Desarrollo, caracterización, cinética de liberación y evaluación de la actividad in vivo de nanopartículas sólidas lipídicas conteniendo carbamazepina como posibles nanosistemas para el tratamiento de la epilepsia refractaria

SCIOLI MONTOTO, S; ISLAN, GA; RUIZ, ME; DI IANNI, M; COUYOUPETROU, M; SBARAGLINI, ML; PESCE, GO; TALEVI, A; BRUNO-BLANCH, L; CASTRO, GR

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Jornada; Jornadas Científicas 2017 :Estado actual de la nanotecnología y sus aplicaciones en las ciencias farmacéuticas y bioquímicas; 2017

Academia Nacional de Farmacia y Bioquimica

La epilepsia es el trastorno neurológico crónico grave más común, el cual afecta a más de 50 millones de personas en todo el mundo. Se caracteriza por convulsiones recurrentes tanto focales como generalizadas, y aunque se han desarrollado más de diez nuevos fármacos antiepilépticos (FAEs) en los últimos años, alrededor de un tercio de los pacientes sigue siendo resistente a la terapia con FAEs. Adicionalmente, debido a las restricciones que encuentran estos fármacos para el ingreso al sistema nervioso central (SNC) impuestas por la barrera hematoencefálica (BHE), se requieren elevadas dosis de FAEs para lograr niveles efectivos en el SNC, lo que aumenta el riesgo de sufrir severos efectos adversos. Si bien se trata de un problema multifactorial, una de las hipótesis que se ha planteado para explicar la resistencia a los tratamientos tradicionales establece que se trataría de un problema farmacocinético, donde la sobreexpresión de transportadores de eflujo (tales como Pgp) a nivel de la BHE y el foco epileptogénico, atentaría contra la biodisponibilidad de los FAEs. Una de las posibles estrategias para enfrentar este problema consiste en ?ocultar? al fármaco de los mecanismos de aclaramiento, permitiendo una mayor llegada del mismo al blanco molecular. En este sentido, las nanopartículas sólidas lipídicas (NSL), resultan especialmente prometedoras ya que poseen una gran capacidad de permeación a través de la BHE, pero asociadas a una menor toxicidad intrínseca que su contraparte polimérica. El objetivo de este trabajo fue encapsular el FAE Carbamazepina (CBZ) en nanopartículas lipídicas (NSL y transportadores lipídicos nanoestructurados, TLN), biodegradables y no tóxicas, para obtener sistemas de liberación controlada, capaces de mejorar la distribución y aumentar la exposición cerebral del fármaco. Se diseñaron y sintetizaron cuatro formulaciones diferentes conteniendo CBZ (incorporada en estado sólido o previamente disuelta en DMSO). La síntesis de las mismas se realizó mediante la técnica de emulsificación por ultrasonicación. Brevemente, el lípido se coloca en un baño de agua calentado a una temperatura 10ºC por encima de su punto de fusión, y una vez fundido se incorpora la droga. A continuación, dicha fase lipídica se mezcla con una solución acuosa y termostatizada de un tensioactivo (3% de Kolliphor® P188) e inmediatamente se aplica ultrasonido mediante un sonicador de punta. Finalizado el procedimiento, se enfría la nanoemulsión resultante a temperatura ambiente para obtener una suspensión de nanopartículas lipídicas. Cada una de las formulaciones fue caracterizada en cuanto a su eficiencia de encapsulación (%EE) a través de un método por HPLC previamente validado; tamaño de partícula (TP), índice de polidispersión (PI), potencial Z (ζ) por espectroscopía de correlación de fotones (PCS), microscopía de fuerza atómica (AFM) y microscopía de transmisión electrónica (TEM); las propiedades térmicas a través de calorimetría diferencial de barrido (DSC) y termogravimetría (TG); y análisis estructural por difracción de rayos X (XRD). La estabilidad de las cuatro formulaciones, en términos de su %EE, TP, PI y ζ, se determinó durante 2 meses a una temperatura entre 2-8ºC.Se evaluó la cinética de liberación in vitro de CBZ en buffer fosfato a pH 6.8, durante 24 hs. A continuación, y con el fin de evaluar la capacidad de permeación de las partículas a través de una monocapa de células, se realizó un ensayo sobre células transfectadas MDCK MDR-I, las cuales sobreexpresan Pgp. Por último, se realizaron ensayos farmacológicos in vivo en ratones utilizando un modelo agudo de epilepsia (ensayo MES, maximal electroshock seizure) para evaluar la actividad anticonvulsivante de la CBZ incorporada en las nanopartículas lipídicas. Todas las formulaciones mostraron elevadas %EE (89 ? 96%) y forma esférica, con un tamaño de partícula medio de 163 nm y una baja polidispersión. Los perfiles de liberación in vitro mostraron una liberación sostenida durante 24 hs. Los ensayos por DSC, TG y XRD evidenciaron que la CBZ se encontraba incorporada en estado amorfo o molecularmente dispersa dentro de la matriz lipídica. Los ensayos de permeabilidad en células mostraron diferencias significativas favorables en algunas formulaciones respecto a la droga libre. Finalmente, se obtuvieron resultados muy promisorios en ensayos in vivo, donde se observó una evidente protección frente a las convulsiones por hasta 4 hs post-dosis para el sistema de nanopartículas. En conclusión, se desarrollaron nanopartículas lipídicas conteniendo CBZ con características óptimas de tamaño, forma y permeabilidad, capaces de liberar la droga de manera sostenida, y con actividad antiepiléptica más prolongada respecto a una solución de la droga libre. Dicho desarrollo abre las puertas a nuevas alternativas para afrontar las limitaciones actuales de los FAEs en el tratamiento de la epilepsia refractaria.