ESTUDIO BIOFARMACÉUTICO DE EFICACIA TERAPÉUTICA DE FORMULACIONES NANOESTRUCTURADAS A PARTIR DE PRODUCTOS DE ORIGEN NATURAL

DEPARTAMENT DE FARMÀCIA I TECNOLOGIA FARMACÈUTICA I FISICOQUÍMICA

DOCTORANDAPAOLA BUSTOS SALGADO

26 DE NOVIEMBRE DE 2019

DEPARTAMENT DE FARMÀCIA I TECNOLOGIA FARMACÈUTICA I FISICOQUÍMICA

DIRECTORASDra. Ana Calpena Campmany y Dra. María Luisa Garduño Ramírez

• Departamento de Farmacia, Tecnología Farmacéutica y Fisicoquímica de la Facultad deFarmacia y Ciencias de la Alimentación de la Universidad de Barcelona

• Laboratorio 9: Química de Productos Naturales y Evaluaciones Farmacológicas delCentro de Investigaciones Químicas de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos,México.

INFLAMACIÓN CAUSAS Y EFECTOS

Daño físico

Reacciones inmunes

Radicación UV

Invasión microbianaOSTEOARTRITIS

4ª causa de discapacidad para el año 2020

Gautam, R; Jachak, S; Recent Developments in Anti-inflammatory Natural Products. Medicinal Research Reviews, 2009; 29 (5): 767-820.

Uso de medicina tradicional y productos naturales

Fármacos antiinflamatorios corticoesteroides y no esteroideos (AINES)

Pyo Kim, H; Kun Ho Son, K; Wook Chang, H.; Sik Kang, S. Anti-inflammatory Plant Flavonoids and Cellular Action Mechanisms. Journal ofPharmacologycal Sciences, 2004; 96: 229 – 245.

CortisonaPrednisolonaHidrocortisona

•Síndrome de Cushing (aumento de peso, cara de luna, piel fina, debilidad muscular, huesos frágiles)•Cataratas•Hipertensión•Niveles elevados de azúcar en sangre•Insomnio•Cambios de humor

IndometacinaDiclofenacoPiroxicam

•Aumentar la tendencia a desarrollar úlceras.•Disminuir la función renal y aumentar la presión sanguínea.

EFECTOS SECUNDARIOS

FLAVONOIDESRasgos fenotípicos como color, fragancia, sabor, resistencia contra radiaciones, plagas y enfermedades.

Presentan actividad:

• anti-oxidante anti-viral

• anti-tumoral anti-microbiana

• anti-inflamatoria

O

1

2

345

6

7

8

2'

3'

4'

5'

6'

FLAVONOIDE

O

OH

O

O

O

O O

OH

O+

OH

FLAVAN-3-OL

FLAVONA FLAVANONA CHALCONA

ANTOCIANIDINA

B

CAPequeña distribución en el reino de las plantas.

CH3 CH3

O

O

CH3

CH3

CH3

Mayor lipofilicidad y una fuerte afinidad a membranas biológicas.

Botta, B.; Vitali, A.; Menendez P.; Misiti, D.; Delle-Monache, G. Prenylated Flavonoids: Pharmacology and Biotechnology. Current Medicinal Chemistry, 2005; 12:713-739.

Especie vegetal

Eysenhardtia platycarpa (2S)-5,7-dihidroxi-6-prenilflavanona

Sur de México: “taray”, “palo dulce” y “palo azul”.

Medicina tradicional como:• Diuréticos• Antidiabéticos • Antisépticos • Tratamiento de infecciones de riñón e hígado

Antiinflamatoria, Antioxidante y Citotóxica*

*Andrade-Carrera, A.; et al, Molecules, 2017, 22, 1553

Caracterizado mediante la interpretación de sus datos espectroscópicos y espectrométricos.

1

Inflamación en oreja de ratón con TPA (12-O-tetradecanoilforbol-13-acetato)

Producto naturalo fármacomodulado

Controldisolución de FLAVANONA 1

66,67 % de inhibición de la inflamación

(2S)-5,7-dihidroxi-6-prenilflavanona

1

V. Domínguez-Villegas, V. Domínguez-Villegas, M.L. García, A. Calpena, B. Clares-Naveros, M.L. Garduño-Ramírez, Anti-inflammatory, antioxidant and cytotoxicity activities of methanolic extract and prenylated flavanones isolated from leaves of Eysehardtia platycarpa, Nat. Prod. Commun. 8 (2013)

COMPUESTOS CON ACTIVIDAD BIOLÓGICA

DISEÑO DE FÁRMACOS

COMPUESTOLÍDER O CABEZA DE SERIE

1 2

3FARMACOMODULADOS

Blanco terapéutico Actividad biológica: ensayo

OPTIMIZAR POTENCIA FARMACOLÓGICA

A B

C D

Técnica modulativa

OOH

OH O

CH3

CH3

OO

O O

CH3

CH3

CH3

O

O

CH3OO

OH O

CH3

CH3

CH3

O

OH O

OCH3

CH3

O

OH O

OCH3

CH3

(AcO)2OPy, 24 hr.t.79%

DDQBenzene

reflux 6 h52%

Acid F

ormic

60°C

87%

CH 3I;

