Nano y microtecnología aplicada al mejoramiento de la farmacoterapia de enfermedades desatendidas

SANDOVAL, MD; RIAL, MS; OKULIK, NB; SALOMON, CJ; SEREMETA, KP

Jornada; Jornada de Investigación, Producción y Docencia; 2022

Ministerio de Educación, Cultura, Ciencia y Tecnología de la provincia del Chaco; UNCAUS

Las enfermedades infecciosas desatendidas u olvidadas son un grupo de enfermedades que afectan principalmente a las poblaciones con menos recursos económicos y con limitado acceso a los servicios de salud. Entre las enfermedades infecciosas candidatas a la eliminación para el año 2030 se encuentra la enfermedad de Chagas que es una afección sistémica y crónica causada por el parásito protozoario Trypanosoma cruzi (Organización Panamericana de la Salud, 2022). El principal mecanismo de transmisión de esta enfermedad es vectorial, por hemípteros (chinches o vinchucas) hematófagos de la subfamilia Triatominae. Otra vía de transmisión sumamente importante es la congénita, de la madre infectada a su hijo durante el embarazo. Esto hizo que la enfermedad que es endémica en 21 países de las Américas incluida Argentina pasara a países no endémicos de todo el mundo como Canadá, España, Japón, entre otros. Algunos datos significativos respecto a esta enfermedad son: que afecta a más de 6 millones de personas alrededor del mundo, que cerca de 70 millones de personas están en riesgo de infectarse, que ocurren 30 mil nuevos casos anualmente, y que se producen 12 mil muertes anuales por esta causa. Hasta un 30% de las personas infectadas evolucionan a formas graves de la enfermedad como afecciones cardíacas, digestivas e incluso neurológicas (Organización Mundial de la Salud, 2021). Existen solo dos fármacos para tratar la enfermedad de Chagas patentados hace más de 40 años, nifurtimox y benznidazol. Ambos presentan la desventaja de ser muy poco solubles en agua. Esto es importante porque la disolución del fármaco en el medio gástrico luego de la administración oral es un paso limitante para la absorción y por lo tanto condiciona la biodisponibilidad (Bhakay y otros, 2018). Además, estos fármacos pueden producir efectos adversos, lo que, sumado a la extensión del tratamiento de 30 a 60 días, puede llevar al abandono del mismo por parte del paciente (Seremeta y otros, 2019).ObjetivoEl objetivo de este trabajo es mejorar la eficiencia de disolución de benznidazol, el fármaco de primera línea en el tratamiento de la enfermedad de Chagas, mediante la aplicación de estrategias nano/microtecnológicas para la obtención de nano/micropartículas poliméricas. La nano/microtecnología es la manipulación de la materia a la escala nanométrica (10-9 m) y micrométrica (10-6 m), respectivamente. Con la disminución del tamaño de la partícula aumenta el área superficial lo que es directamente proporcional a la velocidad de disolución.Materiales y métodosLos polímeros utilizados para la producción de las nano/micropartículas son biocompatibles y están aprobados por las agencias regulatorias para la obtención de formulaciones farmacéuticas orales como Eudragit® RL PO (copolímero de etil acrilato, metil metacrilato y ácido metacrílico esterificado con grupos amonio cuaternario). El surfactante no iónico utilizado es el Poloxámero Kolliphor® P188 un copolímero tipo ABA de poli (óxido de etileno) (PEO=A) y poli (óxido de propileno) (PPO=B).La técnica de obtención de las nanopartículas es la nanoprecipitación o método de desplazamiento del solvente (Figura 1A). La fase acuosa consiste en agua destilada conteniendo el surfactante disuelto y la fase orgánica en acetona conteniendo el polímero y el fármaco disueltos. La fase orgánica es inyectada sobre la acuosa bajo agitación magnética. Luego las nanopartículas se recuperan por filtración, congelación (-20 °C) y liofilización (48 h). Las micropartículas se obtienen por el método de secado por aspersión o spray-drying utilizando un Mini secador por aspersión B-290 Büchi (Figura 1B). La fase acuosa consiste en agua destilada conteniendo Sipernat® en suspensión (7,5 %p/p respecto del peso seco total) y la fase orgánica en el polímero y el fármaco disueltos en etanol absoluto. Luego ambas fases se hacen pasar por el secador a una velocidad de flujo de 1 ml/min y a una temperatura de entrada de 130 °C. Las micropartículas se recuperan en un colector de vidrio mediante la acción de un ciclón.Caracterización de las nano/micropartículas de benznidazol: las nano/micropartículas obtenidas se caracterizan en cuanto a tamaños por dispersión dinámica de la luz (DLS), morfología externa por microscopia electrónica de barrido (SEM), carga de fármaco (% p/p) y eficiencia de encapsulación (%EE) por espectrofotometría UV-visible a longitud de onda=324 nm, %rendimiento (%R) por pesaje y eficiencia de disolución (ED) por el método de la membrana de diálisis utilizando como medio de disolución ácido clorhídrico 0,1 N a 37°C seguido de análisis por espectrofotometría UV-visible.ResultadosLos resultados evidenciaron que tanto las micropartículas como las nanopartículas poliméricas presentaron alto %p/p con valores de 24% y 18%, respectivamente, y %EE mayor a 93% en todos los casos. En cuanto al %R fue mayor para las nanopartículas obtenidas por nanoprecipitación (88%) que para las micropartículas obtenidas por spray- drying (69%). Las imágenes de SEM mostraron partículas esféricas en el rango nano/micrométrico (Figura 2). Los resultados de DLS evidencian tamaños de 250-303 nm para las nanopartículas, antes y luego de la liofilización. El tamaño de las micropartículas fue cercano a 1 μm (0,87 μm).Los ensayos de liberación in vitro evidenciaron que el fármaco nano/microencapsulado se disolvía de manera más eficaz que el fármaco puro. Los valores de ED a los 30, 60 y 120 minutos para las nanopartículas y micropartículas fueron 21, 37, 63% y 13, 24, 50%, respectivamente. Mientras que los valores para el fármaco puro a esos tiempos fueron 5, 12 y 27% (Figura 3). Esto se debe a la reducción del tamaño del fármaco a la escala nano/micrométrica con el consecuente aumento del área superficial lo cual es directamente proporcional a la velocidad de disolución.Consideraciones finalesLas técnicas de nanoprecipitación/liofilización y secado por aspersión son adecuadas para la obtención de nanopartículas y micropartículas poliméricas. Las mismas permitieron la encapsulación de benznidazol con valores altos de carga de fármaco y aumentos significativos de la eficiencia de disolución respecto al fármaco puro sin tratar. Estos desarrollos permiten generar una plataforma que puede servir para el diseño de nuevas formulaciones farmacéuticas de fármacos hidrofóbicos utilizados en el tratamiento de enfermedades desatendidas. Cabe destacar que los sistemas nano/microparticulados de benznidazol desarrollados por este grupo fueron ensayados en ratones infectados con la cepa T. cruzi Nicaragua y evidenciaron resultados muy prometedores (Rial y otros, 2017, Rial y otros, 2020, Scalise y otros, 2016).