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ES2848210T3 - Nanoencapsulación de compuestos activos hidrófilos - Google Patents

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ES2848210T3
ES2848210T3 ES15706540T ES15706540T ES2848210T3 ES 2848210 T3 ES2848210 T3 ES 2848210T3 ES 15706540 T ES15706540 T ES 15706540T ES 15706540 T ES15706540 T ES 15706540T ES 2848210 T3 ES2848210 T3 ES 2848210T3
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ES
Spain
Prior art keywords
nanoparticle
glucan
active agent
hydrophilic active
exenatide
Prior art date
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Active
Application number
ES15706540T
Other languages
English (en)
Inventor
Simon Benita
Taher Nassar
Liat Kochavi-Soudry
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yissum Research Development Co of Hebrew University of Jerusalem
Original Assignee
Yissum Research Development Co of Hebrew University of Jerusalem
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Publication date
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Abstract

Una nanopartícula que comprende albúmina, un glucano y un agente activo hidrófilo, estando el glucano al menos parcialmente reticulado por trimetafosfato de sodio (STMP); en donde el agente activo hidrófilo está incrustado en una matriz que forma la nanopartícula.

Description

DESCRIPCIÓN
Nanoencapsulación de compuestos activos hidrófilos
Campo técnico
La invención se refiere en general a nanopartículas que comprenden compuestos activos hidrófilos y procesos de nanoencapsulación para su preparación.
Antecedentes de la invención
La mayoría de los fármacos de péptidos y proteínas todavía se administran mediante inyecciones diarias, por lo que se asocian con problemas de cumplimiento, problemas asociados con el dolor e inconvenientes importantes para los pacientes. Por tanto, se requieren sistemas de administración inyectables prolongados o sistemas de administración no invasivos para dichos fármacos.
La vía oral ofrece la ventaja de la autoadministración con una alta aceptación y cumplimiento del paciente.
La administración oral e inyectable de liberación prolongada de péptidos y proteínas sigue siendo un desafío y sigue siendo la alternativa más atractiva a la administración parenteral convencional que requiere la administración diaria. A pesar de los intensos esfuerzos realizados durante las últimas dos décadas, no ha surgido una solución viable para la administración oral de potentes macromoléculas hidrófilas debido a varios inconvenientes y obstáculos asociados con la mala permeabilidad de la membrana intestinal de estas macromoléculas hidrófilas, la limitada biodisponibilidad oral, la inestabilidad en el intestino y el rápido metabolismo.
Con el fin de desarrollar sistemas de administración de proteínas por vía oral con marcada biodisponibilidad, se pueden adoptar tres enfoques:
(a) modificación de las propiedades fisicoquímicas de las macromoléculas;
(b) nueva funcionalización de macromoléculas; o
(c) uso de una administración de carga mejorada a través de nanovehículos.
Sin embargo, es esencial, independientemente del enfoque, mantener la actividad biológica inicial de las proteínas. Un sistema de administración oral necesitará mejorar la permeabilidad de la membrana intestinal de dichas macromoléculas de manera significativa para tener la oportunidad de ser considerado como potencial para más pruebas clínicas. Se han utilizado varios sistemas de administración de nanopartículas y micropartículas para mejorar la absorción oral de las macromoléculas hidrófilas y han mostrado resultados prometedores, pero todavía adolecen de limitaciones en términos de absorción intestinal y protección de la estabilidad del fármaco.
Se ha encontrado que los sistemas de tamaño nanométrico (por ejemplo, liposomas, nanopartículas de lípidos y poliméricas, micelas, etc.) son ventajosos sobre las formulaciones tradicionales para la administración de proteínas. Se prevé que los fármacos biotecnológicos se convertirán en la principal fuente terapéutica en un futuro próximo [1]. Sin embargo, la explotación terapéutica de tales moléculas se basa en la posibilidad de desarrollar formulaciones adecuadas que puedan superar satisfactoriamente las limitaciones intrínsecas de su uso; a saber, baja biodisponibilidad oral e inestabilidad biológica y fisicoquímica. Sin embargo, la administración oral de fármacos proteínicos tropezó con muchas dificultades debido a sus inestabilidades proteolíticas y su capacidad limitada para atravesar barreras biológicas. Los sistemas de administración basados en liposomas y micelas no son estables en la cavidad intestinal y no pueden provocar la protección adecuada a las macromoléculas sensibles.
Por lo tanto, entre las formulaciones farmacéuticas, las nanopartículas se han explorado con éxito para la administración de fármacos peptídicos. [2-4]. Las nanopartículas, más específicamente las nanopartículas poliméricas biodegradables, poseen una excelente biocompatibilidad tisular, biodegradabilidad, flexibilidad de composición y tamaño pequeño, lo que las hace adecuadas para una variedad de aplicaciones. Además, se demostró que estas formulaciones mejoran la biodisponibilidad del fármaco tras la administración oral. [5].
Aunque la encapsulación con polímeros biodegradables es muy atractiva, los procesos de fabricación siguen siendo complicados y costosos para las macromoléculas hidrófilas. En caso de enfoques eficientes de atrapamiento de fármacos proteicos en estos sistemas, la encapsulación con polímeros puede proporcionar (a) protección a las proteínas contra la degradación durante el almacenamiento y la administración y (b) un perfil de liberación sostenida cuando se desee [6-8]. El documento ES2382625A1 describe nanopartículas híbridas cargadas con un polinucleótido plásmido y formadas por gelificación iónica de componentes poliméricos de carga opuesta en presencia de un agente de reticulación iónico.
Referencias
[1] Tsuji, K., Tsutani, K. Eur. J. Pharm. Biopharm., 2008, 68, 496-502
[2] Joshi, M.D., Muller, R.H. Eur. J. Pharm. Biopharm., 2009, 71, 161-172.
[3] Kluge, J., Fusaro, F., Muhrer, G., Thakur, R., Mazzotti, M., J. Supercrit. Fluids, 2009, 48, 176-182
[4] Mehnert, W., Mader, K. Adv. Drug Deliv. Rev., 2001,47, 165-196
[5] Gursoy RN, Benita S., Biomed Pharmacother., 2004, 58, 173-82
[6] Almeida, A.J., Souto, E. Adv. Drug Deliv. Rev., 2007, 59, 478-490
[7] Bilati, U., Allémann, E., Doelker, E. Eur. J. Pharm. Biopharm., 2005, 59, 375-388.
[8] Mundargi, R.C., Babu, V.R., Rangaswamy, V., Patel, P., Aminabhavi, T.M. J. Control. Release, 2008, 125, 193-209
[9] WO 2012/101639
Compendio de la invención
La presente invención proporciona nanoencapsulación de biomacromoléculas hidrófilas para proteger y controlar la liberación de fármacos peptídicos. Esta nueva estrategia permite la liberación controlada de pequeñas especies de fármacos peptídicos cargados dentro de nanopartículas, en lugar de la liberación de fármaco disuelto en las proximidades de la mucosa cuando se microencapsula dentro de una mezcla de polímero o, alternativamente, después de la administración parenteral cuando se realiza una nanoencapsulación doble utilizando tecnología de secado por nanopulverización como ya se ha descrito [9]. Dicha encapsulación proporciona protección a las macromoléculas sensibles del ambiente ácido en el caso de la administración oral, y también de la degradación por enzimas proteolíticas independientemente de la vía de administración.
Por tanto, la invención proporciona una nanopartícula que comprende albúmina, un glucano y un agente activo hidrófilo, estando el glucano al menos parcialmente reticulado por trimetafosfato de sodio (STMP); en donde el agente activo hidrófilo está incrustado en una matriz que forma la nanopartícula. El alcance de la invención está definido por las reivindicaciones. Cualquier referencia en la descripción a métodos de tratamiento se refiere a los productos (compuestos, composiciones farmacéuticas y medicamentos) de la presente invención para su uso en un método para el tratamiento del cuerpo humano o animal mediante terapia o diagnóstico.
Como se usa en este documento, la "nanopartícula" de la invención es un material particulado, ya sea una nanocápsula (NC) o una nanoesfera (NS), que sea biocompatible y suficientemente resistente a la destrucción química y/o física, de modo que una cantidad suficiente de nanopartículas permanezca sustancialmente intacta después de la administración en el cuerpo humano o animal y durante el tiempo suficiente para poder alcanzar el tejido (órgano) objetivo deseado. Generalmente, las nanopartículas son de forma esférica, con un diámetro medio de hasta 700 nm. Cuando la forma de la partícula no es esférica, el diámetro se refiere a la dimensión más larga de la partícula.
Dependiendo de varios parámetros asociados con el agente activo hidrófilo (por ejemplo, solubilidad, peso molecular, polaridad, carga eléctrica, reactividad, estabilidad química, actividad biológica y otros), el agente puede estar contenido (encapsulado) en dicha nanopartícula e incrustado en el matriz que forma la nanopartícula. Por lo tanto, para la aplicación elegida, la nanopartícula puede tener la forma de núcleo/cubierta (denominada en lo sucesivo también como nanocápsula), que tiene una cubierta polimérica y un núcleo que contiene al menos un agente activo hidrófilo.
Alternativamente, las nanopartículas pueden ser de una composición sustancialmente uniforme que no presente una estructura de núcleo/cubierta distinta. Estas nanopartículas se denominan en este documento nanoesferas (NS).
En algunas realizaciones, la nanopartícula se selecciona de una nanoesfera y una nanocápsula.
En otras realizaciones, el diámetro medio está entre aproximadamente 100 y 200 nm. En otras realizaciones, el diámetro medio está entre aproximadamente 200 y 300 nm. En otras formas de realización, el diámetro medio está entre aproximadamente 300 y 400 nm, los diámetros medios entre 400 y 500 nm. En otras formas de realización, el diámetro medio está entre aproximadamente 600 y 700 nm.