K 2CO 3

Reflu

x, 1

5 h

58%

1

Artemia SalinaCélulas MiaPaCa-2

EVALUACIÓN CITOTÓXICA

Andrade-Carrera B, Clares B, Noé V, Mallandrich M, Calpena A, García M, et al. Cytotoxic Evaluation of (2S)-5,7-Dihydroxy-6-prenylflavanone Derivatives Loaded PLGA Nanoparticles against MiaPaCa-2 Cells. Molecules [Internet]. 2017 ;22(9):1553.

Flavanonas Porcentaje de inhibición

de la inflamación1 66,67%A 10,27%B 25,69%C 40,61%D 96,27%

Indometacina 90,11%

Inflamación en oreja de ratón con TPA (12-O-tetradecanoilforbol-13-acetato)

FormulaciónSISTEMAS NANOESTRUCTURADOS

DESARROLLO GALÉNICO

FORMAS DE ADMINISTRACIÓN

EFECTIVOS liberación transcutánea

Evita efectos secundarios

Son dispersiones homogéneas,transparentes y cinéticamente establesentre dos fases inmiscibles.

FÁCIL PREPARACIÓN

Nanoemulsión de diclofenaco

Aplicación local

Indicado para: dolor de la osteoartritis

Cl

Cl

NH

OH

O

Shah, P; Bhalodia, D.; Shelat, P. Nanoemulsion: A pharmaceutical review. Systematic Revews in Pharmacy, 2010; 1: 24-32

Datos preclínicos:

Modelo edema de pata animal

Incremento de actividad antiinflamatoria

AINES encapsuladas en crema nanoemulsionada VS cremas comerciales

Por vía LOCAL nanoemulsionada vs. Vía oral:• demostró de 4 a 6 veces menor concentración del fármaco en el plasma

• de 60 a 80 veces más fármaco en el músculo y

• 9 veces más fármaco en los tendones.

ESTUDIOS FARMACOCINÉTICOS:

Formulaciones nanoemulsionadas: diclofenaco y ketoprofeno.

Evaluar la penetración a través de la piel tras su administración:

Determinar concentración en el tejido local (músculo y tendón) y los niveles plasmáticos.

En estudios previos a la fase 1 se ha evaluado la irritación en piel humana 25 voluntariosNo se observaron respuestas de irritación o alérgicas

Shah, P; Bhalodia, D.; Shelat, P. Nanoemulsion: A pharmaceutical review. Systematic Revews in Pharmacy, 2010; 1: 24-32

COMPONENTE DESCRIPCIÓN

Propilenglicol Humectante

Labrafac lipophile Emoliente

Labrasol Tensoactivo

Plurol Oleique Co-tensoactivo

FLAVANONA Principio activo

Tabla. Descripción de los componentes.

Ultrasonido10 min

Baño a 32 oC15 min

Congelación-20 oC

Preparación de las nanoestructuras

Ultrasonido10 min

FORMULACIONES DE FITOFÁRMACOS

Aplicación en piel

Flujo lento Antiinflamatorio

FORMULACIÓNTransparente

Una fase

Inflamación en oreja de ratón con TPA (12-O-tetradecanoilforbol-13-acetato)

(2S)-5,7-dihidroxi-6-prenilflavanona

NE de FLAVANONA 1 un 82,91% de inhibición de la inflamación.

PLGA NP de FLAVANONA 1 un 80,97% de inhibición de la inflamación.

disolución de FLAVANONA 1

66,67 % de inhibición de la inflamación

Andrade-Carrera B, Clares B, Noé V, Mallandrich M, Calpena A, García M, et al. Cytotoxic Evaluation of (2S)-5,7-Dihydroxy-6-prenylflavanone Derivatives Loaded PLGA Nanoparticles against MiaPaCa-2 Cells. Molecules [Internet]. 2017 ;22(9):1553.

CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA

Validación Analítica

Tamaño de gota

Microscopía electrónica

Reología

Extensiometría

Estabilidad térmica

OO

O O

CH3

CH3

CH3

O

O

CH3

OO

OH O

CH3

CH3

CH3

O

OH O

OCH3

CH3

O

OH O

OCH3

CH3

A

B

C

D

ESTUDIOS PILOTO

0 50 100 150 200 2500

200

400

600

800

1000

g

mm

2

Extensibilidad

Reología

COMPORTAMIENTO REOLÓGICO:

- Flujo Newtoniano (r = 1)- Viscosidad media:

80,00 ± 4,024·10-2 mPa·s

0 20 40 60 80 100

Á en 1/s

0

2

4

6

8

10

‚ e

n P

a

0

0,05

0,10

0,15

0,20

ƒ e

n P

as

HAAKE RheoWin 4.30.0021

NE BCA1-1‚ = f (Á)ƒ = f (Á)

1 A B

C D

Tamaño de gota

183,7 nm 745,4 nm 305,2 nm

340,6 nm 383,0 nm

VALIDACIÓN ANALÍTICA

Obtención de pruebas documentadas, demostrativas de que un método analítico es fiable para obtener resultados realistas de concentraciones de fármaco en las muestras de trabajo dentro de intervalos definidos.

