Nanosystems for ophthalmic drug delivery in the treatment of chronic and inflammatory pathologies

Resumen

En muchas patologías oculares crónicas que cursan con inflamación y que afectan a los segmentos anterior y posterior del ojo, no existen tratamientos efectivos y bien tolerados. En la enfermedad de ojo seco, se produce alteración en la lágrima y perfil lipídico o acuoso de la película precorneal. En el glaucoma se produce daño en la retina neural asociado en ocasiones a un aumento de la presión intraocular. Ambos, generan inflamación crónica, produciendo procesos degenerativos. En esta tesis doctoral, desarrollaron nanosistemas tópicos e intraoculares para el tratamiento de estos procesos. Se realizó una revisión de nanosistemas lipídicos profundizando en estrategias para aumentar la incorporación del fármaco, así como el tiempo de retención de la formulación. Se desarrolló un modelo para cribar activos osmoprotectores evaluando la influencia de diferentes situaciones de estrés en células de córnea. Se estableció un ambiente hipertónico de 470 mOsmM para generar muerte celular, apoptosis y reducción del volumen celular que permitiese identificar candidatos prometedores. Betaína, L-carnitina, taurina, y polímeros tópicos oculares como ácido hialurónico, AH, e hidroxipropilmetilcelulosa, mostraron resultados prometedores, mostrando la betaína mejores resultados a concentraciones elevadas y siendo el AH el polímero más protector. Todos inhibieron la producción factor de necrosis tumoral en macrófagos. Se desarrolló una microemulsión autoemulsificable de 20 nm para la administración de lípidos y elementos acuosos a la película precorneal, así como para poder vehiculizar fármacos de administración tópica ocular. Las microemulsiones se caracterizaron fisicoquímicamente estudiándose el efecto de la adición de AH y dextrano. Las formulaciones presentaron propiedades adecuadas para administración tópica oftálmica con buena tolerancia in vitro. Se realizó un ensayo de estabilidad a temperatura ambiente y en refrigeración a 9 meses siendo estables en refrigeración. Se prepararon microemulsiones osmoprotectoras, con AH o dextrano que presentaron adecuadas características fisicoquímicas, adecuada tolerancia in vivo e in vitro y elevada osmoprotección. Utilizando las microemulsiones para vehiculizar latanoprost como agente hipotensor, se realizaron estudios preliminares de permeación celular de microemulsiones cargadas con cumarina en células de córnea con alta retención a 10 días. La microscopía electrónica mostró internalización y distribución en diferentes estructuras celulares. Las microemulsiones con latanoprost demostraron notable superioridad a la comercial, exhibiendo también efecto hipotensor aquellas sin latanoprost. Finalmente, se desarrolló un hidrogel termosensible de administración intravítrea para la liberación sostenida de neuroprotectores. Se sintetizaron y caracterizaron dos polímeros con ácido poliláctico-co-glicólico y polietilenglicol para crear un hidrogel biodegradable termosensible a temperaturas fisiológicas. El hidrogel 1, con más ácido láctico, presentó mejor comportamiento para administración intravítrea. Se seleccionaron ketorolaco y dexametasona como antiinflamatorios con propiedades neuroprotectoras e idebenona y vitamina E pegilada como adyuvantes y también posibles neuroprotectores. La reología exhibió características adecuadas para inyección intravítrea siendo mejor el hidrogel 1. La tolerancia in vitro en células epiteliales pigmentarias de la retina fue mejor para el hidrogel 1 que el hidrogel 2. Los hidrogeles neuroprotectores finales mostraron buena tolerancia y elevada capacidad protectora in vitro ante estrés oxidativo inhibiendo también el factor de necrosis tumoral alfa. La liberación in vitro se ajustó al modelo de Korsmeyer-Peppas. Todos ellos cedieron el fármaco durante mínimo 50 días, con diferencias entre los hidrogeles de dexametasona e idebenona o vitamina E pegilada frente a aquellos que solo contenían dexametasona. Estas diferencias no se manifestaron en los hidrogeles de ketorolaco