En algunas otras realizaciones, el diámetro medio está entre aproximadamente 50 y 700 nm. En otras realizaciones, el diámetro medio está entre aproximadamente 50 y 500 nm. En otras realizaciones, el diámetro medio está entre aproximadamente 50 y 400 nm. En otras formas de realización, el diámetro medio está entre aproximadamente 50 y 300 nm. En otras formas de realización, el diámetro medio está entre aproximadamente 50 y 200 nm. En otras formas de realización, el diámetro medio está entre aproximadamente 50 y 100 nm.
Cada una de las nanopartículas puede tener sustancialmente la misma forma y/o tamaño. En algunas realizaciones, las nanopartículas tienen una distribución de diámetros de tal manera que no más del 0,01 por ciento al 10 por ciento de las partículas tienen un diámetro superior al 10 por ciento por encima o por debajo del diámetro medio indicado anteriormente, y en algunas realizaciones, de tal manera que no más del 0,1,0,2, 0,4, 0,6, 0,8, 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 o 9 por ciento de las nanopartículas tienen un diámetro superior al 10 por ciento por encima o por debajo de los diámetros medios indicados anteriormente.
La "proteína soluble en agua" es una proteína que pertenece a una clase de proteínas que tienen una estructura que permite la formación de interacciones dipolo-dipolo con el medio de solvatación, es decir, agua, lo que hace que la proteína sea soluble en agua. La proteína puede ser lineal o de estructura globular (es decir, que tiene estructuras cuaternarias esféricas en las que los aminoácidos hidrófobos se orientan hacia el interior de la estructura mientras que los aminoácidos hidrófilos se orientan hacia el exterior).
La proteína soluble en agua es la albúmina. En algunas realizaciones, la albúmina se puede seleccionar de albúmina de suero humano (HSA) y albúmina de suero bovino (BSA).
"Glucano", como se usa en el presente documento, pretende abarcar un polisacárido de monómeros de azúcar unidos entre sí por enlaces glicosídicos. El glucano puede ser a- o p-glucano y puede ser de origen natural, sintético o semisintético.
En algunas realizaciones, el glucano es un a-glucano.
El al menos un glucano puede ser una combinación (por ejemplo, una mezcla) de dos o más glucanos. El al menos un glucano puede ser uno o más de los glucanos conocidos en la técnica. Ejemplos no limitantes del al menos un glucano son celulosa oxidada, pululano, almidón, glucógeno, dextrano, liquenina, manano, galactomanano, arabinoxilano, galacton y cualquier derivado de los mismos.
En algunas realizaciones, el al menos un glucano es dextrano.
En otras realizaciones, el glucano puede tener un peso molecular de entre aproximadamente 5 KDa (kiloDalton) y 2.000 KDa.
En la nanopartícula de la invención, el glucano es "al menos parcialmente reticulado"; al menos algunas de las moléculas del glucano están interconectadas mediante un agente de reticulación para formar una estructura tridimensional. El glucano puede estar reticulado al menos en un 1% (es decir, el 1% de todos los grupos -OH del glucano están enlazados al agente reticulante), al menos un 2% reticulado, al menos un 5% reticulado, al menos 10% reticulado, al menos 20% reticulado o incluso al menos 30% reticulado.
El agente de reticulación es el trimetafosfato de sodio (STMP), que tiene la fórmula:
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Sin pretender imponer ninguna teoría, el STMP reacciona únicamente con los grupos hidroxilo (-OH) del glucano. A diferencia de los agentes de reticulación típicos utilizados para sistemas similares, tal como el gluaraldehído, el STMP no se une a grupos -NH2 . De ese modo se evita el impedimento de la actividad del agente activo hidrófilo debido a la unión no deseada, mientras se mantiene la formación de una nanopartícula reticulada utilizada como vehículo y/o recipiente protector del compuesto activo. El glucano reticulado forma así una estructura en partículas para transportar la proteína (es decir, albúmina); mientras que la proteína, a su vez, sirve como vehículo y capa protectora del agente activo hidrófilo.
En algunas realizaciones, la relación entre el glucano (por ejemplo, dextrano) y el STMP está entre 1:10 y 3:4 p/p). En otras realizaciones, esta relación puede ser de 1:1, 1:2, 1:4, 1:10, 2:1 y 3:4 (p/p), de glucano (por ejemplo, dextrano) con respecto a STMP.
Como se indicó anteriormente, las nanopartículas de la invención comprenden también al menos un "agente activo hidrófilo". El agente activo hidrófilo puede seleccionarse entre fármacos hidrófilos activos usados para el tratamiento o la prevención de una enfermedad o trastorno en un sujeto (humano o no humano). El fármaco activo puede seleccionarse, de forma no limitativa, entre una vitamina, una proteína, un antioxidante, un péptido, un polipéptido, un lípido, un carbohidrato, una hormona, un anticuerpo, un anticuerpo monoclonal, una vacuna, un agente profiláctico, un agente de diagnóstico, un agente de contraste, un ácido nucleico, un agente nutracéutico, una molécula pequeña de un peso molecular de menos de aproximadamente 1.000 Da o menos de aproximadamente 500 Da, un electrolito, un fármaco, un agente inmunológico y cualquier combinación de los antes mencionados.
En algunas realizaciones, el agente activo hidrófilo puede seleccionarse entre hormonas.
En algunas realizaciones, el agente activo hidrófilo se selecciona de insulina, exenatida, hormona del crecimiento (por ejemplo, somatotropina), acetato de octreotida, acetato de lanreotida, acetato de goserolina, copaxona, etanercept o anticuerpos monoclonales tales como cetuximab, trastuzumab, adalimumab, bevacizumab y otros.
En algunas realizaciones, el agente activo hidrófilo tiene restos terminales de -NH2 o restos colgantes de -NH2. Como el STMP no reacciona con los grupos -NH2 de dichos agentes activos hidrófilos, no puede producirse ningún reticulación o reacción química entre el STMP y el agente activo durante el proceso de reticulación. Esto da como resultado la encapsulación del agente activo dentro de la nanopartícula sin dañar o afectar su actividad y/o estructura.
Las nanopartículas de la invención se pueden usar como vehículos de administración para una amplia gama de agentes activos hidrófilos por vía tópica, ocular, oral, por inhalación, nasal o parenteral en el sistema circulatorio. Los sistemas de administración de las nanopartículas de la invención facilitan la administración de fármacos dirigida y las aplicaciones de liberación controlada, mejoran la biodisponibilidad del fármaco en el sitio de acción también debido a una disminución de la distancia, reducen la frecuencia de dosificación y minimizan los efectos secundarios. Las nanopartículas de la invención pueden usarse en forma de polvo seco (para administrarse tal cual, por ejemplo, para composiciones inhalables), o pueden reconstituirse en un medio acuoso para formar formulaciones inyectables.
Cuando sea necesario, para proporcionar protección y estabilización adicional del compuesto activo frente a diferentes entornos, las nanopartículas de la invención pueden encapsularse adicionalmente en partículas más grandes, es decir, nanocápsulas para administración parenteral o micropartículas para administración oral.
Por tanto, en otro de sus aspectos, la invención proporciona un vehículo que comprende un polímero hidrófobo y una pluralidad de nanopartículas de la invención como se define en este documento, estando la pluralidad de nanopartículas (i) encapsuladas por un polímero hidrófobo, p. ej., PLGA (a saber, formando doble nanoencapsulación); o (ii) incrustadas en una matriz, tal como una matriz formada por una mezcla de polímeros hidrófobos. Dicha mezcla polimérica puede ser una mezcla de Eudragit:HPMC, en la que el Eudragit tiene una solubilidad dependiente del pH, mientras que el HPMC es soluble en agua independientemente del pH.
Dicha encapsulación adicional puede resultar en una variedad de estructuras que comprenden las nanopartículas. Por ejemplo, cuando la nanopartícula es una nanoesfera, el polímero hidrófobo puede encapsular las nanoesferas mediante la formación de una capa exterior, es decir, formando una nanocápsula que comprende nanoesferas (NS primarias en NC secundaria). Alternativamente, el polímero hidrófobo puede estar en forma de una matriz en la que se incrustan las nanoesferas (NS primarias en microesfera secundaria).
De manera similar, cuando la nanopartícula es una nanocápsula, el polímero hidrófobo puede encapsular la nanocápsula (NC primaria en NC secundaria), o puede estar en forma de matriz (NC primaria en microesfera secundaria).
En algunas realizaciones, los vehículos de fármacos pueden estar en una forma seleccionada entre nanocápsulas, nanoesferas y mezclas de las mismas.
La expresión "polímero hidrófobo" se refiere a un material polimérico que tiene poca o ninguna tendencia a absorber agua. Sin pretender imponer ninguna teoría, dichos polímeros sirven como capa protectora o matriz para la administración de los agentes activos hidrófilos en medios acuosos. Los polímeros hidrófobos también se pueden usar para hacer que los vehículos de la invención tengan características de liberación lenta o liberación controlada, liberando el agente activo hidrófilo de una manera predeterminada.
En algunas realizaciones, el polímero hidrófobo se selecciona de ácido poli(láctico-co-glicólico) (PLGA), polimetilmetacrilato (PMMA), hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), poli(ácido láctico) (PLA), poli(láctico-co-glicólido) (PLG), poli(lactida), ácido poliglicólico (PGA) y poli(hidroxibutirato).
En algunas realizaciones, el polímero hidrófobo se selecciona de ácido poli(láctico-co-glicólico) (PLGA), poli (ácido láctico) (PLA) y poli(láctico-co-glicólido) (PLG).
Los vehículos pueden tener típicamente una forma generalmente esférica, teniendo, en algunas realizaciones, un diámetro de entre aproximadamente 200 y 900 nm. En otras realizaciones, el diámetro del vehículo puede estar entre aproximadamente 200 y 800 nm, entre aproximadamente 200 y 700 nm, entre aproximadamente 200 y 600 nm o entre 200 y 500 nm. En algunas otras realizaciones, el diámetro del vehículo puede estar entre aproximadamente 300 y 900 nm, entre aproximadamente 400 y 900 nm, entre aproximadamente 500 y 900 nm, entre aproximadamente 600 y 900 nm o entre aproximadamente 700 y 900 nm.