CRITERIOS: LINEALIDAD, PRECISIÓN, EXACTITUD, LÍMITE DE CUANTIFICACIÓN, LÍMITE DE DETECCIÓN

Grado de DISPERSIÓN (valores obtenidos en un ensayo de varios replicados). Grado de REPRODUCIBILIDAD de un método analítico (SD) .

Representa la PROPORCIONALIDAD entre la concentración del analito y la respuesta.

Grado de CONCORDANCIA entre el valor medio y su valor verdadero. Capacidad del método analítico para dar resultados lo más cercanos posibles al valor verdadero.

VALIDACIÓN ANALÍTICA

FAVANONELINEARITY LOD LOQ ACCURACY PRECISION

REPEATABILITY OF

INSTRUMENTAL SYSTEM

R2 P VALUE ER (%) RSD (%) RSD (%)

200-12,5 (mg/ml) mean (mg/ml) 200 (mg/ml) 200 (mg/ml)

12,5-1,56 (mg/ml) SD (mg/ml) 12,5 (mg/ml)

1,56 (mg/ml)

1 0,9998 0,12 0,51 1,53 -0,23 0,20 0,36

0,9991 0,08 0,13 0,38 0,59 0,24

11,02 2,63

A 0,9997 0,93 0,28 0,84 -0,09 0,09 0,54

0,9997 0,08 0,10 0,29 0,63 0,21

1,48 0,81

B 0,9998 0,38 0,49 1,48 0,46 0,27 0,43

0,9990 0,47 0,12 0,36 -0,13 0,36

-7,91 2,92

C 0,9999 0,63 0,48 1,45 -0,19 0,29 0,37

0,9996 0,56 0,43 1,30 0,38 0,07

4,15 1,12

D 0,9999 0,53 0,30 0,91 -0,01 0,21 0,32

0,9997 0,46 0,08 0,24 0,17 0,27

3,74 0,42

Aplicabilidad del método

FLAVANONE

24 h PERMEATED AMOUNT

DEGREE OF PERMEATION

RECOVERY

Q (mg) (%) (%)

1 1,29 2,15 46,20

A 0,34 0,57 0,38

B 0,39 0,67 3,43

C 0,75 1,26 0,00

D 0,91 1,52 38,10

Figure 1. (a) BLANK SAMPLE of 1 ;(b) PRENYLATED FLAVANONE 1; (c) Prenylated Flavanone 1 from de receptor compartment o Franz diffusion cells; (d) Prenylated Flavanone 1 extracted from the skin.

Liberación del fármaco

Eficacia terapéutica

Permeación transdérmica

ESTUDIOBIOFARMACÉUTICO

FARMACOCINÉTICO Y FARMACODINÁMICO

0 25 50 75 100 1250

25

50

75

TIEMPO (h)

% l

ibera

ció

n

0 10 20 30 40 50-25

0

25

50

75

100

125

150C1

C2

C3

TIEMPO (h)

Q p

erm

ead

a a

cu

mu

lad

a

(mg

)

ESTUDIO BIOFARMACÉUTICO FARMACOCINÉTICO Y FARMACODINÁMICO

Los métodos in vitro y ex vivo aplicados al estudio de la penetración de principios activos.

El compartimiento receptor debe cumplir las condiciones SINK. (C activo es menor al 15-20 % de su concentración de

saturación).

CÉLULA DE DIFUSIÓN DE FRANZ

membrana artificial o tejido

32-35 ºC

OBJETIVO FINAL

• ESTUDIOS PRECLÍNICOS

CON INDICACIÓN PARA ROSACÉA Y DERMATITIS

• INDUCTORES DE LA INFLAMACIÓN: TPA, XILOL, OXAZOLONA ...

BIOQUÍMICA: BÚSQUEDA DE INTERLEUQUINAS EXPRESADAS EN DETERMINADAS ENFERMEDADES

ENSAYOS HISTOLÓGICOSPARA MOSTRAR POSIBLES ALTERACIONES DE TEJIDO

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

DEPARTAMENT DE FARMÀCIA I TECNOLOGIA FARMACÈUTICA I FISICOQUÍMICA

DOCTORANDAPAOLA BUSTOS SALGADO

26 DE NOVIEMBRE 2019