SISTEMAS NANOPARTICULADOS PARA LA ENTREGA DE FÁRMACOS ANTIEPILÉPTICOS PARA EL TRATAMIENTO DE LA EPILEPSIA REFRACTARIA

Sebastián Scioli Montotoa, b; Germán Islanb; María Esperanza. Ruiza; Mauricio Di Iannia; Manuel Couyoupetrouc; María

Laura Sbaraglinia; Vera Alejandra Alvarezd; Guido Oscar Pescec; Alan Talevia; Guillermo Raúl Castrob

a Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Bioactivos, Facultad de Ciencias Exactas, UNLP, La Plata, Buenos Aires, Argentina.b Laboratorio de Nanobiomateriales, CINDEFI, Facultad de Ciencias Exactas, UNLP, La Plata, Buenos Aires, Argentina.c Departamento de Farmacología, Instituto Nacional de Medicamentos (INAME), CABA, Buenos Aires, Argentina.d Grupo de Materiales Compuestos de Matriz Polimérica (CoMP), Instituto de Investigaciones en Ciencias y Tecnología de

Materiales (INTEMA), Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Mar del Plata (UNMDP) – CONICET, Mar del Plata,Buenos Aires, Argentina

Una de las posibles estrategiaspara enfrentar este problemaconsiste en “ocultar” alfármaco de los mecanismos deaclaramiento, permitiendo unamayor llegada del mismo alblanco molecular

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.

Afecta a 50 millones depersonas se ven afectadas por estapatología alrededor del mundo

1/3De los pacientes sigue siendorefractario a las terapias tradicionalescon fármacos antiepilépticos

La epilepsia es el trastornoneurológico crónico grave máscomún caracterizado porconvulsiones recurrentes tantofocales como generalizadas.

Una hipótesis establece que esta resistencia se trataría de un problema farmacocinético, donde la sobreexpresión de

transportadores de eflujo en la barrera hematoencefálica

atentaría contra la biodisponibilidad de los

fármacos antiepilépticos.

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.

Eficiencia de Carga

La eficiencia de carga fue calculada por diferenciaentre la cantidad inicial de CBZ agregada y lacantidad remanente en el filtrado luego deultracentrifugar usando filtros. La cuantificaciónde la droga es llevada a cabo por un método porHPLC previamente validado.

Características superficiales y morfológicas

La distribución de tamaño de partículas e índice depolidispersión fueron medidos utilizando un equipoNano ZS Zetasizer. El potencial Z fue determinadopor anemometría laser con el mismo equipo.El análisis por microscopía de transmisiónelectrónica fue realizada usando un microscopioJeol -1200 EX-II TEM.Las imágenes del microscopio de fuerza atómicafueron obtenidas utilizandoUn microscopio de sonda de exploración multimodoequipado con un controlador Nanoscope Vfuncionando en modo tapping a temperaturaambiente.

Sínt

esis

Solución de tensioactivo

Ceras

✓ Carbamazepina✓ Carbamazepina (DMSO)✓ Aceite

Ultrasonicación

Análisis térmico

El análisis térmico se evaluó porcalorimetría diferencial de barrido bajoatmósfera de nitrógeno. Se empleó unavelocidad de calentamiento de 10ºC / minen el intervalo de 25-260 ºC.La estabilidad térmica se realizómediante análisis termogravimétricousando un aparato TGA Q500. Lasmediciones se realizaron a una velocidadde calentamiento de 10 ºC / min bajopurga de nitrógeno.

Estructura cristalina

La estructura cristalina fue caracterizada por difracción de rayos X utilizando un difractómetro PANalytical X'Pert PRO. Los datos de los espectros de difracción se recogieron en el intervalo 2θ de 1-30º con un tiempo de adquisición de 1 segundo en cada paso pf 0,02º.

Liberación

Los estudios de disolución del CBZ liberada desde las nanopartículas se realizaron en un disolutor con paletas a 100 rpm usando 500 ml de buffer KH2PO4 (pH = 6,8) como medio de disolución, filtrado y desaereado con un filtro de nylon de 0,45 µm antes de su uso. Cada formulación se colocó en una membrana de diálisis prehidratada (MWCO 10 kDa) unida a la paleta y sumergida en un vaso.

Ensayos In VIVO

Los ensayos farmacológicos in vivo serealizaron en ratones Swiss albinos de 20 -23 g de peso, utilizando un modelo agudo deepilepsia (ensayo MES, maximalelectroshock seizure) para evaluar laactividad anticonvulsivante de la CBZincorporada en las nanopartículas lipídicas.Se realizaron controles positivos (CBZ en solución de CMC 1%) y negativos (solución fisiológica) junto con el tratamiento con nanopartículas. Se evaluó la protección de todos los tratamientos a los 15 y 30 minutos y a las 1, 2 y 4 horas.

%EE

Días NSL NSL DMSO TLN TLN DMSO

0 95,30 95,63 94,77 94,70

30 91,21 88,95 90,73 89,27

60 92,74 90,76 91,08 88,40

Eficiencia de encapsulación

Tamaño de partículas, potencial Z e IP

Muestra Diámetro (nm) Potencial Z (mV) IP

NSL 164,3 (±2,7) -6,0 (±1,4) 0,147 (±0,010)

NSL DMSO 164,1 (±4,6) -6,3 (±2,2) 0,158 (±0,021)

TLN 164,0 (±3,2) -2,4 (±0,5) 0,173 (±0,003)

TLN DMSO 161,8 (±3,0) -4,1 (±2,2) 0,170 (±0,010)

Ensayo de liberación

Permeabilidad en células MDCK Ensayos In Vivo

Rayos X

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.

Departamento de Ciencias Biológicas, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata (11/X545 y PRH 5.2 - Concejo

Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (CONICET- PICT 0498) - Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (PICT

2011-2116, PICT 2013.3175)