Diseño y desarrollo de sistemas multiparticulados destinados a productos inmunomoduladores de uso en medicina veterinaria

Abstract

El eje central del presente trabajo de Tesis Doctoral fue el diseño y desarrollo de sistemas multiparticulados destinados a productos inmunomoduladores para uso en medicina veterinaria. Dentro de los objetivos propuestos, se logró la obtención de un sistema microparticulado gastrorresistente, el cual facilitaría la administración de pared celular de la levadura Saccharomyces cerevisiae (PCL) en animales de producción y mejoraría la palatabilidad del producto final. A través de experimentos y análisis estadísticos, se logró determinar las variables que proporcionan un adecuado desempeño en el recubrimiento de un soporte sólido con la suspensión de PCL (Suglets®-PCL) utilizando un lecho fluido (LF). En una etapa posterior, dicho sistema fue recubierto por un agente encapsulante gastrorresistente (Suglets®-PCL + Acryl-EZE®) logrando la liberación de forma eficiente de la PCL en medio intestinal simulado. Por otro lado, se logró obtener un sistema micronizado de PCL (PCLM) como estrategia para aumentar la bioaccesibilidad de los β-1,3/1,6-D-glucanos y manano oligosacáridos a nivel intestinal. El proceso de micronización por molienda húmeda asistida por microesferas (MHAM) permitió reducir el tamaño de las partículas y aumentar su área superficial. Asimismo, se incorporó el polímero de recubrimiento Acryl-EZE® para lograr un producto gastrorresistente en un solo paso. El Acryl-EZE® permitió aumentar el rendimiento de proceso de MHAM mientras que conservó la baja velocidad de sedimentación de la PCLM en relación con la PCL. Mediante el diseño factorial fraccionado, se determinaron las mejores condiciones operativas para obtener ambas formulaciones. Paralelamente a las actividades antes descriptas, se desarrolló un protocolo simple y rápido para el aislamiento de ADN a partir de espermatozoides de toro (ADNt). Este protocolo permitió obtener cantidades y características adecuadas del ADNt para su uso en pruebas de biología molecular y para su posterior evaluación de la actividad inmunomoduladora. En la etapa del estudio de prueba de concepto del efecto inmunomodulador de la PCL y de sus sistemas micronizados (PCLM y PCLM + Acryl-EZE®), se demostró que este prebiótico genera una respuesta proinflamatoria en el sitio de inyección con un aumento en el número de neutrófilos y monocitos reclutados. Este efecto inmunoactivador, junto con los antecedentes previos de la capacidad inmunoestimulante de la PCL, nos permitieron inferir que los sistemas micronizados mantienen su potencial uso como inmunomodulador en medicina veterinaria. Este trabajo de Tesis Doctoral resulta en un aporte innovador al combinar tecnología farmacéutica, diseño experimental y pruebas inmunológicas, generando así una sinergia única que promete avances significativos en el campo de la medicina veterinaria.

The central axis of this Doctoral Thesis work was the design and development of multiparticulate systems intended for immunomodulatory products for use in veterinary medicine. Among the proposed objectives, the achievement of a gastro-resistant microparticulate system was accomplished, which would facilitate the administration of Saccharomyces cerevisiae cell wall (PCL) in production animals and improve the palatability of the final product. Through experiments and statistical analysis, the variables that provide adequate performance in coating a solid support with PCL suspension (Suglets®-PCL) using a fluidized bed (FB) were determined. In a subsequent stage, this system was coated with a gastro-resistant encapsulating agent (Suglets®-PCL + Acryl-EZE®), achieving efficient release of PCL in a simulated intestinal medium. On the other hand, a micronized PCL system (PCLM) was obtained as a strategy to increase the bioaccessibility of β-1,3/1,6-D-glucans and mannan oligosaccharides at the intestinal level. The micronization process through wet grinding assisted by microspheres (MHAM) allowed for particle size reduction and increased surface area. Additionally, the Acryl-EZE® coating polymer was incorporated to achieve a gastro-resistant product in a single step. Acryl-EZE® increased the MHAM process yield while maintaining the low sedimentation velocity of PCLM compared to PCL. Optimal operating conditions for both formulations were determined through fractional factorial design. Parallel to the aforementioned activities, a simple and rapid protocol was developed for the isolation of DNA from bull sperm (ADNt). This protocol allowed for obtaining adequate quantities and characteristics of ADNt for use in molecular biology tests and for the subsequent evaluation of immunomodulatory activity. In the proof-of-concept study of the immunomodulatory effect of PCL and its micronized systems (PCLM and PCLM + Acryl-EZE®), it was demonstrated that this prebiotic generates a proinflammatory response at the injection site with an increase in the number of recruited neutrophils and monocytes. This immune-activating effect, combined with previous evidence of the immunostimulatory capacity of PCL, led to the inference that the micronized systems maintain their potential use as immunomodulators in veterinary medicine. This Doctoral Thesis work results in an innovative contribution by combining pharmaceutical technology, experimental design, and immunological tests, thus generating a unique synergy that promises significant advancements in the field of veterinary medicine.