Las nanopartículas y/o vehículos de la invención se pueden formular en composiciones farmacéuticas. Por tanto, en otro aspecto, la invención proporciona una composición farmacéutica que comprende una nanopartícula y/o un vehículo de la invención como se describe en el presente documento.
En otro aspecto, se proporciona un sistema de administración de un agente activo hidrófilo, comprendiendo el sistema de administración un polímero hidrófobo y una pluralidad de nanopartículas como se describe en el presente documento encapsuladas dentro de dicho polímero hidrófobo.
Un aspecto adicional de la invención proporciona un sistema de administración de un agente activo hidrófilo, que comprende un polímero hidrófobo que forma una matriz y una pluralidad de nanopartículas como se describe en el presente documento incrustadas dentro de dicha matriz.
El sistema de administración de la invención es adecuado para administrar el agente activo a una velocidad que permite la liberación controlada del agente durante un período de tiempo, como al menos aproximadamente 12 horas, o en algunas realizaciones, al menos aproximadamente 24 horas al menos 7 días, o incluso al menos 2 semanas. Como tal, el sistema de administración se puede usar para una variedad de aplicaciones, tales como, sin limitación, administración de fármacos, terapia génica, diagnóstico médico y terapéutica médica para, por ejemplo, patologías de la piel, cáncer, enfermedades transmitidas por patógenos, enfermedades relacionadas con hormonas, subproductos de reacción asociados con trasplantes de órganos y otros crecimientos anormales de células o tejidos.
La concentración de nanopartículas y/o vehículos en una composición farmacéutica puede seleccionarse de modo que la cantidad sea suficiente para administrar una cantidad eficaz deseada del agente activo hidrófilo al sujeto, y de acuerdo con el modo particular de administración seleccionado. Como se sabe, la "cantidad eficaz" para los fines del presente documento, se puede determinar mediante consideraciones conocidas en la técnica. La cantidad debe ser eficaz para lograr el efecto terapéutico deseado dependiendo, entre otros, del tipo y la gravedad de la enfermedad a tratar y el régimen de tratamiento. La cantidad eficaz se determina típicamente en ensayos clínicos diseñados apropiadamente (estudios de intervalo de dosis) y la persona versada en la técnica sabrá cómo realizar adecuadamente dichos ensayos para determinar la cantidad eficaz. Como se sabe generalmente, la cantidad eficaz depende de una variedad de factores, entre otros, su perfil de distribución dentro del cuerpo, una variedad de parámetros farmacológicos tal como la vida media en el cuerpo, los efectos secundarios no deseados, si los hay, factores tales como la edad y el sexo, y otros.
La composición farmacéutica puede comprender además aditivos farmacéuticamente aceptables, que pueden ser, por ejemplo, vehículos, adyuvantes, excipientes o diluyentes, y son bien conocidos por los expertos en la técnica y fácilmente disponibles para el público. Es de destacar que el aditivo farmacéuticamente aceptable sea uno que sea químicamente inerte para el agente activo y uno que no tenga efectos secundarios perjudiciales o toxicidad en las condiciones de uso. Además, la composición puede contener otros aditivos estándar tales como un emoliente, humectante, espesante, emulsionante, neutralizador, agente colorante, una fragancia, absorbente o filtro, conservante y/o agente gelificante.
En algunas realizaciones, la composición farmacéutica está adaptada para la administración tópica, oral, por inhalación, nasal, transdérmica, ocular o parenteral de dicho agente activo hidrófilo. En otras realizaciones, la composición farmacéutica está adaptada para la administración oral de dicho agente activo hidrófilo. En algunas otras realizaciones, la composición farmacéutica está adaptada para la administración de dicho agente activo hidrófilo por inyección.
La elección de los aditivos estará determinada en parte por el agente activo particular, así como por el método particular usado para administrar la composición o el sistema de liberación.
Las composiciones farmacéuticas adecuadas para la administración oral pueden consistir en (a) disoluciones líquidas, tales como una cantidad eficaz del compuesto disuelto en diluyentes, tales como agua, disolución salina o zumo de naranja; (b) cápsulas, sobres, comprimidos, comprimidos bucodispersables y trociscos, cada uno de los cuales contiene una cantidad predeterminada del ingrediente activo, como sólidos o gránulos; y (c) polvos; Las formas de cápsula pueden ser del tipo de gelatina de cáscara dura o blanda corriente que contiene, por ejemplo, tensioactivos, lubricantes y cargas inertes, tales como lactosa, sacarosa, fosfato cálcico y almidón de maíz. Las formas de comprimidos pueden incluir una o más de entre lactosa, sacarosa, manitol, almidón de maíz, almidón de patata, ácido algínico, celulosa microcristalina, goma arábiga, gelatina, goma guar, dióxido de silicio coloidal, talco, estearato de magnesio, estearato de calcio, estearato de zinc, ácido esteárico. y otros excipientes, colorantes, diluyentes, agentes tamponantes, agentes desintegrantes, agentes humectantes, conservantes, agentes aromatizantes y vehículos farmacológicamente compatibles. Las formas de comprimidos bucodispersables pueden comprender el ingrediente activo en un sabor, generalmente sacarosa y goma arábiga o tragacanto, así como pastillas que comprenden el ingrediente activo en una base inerte, tal como gelatina y glicerina, o sacarosa y goma arábiga, emulsiones, geles y similares que contienen, además del ingrediente activo, los vehículos conocidos en la técnica.
Las nanopartículas de la presente invención, solas o en combinación con otros componentes adecuados, se pueden convertir en formulaciones en aerosol para su administración por inhalación. Estas formulaciones en aerosol se pueden colocar en propulsores aceptables presurizados, tales como diclorodifluorometano, propano, nitrógeno y similares. También se pueden formular como productos farmacéuticos para preparaciones sin presión, tales como en un nebulizador o atomizador.
Las composiciones adecuadas para la administración parenteral incluyen disoluciones inyectables estériles isotónicas acuosas, que pueden contener antioxidantes, tampones, bacteriostáticos y solutos que hacen que la formulación sea isotónica con la sangre del receptor previsto, y suspensiones acuosas estériles que incluyen agentes de suspensión, solubilizantes, espesantes. agentes, estabilizantes y conservantes. Las formulaciones parenterales contendrán típicamente de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 25% en peso del ingrediente activo en disolución. Se pueden usar conservantes y tampones adecuados en dichas formulaciones. Con el fin de minimizar o eliminar la irritación en el lugar de la inyección, dichas composiciones pueden contener uno o más tensioactivos no iónicos que tengan un equilibrio hidrófilo-lipófilo (HLB) de aproximadamente 12 a aproximadamente 17. La cantidad de tensioactivo en dichas formulaciones varía de aproximadamente 5 hasta aproximadamente el 15% en peso. Los tensioactivos adecuados incluyen ésteres de ácidos grasos de polietilensorbitán, tales como monooleato de sorbitán y los aductos de alto peso molecular de óxido de etileno con una base hidrófoba, formados por condensación de óxido de propileno con propilenglicol. Las formulaciones parenterales se pueden presentar en recipientes sellados de dosis unitaria o multidosis, tales como ampollas y viales, y se pueden almacenar en un estado secado por congelación (liofilizado) que solo requiere la adición del vehículo líquido estéril, por ejemplo, agua, para inyecciones, inmediatamente antes de su uso.
Las composiciones de la presente invención se pueden convertir en formulaciones inyectables. Los requisitos de vehículos farmacéuticos eficaces para composiciones inyectables son bien conocidos por los expertos en la técnica.
El término "tópico" como se usa en este documento se refiere a la aplicación de una composición de acuerdo con la invención directamente sobre al menos una porción de la piel de un sujeto (piel humana o no humana) para lograr un efecto deseado, por ejemplo, efecto cosmético o terapéutico, en el sitio de aplicación.
Las nanopartículas, vehículos y/o sistemas de administración de la invención se pueden administrar en una disolución acuosa biocompatible. Esta disolución puede estar compuesta por, pero sin limitarse a, disolución salina, agua o un medio farmacéuticamente aceptable.
La administración de la formulación del sistema de administración puede realizarse en una sola dosis o en una dosis repetida una o varias veces después de un cierto intervalo de tiempo. La dosis apropiada puede variar de acuerdo con parámetros tales como la dosis terapéuticamente eficaz según lo dictado y directamente dependiente del individuo que está siendo tratado, el modo de administración, las características únicas del agente terapéutico y el efecto terapéutico particular a lograr. El experto en la técnica puede establecer las dosis apropiadas.
En algunas realizaciones, el sistema de administración puede encapsularse adicionalmente dentro de una cápsula biodegradable, típicamente para administración oral. En dichas realizaciones, dicha cápsula biodegradable tiene la forma de una cápsula con revestimiento entero.
En algunas otras realizaciones, el sistema de administración es adaptable para una fácil administración terapéutica dirigida y una administración de liberación controlada de dicho agente activo hidrófilo.
Otro aspecto de la invención proporciona el uso de una nanopartícula o un vehículo de la invención como se describe en el presente documento, para la preparación de una composición farmacéutica para tratar una enfermedad, trastorno o afección crónica. Ejemplos no limitantes de enfermedades crónicas son diabetes, obesidad, deficiencias hormonales, deficiencias de proteínas, etc. Como las partículas de la invención proporcionan una liberación prolongada del agente activo (por ejemplo, una hormona o una proteína), la administración de estas nanopartículas de la invención puede reducir el número de tratamientos de rutina necesarios, lo que mejora la calidad de vida del paciente y aumenta el cumplimiento del tratamiento por parte del paciente.
