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Dolutegravir (DTG) es un medicamento antirretroviral que se usa para tratar el virus de inmunodeficiencia humana (VIH) en adultos y niños (4 semanas de edad y mayores). Sin embargo, este fármaco tiene problemas de solubilidad. Un artículo publicado en Informes científicos presentó la preparación de nanopartículas de quitosano cargadas con DTG con solubilidad y biodisponibilidad mejoradas.
Estudio: estudios farmacocinéticos in vivo de nanopartículas de quitosano secadas por aspersión cargadas con dolutegravir como fórmula láctea para niños infectados con el VIH. Crédito: V/Shutterstock.com
Las nanopartículas de quitosano cargadas con DTG se sintetizaron mediante tecnología de secado por pulverización. Las nanopartículas de quitosano preparadas se caracterizaron en cuanto a sus propiedades fisicoquímicas y la posibilidad de administración oral con leche o alimentos como mezcla para pacientes pediátricos con VIH.
Los estudios en animales confirmaron que las nanopartículas de quitosano fabricadas mostraron un aumento de 2,5 veces en la concentración plasmática máxima del fármaco y una biodisponibilidad mejorada en comparación con DTG puro. Los resultados de la investigación mostraron que las nanopartículas de quitosano eran portadores ideales para la administración oral de DTG con leche, aumentando así la biodisponibilidad del fármaco en el tratamiento de pacientes pediátricos con VIH.
Ilustración 1. Se desarrollaron cromatogramas de HPLC comparativos de dolutegravir utilizando una mezcla 20:40:40 de agua, acetonitrilo y metanol que contenía ácido fórmico al 0,2 % como eluyente. (A) idoneidad del systema; (B) dolutegravir con patrón interno; (C) nivel bajo; (D) Nivel intermedio; (mi) altas concentraciones de DTG. © K, PD, D, RD, S, B., Narayanan, HB (2022)
DTG y nanopartículas de quitosano
El DTG es un inhibidor de la integrasa del VIH que inhibe la integración del ADN viral en el ADN humano en las primeras etapas del ciclo de vida del VIH e inhibe la proliferación viral en el huésped. Este fármaco tiene las ventajas de la dosificación una vez al día, la inhibición de la resistencia al fármaco y la reducción de las interacciones farmacológicas en pacientes pediátricos con VIH.
En comparación con otros medicamentos antirretrovirales, DTG tiene una mayor tolerancia en el sistema biológico y es metabólicamente compatible. Sin embargo, tiene una solubilidad limitada en soluciones acuosas. Además, la biodisponibilidad celular y tisular de DTG se reduce debido a las enzimas metabolizadoras de fármacos y los transportadores de salida, lo que da como resultado una permeabilidad restringida y una eliminación rápida.
Por lo tanto, es imperativo mejorar la solubilidad de dichos fármacos utilizando el concepto de sistemas de administración de fármacos y formulando las formas de dosificación apropiadas. Aunque se han establecido varias técnicas de formulación, las nanoformulaciones sirven como un enfoque viable para miniaturizar el API a escala nanométrica y, en consecuencia, aumentar el área superficial, la humectabilidad, la permeabilidad y la absorción del fármaco. Esto hace que el tratamiento sea más efectivo en pacientes pediátricos con VIH.
En general, la administración oral de nanopartículas cargadas de fármaco aumenta la captación celular, mejorando así la exposición plasmática del fármaco. Además, limitar la exposición del fármaco a la degradación enzimática y no enzimática en el tracto gastrointestinal (GI) puede mejorar su biodisponibilidad.
El quitosano es un biopolímero policatiónico con una naturaleza química única, carga positiva, grupo hidroxilo y amino reactivo. Es un biopolímero biocompatible y no inmunogénico de importancia farmacéutica. Por lo tanto, las nanopartículas de quitosano son de gran importancia en la nanomedicina, la ingeniería biomédica y el descubrimiento y desarrollo de nuevos fármacos.
