Diseño y evaluación de nuevos sistemas farmacéuticos nanoparticulados para el mejoramiento del tratamiento del glaucoma

Abstract

El presente trabajo de Tesis Doctoral aborda el desarrollo de nuevas plataformas nanotecnológicas de liberación de fármacos para la optimización de la farmacoterapia de patologías neurodegenerativas oculares, como el glaucoma. Este trabajo plantea como estrategia optimizar dos pilares fundamentales del tratamiento de esta patología. En primer lugar, atenuar los principales síntomas por períodos prolongados de tiempo, como es el aumento de la presión intraocular (PIO) y, adicionalmente, generar una terapia alternativa de neuroprotección sobre las principales células oculares afectadas, con el objetivo final de evitar el progreso de la enfermedad y preservar el campo visual. Para ello, el trabajo de tesis comprendió el desarrollo tecnológico de dos sistemas portadores de fármacos: cristales líquidos nanoparticulados (cubosomas) para la vehiculización de latanoprost (LN) como fármaco hipotensor; y nanocápsulas de etilcelulosa cargadas con melatonina (ME) como agente antioxidante. Por un lado, se obtuvieron los cristales líquidos nanoparticulados cargados con diferentes concentraciones de LN (CubLnp), que oscilaron entre 0,00125% - 0,02000%, mediante la técnica top-down. La caracterización fisicoquímica comprendió el estudio de las propiedades, estructura y composición del sistema coloidal, incorporación del fármaco, estabilidad de las formulaciones. Los CubLnp mostraron tamaños de partícula (TMP) menor a 220 nm; un índice de polidispersidad cercano a 0,1; potencial electrocinético (PZ) negativo y una eficiencia de encapsulación (EE) de LN cercana al 90%. Al mismo tiempo, presentaron una estructura cristalina líquida de fase cúbica, la cual no muestra modificaciones con la incorporación de diferentes concentraciones de LN. Estudios in vitro evidenciaron que CubLnp modula la liberación de fármaco de manera sostenida en el tiempo. Asimismo, la administración subconjuntival de una única dosis de CubLnp en conejos New Zealand normotensos, no ocasionó irritación ni lesiones en la superficie ocular, y mostró efectos hipotensores con reducción de la PIO de hasta un 30%. El efecto farmacológico se observó durante 9 días posteriores a la aplicación, favorecido por el prolongado tiempo de permanencia de las formulaciones en la superficie ocular, aún en menores concentraciones de fármaco que la fórmula comercial (Louten®). En una segunda etapa, se obtuvieron las nanocápsulas de etilcelulosa cargadas con ME (NCECME), en concentraciones de 1 y 2 mg.mL-1, mediante un método de evaporación-emulsificación. Las NCECME mostraron ser sistemas monodispersos con TMP entre 150-180 nm, valores de PZ entre -25 y -30 mV y una EE de ME cercana al 70%. Mediante estudios in vitro y ex vivo, las NCECME demostraron ser promotores de la permeación y capaces de modular la liberación del fármaco de manera sostenida en el tiempo. Para evaluar la eficacia terapéutica in vivo de ME, se desarrolló un modelo de degeneración retiniana (DR) en conejos New Zealand, mediante la administración intravítrea de una dosis combinada de glutamato (GLUT) y butionina sulfoximina (BSO) (Bessone et al., 2019). Esta combinación de agentes oxidantes induce estrés oxidativo y citotoxicidad celular, principalmente de células ganglionares de la retina (CGR). Este mecanismo reproduce las características de una degeneración progresiva de los tejidos celulares de la retina, simulando la patogenia que se presenta en las enfermedades neurodegenerativas oculares. Finalmente, se estudió el efecto neuroprotector de ME tras su administración intravítrea y tópica (vehiculizada en las NCECME) en un modelo de DR in vivo. En ambos casos, se demostró que ME otorga una protección eficiente sobre las CGR frente al estrés oxidativo generado por el modelo inducido. Este efecto se evidenció por una notable reducción en la muerte celular por apoptosis, un aumento significativo de la viabilidad de CGR, y mejoras tanto en la integridad como en la estructura retinal. El trabajo aborda con éxito, tanto la optimización de la terapia convencional como la incorporación de nuevas terapias de neuroprotección para el tratamiento de patologías neurodegenerativas oculares, como el glaucoma. De esta manera, se expone el potencial uso de ambas plataformas nanotecnológicas como estrategias innovadoras para optimizar la entrega de fármacos a los tejidos oculares, mejorar la acción terapéutica y la seguridad de los tratamientos.