El término "tratamiento" o cualquier variación lingual del mismo, como se usa en este documento, se refiere a la administración de una cantidad terapéutica de la nanopartícula o sistema de administración de la presente invención que es eficaz para mejorar los síntomas no deseados asociados con una enfermedad, para prevenir la manifestación de dichos síntomas antes de que ocurran, para ralentizar la progresión de la enfermedad, ralentizar el deterioro de los síntomas, estabilizar una afección crónica, mejorar el inicio del período de remisión, ralentizar el daño irreversible causado en la etapa crónica progresiva de la enfermedad, retrasar el inicio de dicha etapa progresiva, para disminuir la gravedad o curar la enfermedad, para mejorar la tasa de supervivencia o inducir una recuperación más rápida, o para evitar que ocurra la enfermedad o una combinación de dos o más de los anteriores.
En otro aspecto, se proporciona un proceso para la preparación de una nanopartícula que comprende albúmina, un glucano y un agente activo hidrófilo, estando el glucano al menos parcialmente reticulado por trimetafosfato de sodio (STMP), comprendiendo el proceso:
• mezclar una primera disolución acuosa que comprende albúmina y dicho glucano con una segunda disolución acuosa que comprende dicho agente activo hidrófilo para obtener una mezcla;
• administrar (por ejemplo, inyectar) un disolvente orgánico en dicha mezcla; y
• añadir trimetafosfato de sodio a dicha mezcla para reticular al menos parcialmente dicho glucano para obtener dicha nanopartícula; en donde el agente activo hidrófilo está incrustado en una matriz que forma la nanopartícula.
En otras formas de realización, el disolvente orgánico se administra a la mezcla mediante inyección.
Breve descripción de los dibujos
Para comprender mejor el tema que se describe en este documento y para ejemplificar cómo se puede llevar a cabo en la práctica, ahora se describirán realizaciones, a modo de ejemplo no limitativo únicamente, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1A es una descripción esquemática de un mecanismo de reticulación de dextrano por STMP; La Figura 1B es una representación esquemática de una partícula reticulada.
La Figura 2 muestra la reacción de reticulación de la albúmina, haciendo que la albúmina sea insoluble en disoluciones acuosas.
La Figura 3 muestra los resultados del peso corporal para diferentes formulaciones de exenatida (FI-V) y Byetta.
La Figura 4 muestra los niveles de glucosa en sangre de experimentos preliminares con Byetta.
La Figura 5 muestra los niveles de glucosa en sangre de diferentes formulaciones de exenatida (FI-V) y Byetta.
La Figura 6 muestra los niveles de insulina plasmática de los diferentes grupos en diferentes días.
La Figura 7A muestra los niveles de glicosilato de hemoglobina de los diferentes grupos en diferentes días; la Figura 7B muestra la media total de los niveles de glicosilato de hemoglobina en 10 días de tratamiento.
Las figuras 8A-8B presentan imágenes Cryo-TEM de las formulaciones de NP DX-50 (Figura 8A) y NP DX-150 (Figura 8B).
Las figuras 9A-9C muestran imágenes XHR-SEM de las formulaciones de MPs Glut-1 (Figura 9A), MP DX-50 (Figura 9B) y MPs DX-150 (Figura 9C).
La Figura 10 muestra el perfil farmacocinético de exenatida en ratas tras la inyección subcutánea de Byetta™ y disolución de exenatida a una dosis de 20 gg/rata (56 gg/kg) y la administración oral de varias formulaciones a una dosis de 50 gg/rata (165 y 65 gg/kg para DEX50 y DEX150 respectivamente).
Las figuras 11A-11C son imágenes SEM congeladas y fracturadas de NP de BSA/insulina encapsuladas doblemente después de un proceso de crioprotección.
La Figura 12 muestra los niveles de glucosa en sangre después de la administración subcutánea de las diversas formulaciones de nanopartículas cargadas de insulina en condiciones de ayuno (N = 3).
La Figura 13 muestra los niveles de glucosa en sangre después de la administración subcutánea de la formulación de nanopartículas cargadas con insulina h en condiciones sin ayuno (N = 3)
Descripción detallada de realizaciones
La exenatida es una versión sintética de la exendina-4, una hormona que se encuentra en la saliva del monstruo de Gila y que muestra propiedades biológicas similares al péptido 1 similar al glucagón humano (GLP-1), un regulador del metabolismo de la glucosa y la secreción de insulina. Las hormonas incretinas, GLP-1 y el péptido insulinotrópico dependiente de la glucosa (GIP), son producidas por las células endocrinas L y K del intestino después de la ingestión de alimentos. GLP-1 y GIP estimulan la secreción de insulina de las células beta de los islotes de Langerhans en el páncreas. Aunque solo el GLP-1 causa secreción de insulina en el estado diabético, es ineficaz como tratamiento clínico para la diabetes ya que tiene una vida media muy corta (unos minutos) in vivo.
La exenatida es un péptido de 39 aminoácidos, un secretagogo de insulina, con efectos glucorreguladores. El medicamento se inyecta por vía subcutánea dos veces al día utilizando un dispositivo de pluma llena. La exenatida tiene una homología de aminoácidos del 50% con el GLP-1, es estructuralmente análoga al GLP-1 y tiene una vida media más larga (2,4 h) in vivo. Por lo tanto, se probó su capacidad para estimular la secreción de insulina y disminuir la glucosa en sangre en mamíferos, y se encontró que era eficaz en el estado diabético. En estudios sobre roedores, también se ha demostrado que aumenta la cantidad de células beta en el páncreas.
La exenatida aumenta los niveles de insulina rápidamente (en aproximadamente diez minutos después de la administración) y los niveles de insulina disminuyen sustancialmente durante las siguientes horas. La exenatida ha sido aprobada como terapia adyuvante para pacientes con diabetes tipo 2 que no logran el control glucémico con agentes antidiabéticos orales. Una dosis que se toma después de las comidas tiene un efecto mucho menor sobre el azúcar en sangre que una que se toma antes. Los efectos sobre el azúcar en sangre disminuyen después de seis a ocho horas. El medicamento está disponible en dos dosis: 5 gg y 10 gg. El tratamiento suele comenzar con la dosis de 5 gg, que se incrementa si los efectos adversos son insignificantes. Según el fabricante, el autoinyector debe conservarse en nevera entre 2 y 8 °C antes del primer uso, y luego a una temperatura entre 2 y 25 °C. En climas cálidos, por lo tanto, debe refrigerarse continuamente. Cabe destacar que una posible desventaja en las aplicaciones clínicas de la exenatida son las frecuentes inyecciones subcutáneas (SC) necesarias. Las inyecciones subcutáneas pueden causar dolor, efectos secundarios y posibles infecciones en los sitios de inyección que podrían afectar negativamente el cumplimiento del paciente.
Se ha desarrollado una forma de exenatida de liberación prolongada para su uso como inyección una vez a la semana. Esta formulación de liberación sostenida consta de microesferas inyectables de exenatida y ácido poli(D, L láctico-coglicólico), un polímero biodegradable común con uso establecido en suturas absorbibles y productos farmacéuticos de liberación prolongada, que permite la administración gradual del fármaco a una velocidad controlada. Por tanto, la exenatida de liberación prolongada es una opción útil para el tratamiento de la diabetes tipo 2, particularmente en pacientes en los que la pérdida de peso corporal es un aspecto esencial del tratamiento individual del paciente. Sin embargo, sigue siendo una inyección y debe inyectarse una vez a la semana.
La exenatida y la insulina son biomacromoléculas hidrófilas que presentan una baja biodisponibilidad humana oral (estimada en menos del 2%) tras la extrapolación de los datos regenerados en animales, que se ha atribuido a la inestabilidad proteolítica y la capacidad limitada de penetrar a través de membranas biológicas.
En la presente invención, se demuestra la encapsulación de macromoléculas hidrófilas para exenatida e insulina. El primer objetivo es el atrapamiento de exenatida en la matriz de las nanopartículas a un nivel razonable, con la intención de incrementar la carga de las nanopartículas en las micropartículas para la administración oral, con el fin de asegurar que el contenido de fármaco en la formulación en polvo final sea el más alto posible.
La presente invención proporciona además la incorporación de fármacos peptídicos en nanocápsulas o nanopartículas primarias que se incrustan además en nanocápsulas más grandes, lo que da como resultado la formación de sistemas de administración de nanopartículas de doble revestimiento que están diseñados para proteger el péptido de los efectos perjudiciales del medio externo para la liberación prolongada por vía parenteral de la administración. Las nanocápsulas primarias cargadas con péptidos se encapsulan dentro de nanocápsulas secundarias más grandes. Cabe señalar que en una nanocápsula que tiene un diámetro de 400 o 600 nm, teóricamente es posible incorporar al menos 64 y 216 nanocápsulas de 100 nm de diámetro respectivamente en base a cálculos de volumen.
Las micropartículas secundarias, es decir, los vehículos que encapsulan las nanopartículas primarias de la invención, se obtuvieron mediante una técnica de secado por pulverización. El secado por pulverización es un proceso que convierte líquidos o suspensiones en polvos secos en un proceso continuo de una sola etapa. El secado por pulverización se llevó a cabo utilizando secadores de pulverización a escala de laboratorio Buchi que pueden generar micropartículas en el intervalo de tamaño de 1.000 nm a 20 pm para pequeñas cantidades de muestras (pocos miligramos o mililitros) a altos rendimientos (> 70%), formando así micropartículas a un rendimiento relativamente alto. Las micropartículas secundarias generalmente tienen un tamaño (diámetro) de entre 1 y 30 micrómetros.