Figura 2 (A) Espectroscopía de dispersión de luz cuasi-elástica para determinar la distribución del tamaño de las partículas. (B) Microscopía electrónica de barrido para análisis de estructura y morfología (aumentos: × 30.000). © K, PD, D, RD, S, B., Narayanan, HB (2022)
Nanopartículas de quitosano secadas por aspersión cargadas con DTG
Miniaturizar el API a escala nanométrica es un enfoque viable para aumentar el área superficial de las partículas, lo que lleva a una mayor humectabilidad, permeabilidad y absorción. Debido a su pequeño tamaño, las nanopartículas pueden superar las barreras fisiológicas, penetrar tejidos profundos a través de finos capilares y ser captadas por las células reticuloendoteliales. Por lo tanto, en el presente estudio, el fármaco DTG se miniaturizó en un rango de tamaño nanométrico para facilitar una mejor absorción y captación celular en el tratamiento de pacientes pediátricos con VIH.
Además, la administración oral de un fármaco puede aumentar la captación celular y mejorar la exposición plasmática del fármaco. Además, cargar el fármaco con nanopartículas reduce la susceptibilidad del fármaco a la degradación enzimática y no enzimática en el tracto gastrointestinal. Por lo tanto, el objetivo actual de aumentar la biodisponibilidad del fármaco DTG se logró cargando el fármaco en nanopartículas de quitosano.
La tecnología de secado por aspersión de uso común se adoptó para desarrollar nanopartículas de quitosano cargadas con DTG en el presente trabajo utilizando un polímero biodegradable, lo que sugiere las ventajas de la presente estrategia en términos de biocompatibilidad mejorada y menores costos de producción, menor toxicidad y eficacia terapéutica mejorada.
La presencia del grupo amino en el polímero de quitosano ayudó en la liberación controlada del fármaco DTG de las nanopartículas de quitosano, la gelificación in situ, la mucoadhesión, la mejora de la permeación, la transfección y la inhibición de la bomba de expulsión, lo que sugiere una mejor farmacocinética oral y biodistribución del quitosano cargado con DTG. Indica nanopartículas. Los análisis histomorfológicos y hematológicos de las muestras de órganos y sangre no mostraron toxicidad relacionada con la administración de la nanopartícula de quitosano cargada con DTG.
figura 3 Investigación de la captación celular de nanopartículas en líneas celulares A549, fotografiadas con un microscopio de barrido láser confocal (CLSM). © K, PD, D, RD, S, B., Narayanan, HB (2022)
Conclusión
En general, las nanopartículas de quitosano cargadas con DTG sintetizadas mediante la tecnología de secado por aspersión se probaron para determinar su viabilidad de administración con leche. en vivo Estudios utilizando modelos de ratones Balb-C.
La cuantificación del fármaco mediante cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) utilizando acetonitrilo, metanol y agua como fases móviles mostró que la biodistribución del fármaco en plasma y órganos era mayor que la del fármaco puro.
Aunque la administración de DTG con leche no tuvo efecto en vivo Coeficiente de absorción, alcanzar la concentración máxima fue un proceso retardado en el tiempo. Además, la administración de fármacos en forma de nanoformulaciones aumentó su distribución en el cerebro y el útero.
Además, los análisis hematológicos e histomorfológicos confirmaron la no toxicidad de las nanopartículas de quitosano cargadas con DTG administradas. Por lo tanto, las nanopartículas de quitosano cargadas con DTG sintetizadas fueron beneficiosas para los pacientes pediátricos con VIH.
Relación
K, P, D, R, S, B y B. Narayanan, V., (2022) Estudios farmacocinéticos in vivo de nanopartículas de quitosano secadas por aspersión cargadas con dolutegravir como una mezcla de leche para niños infectados con VIH. Informes científicos, 12(1). https://www.nature.com/articles/s41598-022-18009-x.
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