Diseño y evaluación de sistemas microparticulares biodegradables de agentes neuroprotectores para el tratamiento de patologías neurodegenerativas oculares

Resumen

Las enfermedades neurodegenerativas que afectan al segmento posterior del ojo en su mayoría son crónicas y pueden cursar con un daño progresivo del nervio óptico y la pérdida de células ganglionares, fotorreceptores y otras células de la retina ocasionando la pérdida de visión. Una de las estrategias terapéuticas encaminadas al tratamiento de estas patologías es la neuroprotección, que se centra en prevenir, limitar, y en algunos casos revertir, la degeneración o muerte de las células neuronales. Una aproximación terapéutica consiste en la administración de factores neurotróficos exógenos tales como el GDNF, encargados de modular el crecimiento, la diferenciación, la reparación y la supervivencia de las neuronas gracias a su unión a receptores específicos. También existen otras moléculas terapéuticas como la vitamina E y la melatonina que ejercen efecto neuroprotector a nivel ocular mediante otros mecanismos de acción como el antioxidante. Además el tratamiento de estas patologías requiere concentraciones eficaces de la sustancia activa en el tejido diana. Por ello, las terapias basadas en el empleo de sistemas de cesión controlada como son las micropartículas biodegradables de PLGA resultan de gran interés ya que la molécula activa se libera durante un periodo de tiempo determinado en el lugar de acción cuando son administradas a través de vías directas como la intravítrea. El objetivo global del presente trabajo de investigación se ha centrado en el diseño y caracterización de microesferas de PLGA para su utilización como sistema intraocular de liberación controlada de GDNF y otras sustancias activas destinadas a la terapia neuroprotectiva ocular. Estos sistemas microparticulares de PLGA han permitido la liberación de pequeñas cantidades de GDNF durante un largo periodo de tiempo. No obstante, no existen estudios que se hayan centrado en el estudio farmacocinético del GDNF liberado a partir de este tipo de sistemas. Por esta razón, se propuso como primer objetivo de esta tesis doctoral la evaluación de los niveles en vítreo del GDNF tras la administración intravítrea de MSs de GDNF y VitE en conejos mediante un estudio farmacocinético. Los resultados evaluados mediante un análisis no compartimental mostraron concentraciones de GDNF superiores a los niveles basales durante 6 meses después de la administración. La evaluación de la eficacia y seguridad de nuevas sustancias activas así como de la tolerancia de los dispositivos empleados para el tratamiento de este tipo de patologías requiere del impulso de métodos alternativos que permitan su estudio previo al in vivo. Por ello, como segundo objetivo de esta tesis doctoral se ha planteado la utilización de cultivos organotípicos como herramienta para la evaluación tanto de la tolerancia como de la actividad neuroprotectora a corto y largo plazo de MSs de PLGA cargadas con GDNF y VitE. Las MSs ensayadas fueron capaces de proteger los fotorreceptores de la retina tras una semana de contacto en comparación con los grupos control. Estos resultados se confirmaron a largo plazo con un mayor número de filas de células viables en la capa nuclear externa de la retina. Esta plataforma ex vivo permitió también descartar una posible toxicidad relacionada con las MSs de PLGA empleadas. Al tratarse de patologías que presentan una etiología multifactorial, podría resultar especialmente interesante el tratamiento combinado con distintos agentes terapéuticos que actúen sobre los diversos mecanismos implicados en la patogénesis. Así, el tercer objetivo propuesto en esta tesis doctoral consistió en la evaluación del potencial terapéutico del GDNF en combinación con VitE y de la combinación de GDNF y melatonina con VitE en MSs de PLGA en la supervivencia de células fotorreceptoras en un modelo animal de degeneración. Este estudio mostró que la administración intravítrea de estas MSs es capaz de producir el rescate parcial a nivel funcional y estructural de los fotorreceptores.