Materiales
La albúmina de suero bovino (BSA) y el dextrano de 12 KDa se adquirieron de Sigma-Aldrich (Rehovot, Israel). La exenatida fue amablemente donada por Teva Pharmaceuticals (Jerusalén, Israel). Se adquirió glutaraldehído al 8% en agua de Sigma-Aldrich (Rehovot, Israel). El trimetafosfato de sodio (STMP) se adquirió de Alfa Aesar (Haverther Chemical and Hill, MA, EE. UU.). Se obtuvo poli(ácido metacrílico, acrilato de etilo) 1:1 (Eudragit® L100-55) de Rohm (Dramstadt. GmbH, Alemania). La hidroxipropilmetilcelulosa (Methocel E4M Premium) se adquirió de Dow Chemical Company (Midland, MI, EE. UU.). El fosfato de sodio monobásico monohidratado se adquirió de Mallinckrodt Chemical (Phillipsburg, NJ, EE. UU.) Todos los disolventes orgánicos eran de calidad HPLC y se adquirieron de JT Baker (Deventer, Holanda).
Preparación de NP primarias
La primera línea de protección sobre la biomacromolécula sensible, exenatida, se logró cargando el péptido en las NP de BSA primarias. Se prepararon dos tipos diferentes de NP: NP de BSA reticuladas con glutaraldehído al 8% y NP de BSA combinadas con dextrano 12KDa reticuladas con STMP.
NP de BSA reticuladas con glutaraldehído (para fines de referencia)
Las NP de BSA reticuladas con glutaraldehído, se prepararon mediante un método de desolvatación establecido como se describió previamente por Weber et al., [ref-Desolvation process and surface characterisation of protein Nanoparticles]. Se disolvieron 200 mg de BSA y 4 u 8 mg de exenatida en 20 ml de agua bidestilada (DDW). Después de 0,5 horas, el pH de la disolución se ajustó a 8,5 con NaOH 0,1 M. Luego, se agregaron lentamente 40 ml de acetona a la fase acuosa. Se formó una emulsión oleo-acuosa como se evidenció mediante la rápida formación de opacidad en el medio de dispersión. A continuación, las NP de BSA se reticularon usando 12,5 pl de disolución de glutaraldehído al 8% durante 2 horas. Una vez completada la reacción de reticulación, se evaporó la acetona bajo flujo de aire laminar. Esta formulación se denominó Glut-1.
NP de BSA/dextrano reticuladdas con STMP
Las NP de BSA/dextrano se prepararon de manera similar disolviendo en 20 ml de DDW los siguientes compuestos: 200 mg de BSA, 50 mg de dextrano 12 KDa y 4 u 8 mg de exenatida cuando fue necesario. Después de 0,5 horas, el pH de la disolución se ajustó a 8,5 con NaOH 0,1 M para asegurarse de que los grupos hidroxilo adyacentes del dextrano estuvieran disponibles para la reacción con el reticulante STMP. Luego, se agregaron lentamente 20 ml de acetona a la fase acuosa. A continuación, se reticularon las NP de BSA/dextrano usando 50 mg de STMP durante 3 horas y se evaporó la acetona como se ha descrito anteriormente. Las formulaciones preliminares se prepararon y evaluaron variando los parámetros del proceso. Se seleccionaron dos formulaciones que diferían en la cantidad de dextrano para estudios adicionales en animales: 50 y 150 mg. La formulación con 50 mg se denominó DX-50- y la de 150 mg como DX-150.
Preparación de microesferas (MP)
Las microesferas (MP) se formaron microencapsulando las NP que contenían exenatida utilizando la técnica de secado por pulverización. Para la microencapsulación, se prepararon 100 ml de tampón NaH2PÜ4. El pH del tampón se ajustó a 6,5 mediante una disolución de NaOH 1 M. Se disolvió una cantidad de 750 mg de Eudragit en esa disolución manteniendo el pH a 6,5. Además, se preparó una disolución de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) al 1% p/v añadiendo 1.000 mg de HPMC a 100 ml de DDW precalentado (~ 80°C). Luego, la disolución de Eudragit se agregó a través de un embudo con una banda de gasa (para filtrar las partículas de Eudragit que podrían no haberse disuelto) a la disolución de HPMC.
Una vez que se evaporó la acetona de la suspensión de NP, se añadió la disolución combinada de los polímeros de micropartículas a la suspensión de NP. A continuación, la suspensión se secó por pulverización con un aparato B-190 minisecador por pulverización Buchi (Flawil, Suiza) en las siguientes condiciones: temperatura de entrada 160 °C; temperatura de salida 85 °C; aspiración 100%; la velocidad de alimentación de la suspensión fue de 7 ml/min; el polvo se recogió en el separador ciclónico y se calculó el rendimiento de salida.
Caracterización fisicoquímica de las NP y posteriores MP
Caracterización de NP
El diámetro medio y el potencial zeta de las distintas NP se caracterizaron utilizando un dispositivo Zetasizer de Malvern (serie Nano, Nanos-ZS, Reino Unido) a 25 °C y utilizando agua como diluyente. La evaluación morfológica se realizó mediante microscopía electrónica de crio-transmisión (Cryo-TEM). En el método Cryo-TEM, se coloca una gota de la disolución sobre una película de polímero perforada revestida de carbono sobre una rejilla de Cu de malla 300 (Ted Pella Ltd., Redding, CA, EE. UU.), y la muestra se vitrifica automáticamente utilizando Vitrobot (FEI) mediante enfriamiento rápido en etano líquido a -170 °C. Las muestras se estudiaron usando un FEI Tecnai 12 G2 TEM, a 120 kV con un soporte criogénico Gatan mantenido a -180 °C, y las imágenes se registraron en una cámara de dispositivo de carga acoplada enfriada de escaneo lento.
Estudios de m icroscopía electrónica de barrido (SEM) de resolución extra alta de MP
La evaluación morfológica y de tamaño de las MP secadas por pulverización se llevó a cabo utilizando microscopía electrónica de barrido de resolución extra alta (modelo: Magellan 400L, FEI, Alemania). Las muestras se fijaron en un soporte SEM usando cinta adhesiva de doble cara y luego se hicieron eléctricamente conductoras siguiendo el procedimiento de revestimiento estándar mediante salpicaduras de oro (Pilaron E5100) al vacío.
Contenido de fármacos
La cantidad total de exenatida en el polvo se analizó disolviendo la muestra en 2 ml de agua durante la noche. Posteriormente, la mezcla se centrifugó a 14.000 rpm durante 2 min. Se inyectó 1 ml del sobrenadante en HPLC en las siguientes condiciones: Columna Restek Viva C4 (5 pm), 250/4,6 mm. La temperatura de la columna se mantuvo a 45 °C. La fase móvil A fue acetonitrilo (ACN) y la fase móvil B fue dihidrogenofosfato de potasio (KH2PO4, 20 mmol/L) ajustado a pH 2,5 con ácido fosfórico. El tampón KH2PO4 se filtró a través de un filtro de membrana de 0,2 pm antes de su uso. Se utilizaron las siguientes condiciones de gradiente para la exenatida: de 30% a 45% de fase móvil A en 15 min, y se volvió a equilibrar al 30% de fase móvil A durante 3 min. El caudal fue de 1,5 ml/min. El volumen de inyección fue de 20 pl. La señal UV se detectó a 215 nm. El contenido de exenatida se calculó utilizando una curva de calibración construida a partir de concentraciones de exenatida que oscilaron entre 0 y 20 pg/ml que arrojó una correlación lineal (r2=0,999).
Estudios farmacocinéticos en ratas
Todos los estudios con animales fueron aprobados por el Comité de Ética de Cuidado de Animales de Laboratorio de la Universidad Hebrea de Jerusalén (MD-13575-4). En este estudio se utilizaron ratas macho Sprague Dawley (300­ 350 g). Los animales se alojaron en condiciones SPF, se mantuvieron en ayunas y tuvieron acceso libre al agua potable. Se dividieron aleatoriamente siete grupos de 3 ratas para evaluar la absorción oral y los niveles plasmáticos de exenatida a lo largo del tiempo. La exenatida se inyectó por vía subcutánea como una disolución o se formuló en Byetta® a una dosis de 65 pg/kg (20 pg/rata). Al tercer y cuarto grupos de ratas se les administró oralmente 31 mg de MP en blanco elevadas externamente con exenatida o disolución de exenatida a una dosis de 165 pg/kg (50 pg/rata) para determinar si la formulación en blanco tenía efecto. Finalmente, se administraron por vía oral 35, 33 y 32 mg de Glut-1, DX-50 y DX-150, respectivamente, a una dosis de 165 pg/kg (50 pg/rata). Todas las suspensiones orales se dispersaron en 2 ml de DDW, mientras que el volumen de la inyección subcutánea fue de 200 pl.
Se tomaron muestras de sangre (500 pl) de la cola de la rata a las 0, 0,5, 1, 2, 4, 6, 8 y 24 h. Las muestras de sangre se recogieron en tubos que contenían EDTA y aprotinina. Las muestras se centrifugaron a 10.000 rpm, 4 °C durante 10 min, después de lo cual se transfirieron 250 pl de muestras de plasma a tubos nuevos y se almacenaron a -80 °C hasta su análisis. Los niveles de exenatida se determinaron utilizando el kit ELISA CEK-0130-01 (AB Biolabs, EE. UU.) siguiendo el protocolo sugerido por la empresa.
Cálculos de biodisponibilidad
Los parámetros farmacocinéticos se calcularon utilizando el software WinNonlin, aplicando la regla del trapezoide para el cálculo del AUC. Los valores de AUC se ajustaron siguiendo las correcciones de la dosis de tamaño.
La biodisponibilidad relativa de las diferentes formulaciones orales en comparación con la formulación estándar comercializada Byetta® inyectada por vía subcutánea se calculó utilizando la siguiente ecuación:
BiodisuonibUiÁnd relativa = - \ - A -- U -- C --- o -- r - a -- l - ) -* 100
K [AUC t t ]
Formulaciones de exenatida
Formulación F-1: Nanoencapsulación primaria de exenatida con BSA y dextrano reticulado (formulación de ejemplo).
