Diseño de sistemas nanoparticulares lipídicos para co-administración de teofilina y ciprofloxacino en el tratamiento de la fibrosis quística

Resumen

La fibrosis quística (FQ) es una enfermedad causada por una mutación de un gen que codifica el canal clorhídrico transmembrana denominado regulador de la conductancia transmembrana de la FQ (CFTR), que regula el transporte de aniones y aclaramiento mucociliar en las vías aéreas. Hoy en día, la esperanza de vida de esta patología es de aproximadamente 40 años. Los tratamientos de la enfermedad en la actualidad se basan en paliar la sintomatología, sobre todo de la enfermedad pulmonar derivada de ésta. Dentro de las vías para tratar estas manifestaciones, la vía pulmonar ha demostrado ser útil para la administración de fármacos, debido a su elevada área superficial (100 m2), su extensa vasculatura y, por tanto, por su elevada capacidad de absorción. Entre los fármacos que podrían aportar utilidad en el control de algunas de las manifestaciones clínicas de la FQ, se encuentran Teofilina y Ciprofloxacino, por su actividad broncodilatadora y antimicrobiana, respectivamente. Teniendo en cuenta que su mecanismo de acción sinérgico podría beneficiar al transcurso de la enfermedad, y que su inclusión en sistemas nanoparticulares lipídicos podría repercutir en una mejora de la liberación local a nivel pulmonar con la posible reducción de dosis a administrar, se plantea como Objetivo Principal de la Tesis diseñar y desarrollar liposomas como sistemas lipídicos compatibles con el surfactante pulmonar, que incluyan ambos fármacos, para posteriormente hacer una evaluación in vitro de la eficacia de estas formulaciones mediante la puesta a punto de un dispositivo Twin Impinger en el laboratorio. En el Capítulo I de la presente memoria se propuso poner a punto la técnica del gradiente transmembrana como método de encapsulación de bases y ácidos débiles anfipáticos, donde se incluirían los fármacos teofilina y ciprofloxacino. Para ello, se puso en evidencia, en primer lugar, la generación de este gradiente mediante la medida de la conductividad y del cambio de pH. A continuación, se estudió la influencia de ciertos factores sobre la eficacia del método para finalmente co-encapsular teofilina y ciprofloxacino, estudiando la viabilidad celular de los fármacos libres y encapsulados. Se concluyó que el método transmembrana fue útil para la encapsulación de este tipo de fármacos, describiendo las condiciones óptimas para el gradiente con acetato amónico. Asimismo, se observó que ciertas condiciones del proceso, como la temperatura, el pH, la naturaleza del fármaco, la concentración intraliposomal de sal y la naturaleza del solvente pueden modificar la eficacia de encapsulación y las características de las 2 vesículas. El método propuesto demostró ser más eficaz para la encapsulación de este tipo de fármacos que el método tradicional de elaboración TLE. El método transmembrana parece ofrecer resultados prometedores en términos de eficacia de encapsulación y estabilidad de las formulaciones siendo idóneo para la encapsulación conjunta de bases y ácidos débiles anfipáticos. En cuanto a los estudios de viabilidad celular, se sugiere que la encapsulación de los fármacos en los liposomas reduce la toxicidad de los fármacos libres. A las concentraciones a las que se prepararon las formulaciones liposomales (1 y 2 mg/mL) se produjo toxicidad a la que contribuyó también la concentración de fosfolípidos empleada. Ello condujo a la necesidad de emplear mayores ratio fármacolípido, concluyendo que la reducción en lípidos da lugar al mantenimiento de la eficacia de encapsulación, bajando la toxicidad de las formulaciones. En el Capítulo II de la memoria presentada, con el fin de simular in vitro el acceso de estos fármacos a la vía pulmonar, se empleó un dispositivo Twin Impinger para su nebulización mediante un sistema nebulizador Corineb®, del cual se validó su funcionamiento con salbutamol comercial y salbutamol nebulizado, para posteriormente, repetir el proceso con soluciones de los fármacos teofilina y ciprofloxacino, encapsulados y co-encapsulados en liposomas. Además, se evalúo la influencia de la variación en la concentración en fosfolípidos sobre la eficacia de encapsulación y nebulización de las formulaciones. Los estudios realizados concluyeron que la puesta a punto del dispositivo Twin Impinger nos ha ayudado a comprender el comportamiento de nuestras formulaciones comparadas con salbutamol comercial, para ser administradas por vía pulmonar. La nebulización de las formulaciones y su posterior recogida de muestras en las cámaras de deposición del dispositivo para medir sus diferentes propiedades fisicoquímicas (pH, conductividad, porcentaje de recuperación de los fármacos en ambos compartimentos y eficacia de nebulización), corroboran la conveniencia del dispositivo. Asimismo, tras realizar ensayos tanto a soluciones de teofilina y ciprofloxacino, como a formulaciones en liposomas conteniendo ambos fármacos, con diferentes proporciones de lípidos totales con los fármacos, se demostró que se mantienen sus propiedades físicoquímicas y eficacias de encapsulación y nebulización. Las próximas investigaciones sobre esta enfermedad irán avanzando utilizando este dispositivo inhalador que ha demostrado su gran utilidad.