogas anti-inflamatorias y/o inmunosupresoras o en administración sistémica de agentes biológicos, fallan en controlar los síntomas adecuadamente y conducen a severos efectos adversos que afectan la calidad de vida de los pacientes. Una estrategia para obtener terapias más eficaces y seguras seria desarrollar nanopartículas que hagan blanco en las zonas inflamadas de la mucosa gastrointestinal y más precisamente que puedan acceder a los macrófagos activados (actores principales de la enfermedad)para lograr una alta concentración de droga en el sitio de interés con una mínima exposición a los tejidos sanos o distantes. El targeting en la zona inflamada podría lograrseutilizando nanopartículas que exploten las características propias de la mucosa inflamada (incremento de la permeabilidad, depleción de la capa de mucus, descenso del pH, presencia de cargas positivas).En este trabajo de Seminario de Investigación de la Carrera Licenciatura en Biotecnología, se describen los caminos recorridos en la preparación y caracterización de nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) decoradas con lípidos polares totales (LPT) de arquebacterias hiperhalófilas Halorubrum tebenquichense, que aportan carga superficial negativa y funcionan como ligandos de receptores scavengersde tipo A de macrófagos, para el delivery del glucocorticoide anti-inflamatoriodexametasona (Dex).A partir de NLS de composición compritol, fosfatidilcolina de soja (SPC) y Tween 80 (4; 1,2; 3% m/m), preparamos SLN-LPT utilizando el método de homogenización-ultrasonicación, reemplazando SPC por cantidades crecientes de LPT (25, 50, 75 y 100%). Las NLS preparadas con 75% de LPT (NLS-LPT) resultaron ultra-pequeñas (85 nm), con carga superficial altamente negativa (potencial Z -43 mV) y morfología esférica. El análisis térmico de las NLS-LPT, confirmóque el compritol se halla formando nanopartículas, debido a la disminución de la temperatura y entalpía de fusión con respecto al compritol bulk, pero aun en estado sólido a temperatura corporal. Por otro lado, la incorporación de Dex en las NLS-LPT incremento su solubilidad 8 veces, mientras quela ausencia del pico endotérmico de la droga mostróque la misma se halla en forma amorfa disuelta en la matriz lipídica de las NLS-LPT. Las NLS-LPT retuvieron su tamaño ante la incubación con mucinas y difundieron más rápidamente por una capa de mucinas que las NLS. A concentraciones que no resultaron citotóxicas, las NLS-LPT fueron 6 y 2.4 veces más capturadas por macrófagos y células de epitelio intestinal, respectivamente, que las NLS. Aun, en presencia de una capa de mucinas, las NLS-LPT fueroncapturadas por macrófagos. La incorporación de Dex en las NLS-LPT incrementó la actividad anti-inflamatoria de la droga, ya que NLS-LPT-Dex redujeron en igual magnitud la producción de IL-6 (75%), pero además redujeron 50% la producción de TNF-α y 33% la de IL-12 en macrófagos estimulados con lipopolisacárido.En suma, las NLS decoradas con LPT ultra-pequeñas y con carga superficial negativa, resultaron con mucus penetrantes, fueron ávidamente capturadas por macrófagos y disminuyeron la liberación de citoquinas pro-inflamatorias en macrófagos activados utilizando la Dex como droga modelo. Por lo que consideramos a estas NLS-LPT como posibles agentes detargetingparautilizarse en terapias contra las enfermedades inflamatorias del intestino.