Se disolvieron 200 mg de BSA (Sigma-A7906) y 50 mg de Dextrano 12KDa (Sigma-31418) en 10 ml de DDW. Se disolvieron por separado 4 mg de exenatida en 10 ml de DDW. Se añadió una disolución de albúmina/dextrano a la disolución de exenatida para alcanzar la disolución completa del péptido (disolución A). El pH 6,8 se ajustó con NaOH 0,1 M para alcanzar un pH de -8,5. Se inyectaron 20 ml de acetona a la disolución A durante una fuerte agitación para provocar la formación de NP de BSA-Dextrano que comprendían la mayor parte de la exenatida. La reticulación del dextrano se obtuvo mediante la adición de un 5% (1 ml) de trimetafosfato de sodio (STMP) y la disolución se agitó a 900 rpm a temperatura ambiente durante 3 horas. Una representación esquemática de la síntesis de la Formulación F-1 se muestra en las figuras 1A-1B.
Formulación F-2: Nanoencapsulación primaria de exenatida con BSA y glutaraldehído reticulado (para fines de referencia).
Se disolvieron 200 mg de BSA (Sigma-A7906) en 10 ml de DDW. Se disolvieron por separado 4 mg de exenatida en 10 ml de DDW. Se añadió disolución de albúmina a la disolución de exenatida para alcanzar la completa disolución del péptido. El pH se ajustó con NaOH 0,1 M para alcanzar un pH de 8,5. Se inyectaron 15 ml de acetona a la disolución A durante un fuerte vórtice para provocar la formación de NP de BSA-Exenatida que comprendían la mayor parte de la exenatida. La reticulación con BSA se obtuvo mediante la adición de 25 |ul de glutaraldehído al 4% y la disolución se agitó a 900 rpm a temperatura ambiente durante 3 horas. Una representación esquemática de la reticulación de la Formulación F-2 se muestra en la Figura 2.
Formulación F-3: Conjugación de exenatida con la superficie de nanopartículas (con fines de referencia).
La activación de la exenatida se llevó a cabo haciendo reaccionar 4 mg de exenatida con el espaciador sulfo-SMCC (sulfosuccinimidil-4-(W-maleimidometil)ciclohexano-1-carboxilato) durante 2 horas a temperatura ambiente.
Para preparar las nanopartículas, se disolvieron 150 mg de PLGA (50K) (Resomer RG 504H, Boehringen Ingelheim), 150 mg de PLGA-co-p Eg (45K y 5K) (Resomer RGP d 50105) y 10 mg de oleil cisteinamida en 50 ml de acetona. Se disolvieron 100 mg de Solutol HS 15 (BASF) en 100 ml de DDW mientras se agitaba. La fase orgánica se añadió a la fase acuosa con agitación (900 rpm) y se dejó mezclar durante 15 min. La formulación se evaporó a menos de 10 ml a 37 °C usando un evaporador rotatorio a presión reducida. El pH se ajustó a 6,7-6,8 usando NaOH 0,1 M y el volumen se ajustó a 10 ml. La formulación se centrifugó a 4.000 rpm para sedimentar partículas grandes (3-4%). Sólo se utilizó el sobrenadante coloidal para la formulación final.
La exenatida activada se incubó inmediatamente con la formulación preformada. La incubación se realizó a temperatura ambiente, durante la noche en un agitador magnético. Los grupos maleimida del LC-SMCC hicieron reaccionar con los grupos sulfhidrilo de la oleil cisteinamida a un pH = 6,5-7,5 para formar enlaces tioéter estables.
Formulación F-4: Doble encapsulación de exenatida (para fines de referencia).
Se disolvieron 100 mg de BSA (Sigma-A7906) en 2 ml de DDW. Se disolvieron por separado 5 mg de exenatida en 3 ml de DDW. Se añadió disolución de albúmina a la disolución de exenatida hasta alcanzar la completa disolución del péptido. El pH se ajustó con NaOH 1 M a 7,4-8. Se inyectaron 10 ml de acetona en la disolución durante una fuerte agitación para provocar la formación de nanopartículas de BSA que comprendía la mayor parte de exenatida.
Se disolvieron 128 mg de PLGA (50K) en 93 ml de acetonitrilo. Se añadieron 6 ml de formulación de nanopartículas de BSA durante la agitación para formar una doble encapsulación (condiciones de nanopulverización: malla de 4\|um, a temperatura: 50°C).
Microencapsulación de formulaciones F1-F4 con Eudragit L y HPMC
Se disolvieron 500 mg de HPMC en 100 ml de DDW precalentado y se disolvieron 500 mg de Eudragit (aniónico) en 100 ml de PBS.
A la disolución de nanopartículas se le añadieron la disolución de Eudragit y la disolución de HPMC. Las disoluciones combinadas se agitaron durante 30 minutos a 500 rpm a temperatura ambiente; la dispersión combinada se evaporó mediante un secador por pulverización en las siguientes condiciones: temperatura de entrada = 160 °C; Temperatura de salida = 1002C. Se obtuvieron micropartículas que comprendían nanopartículas cargadas con fármaco.
Se muestra la caracterización fisicoquímica de las nanopartículas cargadas con fármaco en la Tabla 1.
Tabla 1: Propiedades fisicoquímicas de las formulaciones de exenatida.
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Evaluación del efecto hipoglucemiante de la exenatida en varias formulaciones (F1-F5) en ratones OB/OB
La aclimatación de los ratones durante unos días se llevó a cabo administrando glucosa y controlando los niveles de glucosa durante 6 horas. Posteriormente, a todos los ratones se les inyectó Byetta (formulación comercial inyectable de exenatida) a una dosis de 20 pg/kg y se controlaron los niveles de glucosa en sangre durante 6 horas.
La evaluación del efecto hipoglucemiante de la exenatida en diversas formulaciones en ratones OB/OB se llevó a cabo para un tamaño de grupo de n = 8 por grupo de animales. A cada grupo de ratones OB/OB se le proporcionó uno de los siguientes:
i) Disolución salina vehículo vacío (F-5)
ii) Inyección de Byetta
iii) Exenatida (F-1)
iv) Exenatida (F-2)
v) Exenatida (F-3)
vi) Exenatida (F-4)
El primer día, todos los animales se mantuvieron en ayunas 18 horas antes de los experimentos y luego, después del ayuno, se controló la glucosa en sangre. Se inyectó glucosa (18 mm/kg) por vía i.p. a todos los animales; 60 min después de la inyección de glucosa se examinaron los siguientes parámetros: medición de glucosa en sangre, extracción de sangre para Elisa, medición del peso corporal. Luego, las formulaciones F1-F5 se administraron por vía oral (Byetta se administró por vía s.c.). Después de la administración, se controlaron los niveles de glucosa en sangre a los 30 min, 1 h, 1,5 h, 2 h, 3 h y 6 h desde la administración.
Desde el segundo día hasta el noveno día, se midió el peso corporal en el momento cero y se extrajo sangre para ELISA. A esto le siguió la administración de las formulaciones y la medición de los niveles de glucosa en sangre dentro de 1 hora de la administración del fármaco (así como la extracción de sangre para ELISA).
El décimo día, antes de la administración de las últimas dosis de las formulaciones probadas, se administró nuevamente glucosa seguido de la medición del peso corporal y la extracción de sangre para ELISA. Después de esto, las formulaciones se administraron en dosis doble (para comprobar la potenciación de estas formulaciones) a los animales respectivos y luego, después de 1 hora de administración del fármaco, se midieron los niveles de glucosa en sangre y se extrajo sangre para ELISA.
Mediciones de peso corporal
Las mediciones del peso corporal se llevaron a cabo al mismo tiempo para cada ratón. Los resultados de las diferentes formulaciones de exenatide (F1-F5) y Byetta se muestran en la Figura 3.
Mediciones de los niveles de glucosa en sangre
Se extrajeron muestras de sangre del día 1 al 10. Los animales de 15 a 19 semanas de edad se mantuvieron en ayunas durante la noche (hasta 16 h) antes de los procedimientos de medición de glucosa en sangre, transfiriendo los ratones a una base de jaula limpia con material de anidación limpio y una pequeña cantidad de material de cama sucio y enriquecimiento ambiental de su vieja jaula. El cambio de jaula y material de cama obvió la posibilidad de que los ratones pudieran acceder a la comida derramada. El agua permaneció disponible libremente durante todo el período de ayuno. Los alimentos se devolvieron después de la extracción de la muestra de sangre final. Se obtuvo una gota de sangre de ratones desenfrenados al cortar la punta de la cola con una cuchilla. Las mediciones se tomaron usando un medidor de glucosa en sangre de mano (Accu-chek Aviva, Roche Diagnostics, Reino Unido). Los niveles de glucosa en sangre de experimentos preliminares con Byetta se muestran en la Figura 4, mientras que los niveles de glucosa en sangre para diferentes formulaciones de exenatida (F1-F5) y Byetta se muestran en la Figura 5.
Niveles de insulina en plasma
Para la determinación de insulina, se tomaron muestras de 150 ml de sangre de la vena de la cola (la sangre se procesó en una centrífuga a 3000 ciclos/min durante 10 y 5 min). El plasma sanguíneo se separó en dos tubos revestidos con heparina para los parámetros sanguíneos y las mediciones de insulina (30 ml cada uno). Los niveles de insulina en plasma se midieron usando un kit de ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas de insulina de ratón (Mercodia, Sylveniusgatan, Suecia). Los niveles de insulina plasmática de los diferentes grupos en diferentes días se muestran en la Figura 6.
Niveles de glucosilato de hemoglobina
Se recolectó plasma usando EDTA como anticoagulante. Se centrifugaron las muestras durante 15 minutos a 1000 x g dentro de los 30 minutos posteriores a la recolección. Se retiró el plasma y se analizó inmediatamente o se almacenaron muestras en alícuotas a -20 °C o -80 °C. Los niveles de glicosilato de hemoglobina se midieron usando un kit de ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas de insulina de ratón (Life Science, Inc, Florida, EE. UU.). Los niveles de glicosilato de hemoglobina de los diferentes grupos en diferentes días se muestran en la Figura 7.
Caracterización fisicoquímica de las NP y posteriores MP
La albúmina de suero bovino (BSA) es un vehículo proteico abundante y conocido para la administración oral de fármacos (excepto péptidos y proteínas). Sus principales ventajas son la biodegradabilidad, biocompatibilidad, seguridad, no antigenicidad, buena tolerabilidad y disponibilidad. Además, la incorporación de péptidos y proteínas en las NP primarias es un desafío, ya que la mayoría de los polímeros de revestimiento son solubles en agua y deben reticularse para provocar liberación in vitro prolongada de los péptidos en condiciones de sumidero. En el caso de las NP de BSA, ampliamente aceptadas como nanovehículos, el problema es aún más complicado. Cualquier proceso de desnaturalización de la albúmina, incluida la reticulación con glutaraldehído, la desnaturalización por calor o el uso de disolventes orgánicos afectará obviamente a la integridad química del péptido o proteína como se observa también en el presente trabajo.
Para evitar dicho inconveniente, la matriz de BSA se combinó con el polisacárido dextrano que puede reticularse mediante sus grupos hidroxilo reactivos como se muestra en la Figura 8 [** Polisacáridos como componentes básicos para nanoterapéuticos]. Para lograr un sistema de nanopartículas estable, los grupos hidroxilo reactivos del dextrano se reticularon usando TSMP, en condiciones de pH adecuadas.
Se prepararon varias formulaciones variando diferentes parámetros, tales como pH, tipo de molécula de reticulación, cantidad de TSMP, cantidad de dextrano. Las NP de BSA que contenían exenatida preparadas con glutatraldehído como reticulante presentaron un tamaño de diámetro medio de 59,34 ± 0,32 nm basado en la medición por triplicado con un valor de índice de polidispersidad (PDI) de 0,138 que refleja un intervalo de tamaño estrecho y un valor de potencial zeta de - 50,3 ± 3,03 mV. Las propiedades de las formulaciones de NP compuestas por BSA:mezcla de dextrano se presentan en la Tabla 2. Basándose en los datos mostrados en Tabla 2, se seleccionaron 50 mg y 150 mg de dos formulaciones que diferían en la cantidad de dextrano como se mencionó anteriormente. El diámetro medio de las NP, independientemente de la formulación, osciló entre 190 y 210 nm, con un intervalo de distribución relativamente estrecho reflejado por los valores de PDI relativamente bajos observados.
Tabla 2: Composición y propiedades de las diferentes formulaciones de NP preparadas a partir de una mezcla de BSA y Dextrano
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La visualización de las NP primarias compuestas por la mezcla BSA/dextrano se llevó a cabo utilizando Cryo TEM (Figura 1A-B). Las imágenes muestran una morfología esférica de las NP independientemente de la diferencia en la composición con un tamaño de diámetro similar en valor de intervalo al intervalo observado con las mediciones del Zetasizer.
La caracterización de diversas MP cargadas con NP se visualizó principalmente mediante análisis XHR SEM (Figura 9A, B, C). Las NP microencapsuladas mostraron que el revestimiento de las MP era liso, con un tamaño cualitativo de 1 a 15 pm y las MP se desinflaron como resultado del vacío aplicado para la visualización SEM.
El contenido final de exenatida en Glut-1, DX-50 y DX-150 fue de 0,147, 0,153 y 0,158% p/p respectivamente, lo que dio lugar a una eficacia de rendimiento de encapsulación de aproximadamente 40% independientemente de la formulación.
Estudios de absorción y farmacocinética en ratas
Los niveles plasmáticos de exenatida de 3 ratas, para cada tratamiento, se presentan en la Figura 10. A las 8 y 24 horas, las concentraciones plasmáticas de exenatida estaban por debajo del límite de detección del kit independientemente de la formulación, por lo que no se muestran los datos. Además, se puede observar a partir de los resultados presentados en la Figura 10 que la formulación de MP en blanco (preparada con NP DX-50 sin exenatida) elevada con la disolución de exenatida, la formulación Glut-1 y la disolución de exenatida libre administrada por vía oral no provocaron ningún nivel plasmático de exenatida detectable. También se observó que la exenatida real provocó un perfil plasmático cercano al perfil del producto comercial Byetta™ mientras que la formulación DX-50 provocó un perfil farmacocinético más alto que la DX-150 pero ambas se administraron en dosis mucho más altas que las preparaciones inyectables (165 pg/kg frente a 65 pg/kg respectivamente).
De hecho, tras los cálculos de los parámetros farmacocinéticos se puede observar claramente tras la normalización de la dosis que el valor más alto de AUC se obtuvo con la inyección de Byetta, seguida de la disolución inyectada de exenatida, la formulación DX-50 y DX-150. Además, independientemente de la dosis, todas las formulaciones produjeron valores Cmax superiores a 1.000 ng/ml y sin diferencia en los valores Tmax. Más importante aún, el análisis ANOVA señaló que no hay una diferencia significativa entre los valores de AUC normalizados entre la disolución de Byeatt y exenatida y la suspensión oral DEX-50. La única diferencia significativa fue con DEX10-50 que provocó una biodisponibilidad oral relativa del 46,5%.
Tabla 3: Valores medios de los parámetros PK (media ± SE) después de la inyección S.C. de Byetta y disolución de exenatida (Dis. Exe.) a una dosis de 65 pg/kg o la administración oral de DX-50 y DX-150 a una dosis de 165 pg/kg, N = 3
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Observaciones
Todos los procedimientos relacionados con el manejo, cuidado y tratamiento de animales en este estudio se realizaron de acuerdo con las pautas aprobadas por el Comité Institucional de Uso y Cuidado de Animales (IACUC, del inglés Institutional Animal Care and Use Committee) siguiendo las directrices de la Asociación para la Evaluación y Acreditación del Cuidado de Animales de Laboratorio (AAALAC, del inglés Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care, AAALAC).
Todos los valores en las figuras y el texto se expresan como error estándar medio (s.e.m.) de la media de n observaciones. Para los estudios in vivo, n representa el número de animales estudiados. En los experimentos que involucran histología, las cifras mostradas son representativas de al menos tres experimentos (coloración histológica) realizados en diferentes días experimentales en la sección de tejidos recogidos de todos los animales de cada grupo. Los conjuntos de datos se examinaron mediante análisis de varianza de una o dos vías, y luego se compararon las medias de los grupos individuales con la prueba t de Student para datos no apareados. Se consideró significativo un valor de p menor de 0,05.
Análisis
Se evaluó la eficacia terapéutica y la seguridad de diferentes formulaciones de exenatida (F1-F5) en ratones OB/OB. En particular, no hubo diferencias significativas en el peso corporal después de la administración de exenatida (F1-F5) y Byetta (Figura 3).
En los experimentos preliminares con Byetta, después de 1 hora de inyección de glucosa, se administró Byetta a los ratones, como se muestra en la Figura 4; Se demuestra una reducción de los niveles de glucosa en sangre hasta de 6 h. Este resultado apoya la idea de que Byetta representa un objetivo estándar en el tratamiento de la diabetes. Además, se compararon diferentes formulaciones de exenatida (F1-F4) con el tratamiento con Byetta. Es de destacar que las formulaciones de exenatida (F1-F4) se administraron por vía oral, mientras que la composición de Byetta se administró por inyección. Los resultados mostraron que la administración oral diaria de F-1 y F-2 pueden reducir el aumento de los niveles de glucosa en sangre en ratones OB/OB (Figura 5). Sobre esta base, se especula que estas dos formulaciones muestran los resultados más interesantes.
Los datos en la Figura 6 muestran los niveles de insulina plasmática de los diferentes grupos en diferentes días. Como se puede observar, el tratamiento con las diferentes formulaciones de exenatida (F1-F5) es capaz de incrementar los niveles de insulina, así como el tratamiento con Byetta.
Además, durante los 10 días de tratamiento, se descubrió que la inyección de Byetta redujo los niveles de hemoglobina glicosilada (HbA1 c) en ratones OB/OB (figuras 7-11). La tasa de hemoglobina glicosilada se aclaró, en comparación con la Figura 5, mostrando que solo dos formulaciones de exenatida F-1 y F-2 tienen un efecto en la reducción de los niveles de hemoglobina glicosilada.
De esto se concluyó que la administración oral diaria de exenatida F-1 (y en mucho menor grado la administración oral de F-2, debido a que el péptido está reticulado por glutaraldehído y pierde parte de su actividad), puede tener un efecto beneficioso en el tratamiento sintomático de la diabetes.
Doble nanoencapsulación de insulina h
Se prepararon muestras de doble nanoencapsulación que comprendían insulina h para obtener un polvo seco inyectable, con el fin de provocar una liberación prolongada del péptido in vivo.
Nanoencapsulación primaria de insulina h con HSA:
Se disolvieron 200 mg de albúmina de suero humano (HSA) en 5 ml de DDW con agitación. Por separado, se disolvieron 20 mg de insulina humana o bovina en 5 ml de DDW y se agitaron durante 30 segundos. A continuación, se añadió la disolución de insulina h a la disolución de HSA y se agitó durante 30 minutos hasta alcanzar la completa disolución del péptido. El pH de la disolución resultante se ajustó a 7,4-8 con NaOH 0,1M. Luego, se inyectaron rápidamente 20 ml de acetona (en 20 segundos) con agitación vigorosa (900 rpm) para provocar la formación de nanocápsulas de HSA cargadas con insulina h (disolución A). La disolución A se cubrió con papel de aluminio para evitar la evaporación de la acetona y se agitó durante 1 hora a 900 rpm. Se extrajeron muestras (50-100 pl) después de una hora de agitación para medir el potencial Zeta y el tamaño. Por separado, se disolvió una disolución de PLGA 100K (50:50) en 80 ml de acetonitrilo y se añadió a la disolución A.
Nanoencapsulación de nanopartículas de HSA/ insulina h en PLGA mediante secador de nanopulverización - Modo orgánico
Las nanocápsulas se prepararon mediante secado por pulverización en el secador NSD B-90 que funcionaba en modo de 'circuito cerrado', por lo tanto, N2 (g) y CO2 (g) fluyeron en el sistema en lugar de aire. En todos los experimentos, el flujo de gas fue de aproximadamente 120 l/min. El aire se empapó con vapores volátiles y la humedad se transfirió a una unidad deshumidificadora para su secado y condensación, luego se devolvió seco al sistema en un recorrido circular. El secado por pulverización se realizó a bajas temperaturas (T¡n= 30 ° -60 °C) con membrana de malla de 4 pm. Se prepararon diversas formulaciones de diferentes relaciones de HSA/insulina h/PLGA. A diferencia de los secadores por pulverización convencionales que funcionan con flujo turbulento, el NSD B-90 funciona con flujo laminar; por lo tanto, se puede lograr un calentamiento suave, lo que hace que el sistema sea compatible con productos biofarmacéuticos sensibles al calor.
Caracterización fisicoquím ica de nanocápsulas primarias cargadas con fármaco
Contenido de insulina dentro de las nanocápsulas primarias
Se desarrolló un método analítico apropiado por HPLC en las siguientes condiciones:
Se utilizó una columna c4 para la separación y análisis de la insulina h (RESTEK viva 4,6 mm x 250 mm, d.i., partículas de 5 pm, Bellefonte, PA. EE. UU.). La temperatura de la columna se mantuvo a 45 °C. La fase móvil A fue acetonitrilo (ACN) y la fase móvil B fue dihidrógeno fosfato de potasio (KH2PO4, 20 mmol/L) ajustado a un pH de 2,5 con ácido fosfórico. La fase móvil se filtró a través de un filtro de membrana de 0,45 pm y se desgasificó mediante vacío antes de su uso.
Se utilizaron las siguientes condiciones de gradiente para la insulina h: de 30% a 45% de fase móvil A en 15 min, y se volvió a equilibrar a 30% de fase móvil A durante 3 min. El caudal fue de 1,5 ml/min. El volumen de inyección fue de 20 pl. La señal UV se detectó a 215 nm.
Tabla 4: Contenido de insulina h en varias formulaciones
Figure imgf000016_0001
Tabla 5: El potencial zeta y el tamaño de partícula de las nanocápsulas primarias de diversas formulaciones.
Figure imgf000016_0002
Imágenes SEM congeladas y fracturadas de nanocápsulas en interfases fluidas
Las muestras se suspendieron en agua ultrapura vórtice y luego se agitaron durante al menos 30 minutos antes de congelarlas. Se interpuso un volumen de suspensión de 1,5 pm entre dos laminillas de aluminio planas con una rejilla TEM de malla 200 usada como espaciador entre ellas. A continuación, la muestra se congeló a alta presión en una máquina de congelación de alta presión HPM010 (Bal-Tec, Liechtenstein). Las muestras congeladas se montaron en un soporte y se transfirieron a un dispositivo de fractura por congelación BAF 60 (Bal-Tec) utilizando un dispositivo de transferencia criogénica al vacío VCT 100 (Bal-Tec). Después de fracturar a una temperatura de -120 °C, las muestras se criograbaron a -110 °C durante 5 minutos y se revistieron con 3 nm Pt/C mediante sombreado rotativo de doble eje. Las muestras se transfirieron a un SEM Ultra 55 (Zeiss, Alemania) usando un VCT 100 y se observaron usando un detector en lente de electrones secundarios a 1,5 kV a una temperatura de -120 °C. Las imágenes SEM se muestran en las figuras 11A-11C.
Inducción de diabetes mellitus (DM)
La DM se indujo en las ratas mediante inyección intravenosa de estreptozotocina (STZ) diluida en tampón citrato 0,05 M (50 mg/kg de peso corporal). Dos semanas después, los animales seleccionados como diabéticos eran aquellos que presentaban glucemia en ayunas por encima de 250 mg/dL. La glucemia se midió mediante el método de la glucosa oxidasa (Bergmeyer y Bernt, 1974) utilizando un glucómetro clínico (Contour™, BAYER).
Las ratas diabéticas se utilizaron luego para evaluar los efectos hipoglucémicos de diferentes formulaciones que contenían nanocápsulas de insulina mediante alimentación oral a 5; 10 UI/(175; 350 pg) e inyección subcutánea a 5 UI (175 pg) por animal en diferentes condiciones (en ayunas y no en ayunas).
Las figuras 12-13 muestran los niveles de glucosa en sangre después de la administración subcutánea de las diversas formulaciones de nanopartículas cargadas de insulina en condiciones de ayuno y sin ayuno (N = 3), respectivamente.
Se puede ver en las imágenes SEM que las nanocápsulas de HSA primarias de insulina h están nanoencapsuladas en nanocápsulas más grandes de PLGA. Estas nanocápsulas primarias también están revestidas internamente por el polímero PLA, lo que sugiere que la liberación de insulina puede controlarse tras inyección i.m. o s.c. Esta suposición fue verificada (como puede verse en las figuras 12-13), ya que la inyección de ambos tipos de insulina en nanocápsulas dobles provoca una marcada y prolongada disminución de la glucosa en sangre durante 24 h en ayunas, mientras que en condiciones sin ayuno el efecto es más breve. Se puede concluir que la nueva técnica no afecta al menos de forma notable a la actividad farmacológica de la insulina.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Una nanopartícula que comprende albúmina, un glucano y un agente activo hidrófilo, estando el glucano al menos parcialmente reticulado por trimetafosfato de sodio (STMP); en donde el agente activo hidrófilo está incrustado en una matriz que forma la nanopartícula.
2. La nanopartícula según la reivindicación 1, en donde dicha albúmina se selecciona de albúmina de suero humano (HSA) y albúmina de suero bovino (BSA).
3. La nanopartícula según la reivindicación 1 o 2, en donde el glucano es un a-glucano.
4. La nanopartícula según la reivindicación 3, en donde dicho a-glucano se selecciona de dextrano, glucógeno, pululano, almidón, liquenina, manano, galactomanano, arabinoxilano y galacton.
5. La nanopartícula según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde dicho glucano tiene un peso molecular de entre aproximadamente 5 KDa y 2000 KDa.
6. La nanopartícula según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde dicho agente activo hidrófilo comprende restos terminales de -NH2 o restos colgantes de -NH2 , seleccionándose el agente activo hidrófilo opcionalmente de una vitamina, una proteína, un antioxidante, un péptido, un polipéptido, un lípido, un carbohidrato, una hormona, un anticuerpo, un anticuerpo monoclonal, una vacuna, un agente profiláctico, un agente de diagnóstico, un agente de contraste, un ácido nucleico, un agente nutracéutico, una molécula pequeña de un peso molecular de menos de aproximadamente 1.000 Da o menos de aproximadamente 500 Da, un electrolito, un fármaco, un agente inmunológico y cualquier combinación de los mismos.
7. La nanopartícula según la reivindicación 6, en donde dicho agente activo hidrófilo se selecciona de insulina, exenatida, hormona del crecimiento, acetato de octreotida, acetato de lanreotida, acetato de goserelina, copaxona, etanercept y anticuerpos monoclonales.
8. La nanopartícula según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la nanopartícula ya sea una nanoesfera o una nanocápsula, tiene opcionalmente un diámetro de como máximo 500 nm.
9. Un vehículo que comprende un polímero hidrófobo y una pluralidad de nanopartículas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la pluralidad de nanopartículas está (i) encapsulada por dicho polímero hidrófobo o (ii) incrustada en una matriz formada por dicho polímero hidrófobo.
10. El vehículo según la reivindicación 9, en donde dicho polímero hidrófobo se selecciona de ácido poli(láctico-coglicólico) (PLGA), polimetilmetacrilato (PMMA), hidroxipropil-2-metilcelulosa (HPMC), poli(ácido láctico) (PLA), poli(láctico-co-glicólido) (PLG), poli(lactida), ácido poliglicólico (PGA) y poli(hidroxibutirato).
11. Una composición farmacéutica que comprende una nanopartícula según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 y/o un vehículo según la reivindicación 9 o 10.
12. La composición farmacéutica según la reivindicación 11, que está adaptada para la administración tópica, oral, por inhalación, nasal, transdérmica, ocular o parenteral de dicho agente activo hidrófilo.
13. Una nanopartícula según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 o un vehículo según la reivindicación 9 o 10, para su uso en el tratamiento de una enfermedad, trastorno o afección crónica.
14. Una nanopartícula o vehículo para su uso según la reivindicación 13, en donde la nanopartícula o vehículo está adaptado como un sistema de administración para transportar un agente activo hidrófilo por vía tópica, oral, por inhalación, nasal, transdérmica, ocular o parenteral al sistema circulatorio de un sujeto.
15. Un proceso para la preparación de una nanopartícula que comprende albúmina, un glucano y un agente activo hidrófilo, en donde el glucano está reticulado al menos parcialmente por trimetafosfato de sodio (STMP), comprendiendo el proceso:
- mezclar una primera disolución acuosa que comprende albúmina y dicho glucano con una segunda disolución acuosa que comprende dicho agente activo hidrófilo para formar una mezcla;
- inyectar un disolvente orgánico en dicha mezcla; y
- añadir trimetafosfato de sodio a dicha mezcla para reticular al menos parcialmente dicho glucano para obtener dicha nanopartícula; en donde el agente activo hidrófilo está incrustado en una matriz que forma la nanopartícula.
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