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NANOSISTEMAS EN EL TRATAMIENTO DEL PARKINSON Irene Torrijos Sánchez Trabajo fin de grado Febrero 2017 INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES OBJETIVOS MATERIAL Y MÉTODOS RESULTADOS Y DISCUSIÓN CONCLUSIÓN BIBLIOGRAFÍA La Enfermedad de Parkinson es la segunda enfermedad neurodegenera/va más relevante debido a su creciente prevalencia en los úl/mos años. Afecta al 1,5% de la población mayor de 65 años 1 . , Es un trastorno crónico del SNC causado por la degeneración selec/va de neuronas dopaminérgicas que culmina con el agotamiento de dopamina en el cuerpo estriado. Además, se caracteriza por la existencia de los Cuerpos de Lewy 8 . Los síntomas de esta enfermedad son 1 : v Len/tud/dificultad del movimiento (bradicinesia) v Temblor v Rigidez v Alteraciones de la postura y la marcha Los tratamientos actuales están enfocados en lograr una mejoría sintomá/ca. Resulta de gran interés el desarrollo de nuevos sistemas terapéu/cos capaces de mejorar los tratamientos actuales y/o prevenir y disminuir la muerte de neuronas dopaminérgicas a través de agentes neuroprotectores 2 . q Jus/ficación de los nanosistemas que existen actualmente como terapia innovadora para la enfermedad de Parkinson. q Clasificación en función de su vía de administración. q Descripción de todas sus caracterís/cas. Revisión bibliográfica de los trabajos publicados en los úl/mos años en la base de datos de Pubmed. La búsqueda se realizó con palabras clave como: “Nanopar/cles Parkinson”, “Nanospheres Parkinson”, “Parkinson disease” o “Nanosystems Parkinson disease”. Las inves/gaciones actuales apuntan como algo innovador la formulación de nanosistemas en el tratamiento de la enfermedad de Parkinson, al dirigir de forma controlada y/o selec/va los principios ac/vos al lugar de acción. Sobre todo, son importantes cuando las caracterís/cas [sico-químicas, biofarmacéu/cas y/o farmacociné/cas del ingrediente ac/vo comprometan su uso terapéu/co. 1. Bergareche, A., De La Puente, E., López de Munain, A. A door-to-door survey in Bi-dasoa, Spain. J Neurol. 251: 340-345, 2004. 2. Clarck, C.Lancet Neurol. 3:466-474, 2004. 3. Fahmy, TM., Fong, PM., Park, J. et al. Amer Assoc Pharm Scient J. 9:171-180, 2007. 4. Herrán, E., Requejo, C., Ruiz-Ortega, JA. et al. Int J Nanomedicine. 9: 2677-2687, 2014. 5. Huang, R., Ke, W., Liu, Y.et al. J Neurol Sci. 290: 123–130, 2010. 6. Hu, K., Shi, Y., Jiang, W.et al. Int. J.Pharmaceu/cs. 415; 273-283. 2011. 7. Pahuja, R., Seth, K., Shukla, A. et al. ACS Nano. 9: 4850-4871, 2015. 8. Saraiva, C., Praça, C., Ferreira, R. et al. J. Control. Release. 235: 34-47, 2016. 9. Wissing, SA., Kayser, O., Müller, RH. Adv Drug Dely Rev. 56:1257-1272,2004. 10. Zhao, Y-Z., Jin, R-R., Yang, W. et al.PLoS ONE. 11: 1-18, 2016. AGENTES TERAPÉUTICOS LEVODOPA AGONISTAS DOPAMINÉRGICOS Ropinirol, Pramipexol y Ro/go/na IMAO-B Selegilina Rasagilina OTROS ANTICOLINÉRGICOS Biperideno AMANTIDINA 1. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS NANOSISTEMAS (NS) NANOLIPOSOMAS § Vesículas esféricas compuestas de fosfolípidos anfi[licos y colesterol. Se autoasocian en bicapas englobando compar/mentos acuosos. § Incorporan moléculas: hidro[licas, hidrofóbicas y anfi[licas 3 . 2. NANOSISTEMAS DESARROLLADOS PARA EL TRATAMIENTO DEL PARKINSON NANOPARTÍCULAS SÓLIDAS LIPÍDICAS Nanopariculas esféricas, compuestas mayoritariamente por lípidos biocompa/bles y biodegradables. Encapsulan fármacos hidrófilos y lipófilos 9 . NANOPARTÍCULAS POLIMÉRICAS § Sistemas nanométricos cons/tuidos por vesículas sólidas formadas por polímeros sinté/cos o naturales. § Los polímeros sinté/cos que se u/lizan son biodegradables 8 . VIA INTRAVENOSA VIA INTRANASAL VIA INTRACRANEAL Nanoparcculas de PLGA cargadas con dopamina (DA-PLGA) Nanoparcculas de PAMAN y PEG modificadas por lactoferrina cargadas con un plásmido para el gen del factor humano glial derivado de la línea celular neurotrófica (hGDNF) Modelo animal: Ratas tratadas con 6-OHDA. Resultados: Reducción de la rotación inducida por anfetaminas 7 días después de finalizar el tratamiento. Las nanopariculas (NP) eran capaces de atravesar la BHE y lograr aumentar los niveles de DA y sus metabolitos; ácido homovanílico (HCA) y ácido dihidroxifenilacé/co (DOPAC) 7 . Nanoparcculas de PEG-PGLA funcionalizadas con lactoferrina cargadas con urocorgna Modelo animal: Rata inducida por rotenona. Resultados: La nanoformulación fue capaz de atravesar la BHE, suministrar GDNF y ejercer un efecto neuroprotector sobre las neuronas dopaminérgicas, así como mejorar la ac/vidad motora 5 . Combinación de Nanoesferas de factor derivado de la glía-línea celular neurotrófico (GDNF) y factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) Nanoparcculas de gelagna a base de fosfolípidos cargadas con sustancia P (SP-GNP) Modelo animal: Rata tratadas con 6-OHDA. Resultados: Aumento considerable de la densidad neuronal en el grupo tratado con la combinación de NP de VEGF y GDNF 4 . Modelo animal: Ratas tratas con 6-OHDA. Resultados: Protección de las neuronas dopaminérgicas, mejora de los déficits funcionales motores y aumento de los niveles de dopamina y sus metabolitos, sin observar un incremento significa/vo de la toxicidad 6 . Modelo animal: Ratas tratadas con 6-OHDA Resultados: Al comparar con sustancia P en disolución el uso de NP mejora la penetración y el paso a través de BHE. La u/lización de NP mejora significa/vamente la viabilidad celular cuando se ensaya en células PC-12 10 . Los NS u/lizados en la administración de fármacos para terapia o para diagnós/co /enen un tamaño entre 1- 1000 nm. Las pariculas mayores de 200 nm no son muy u/lizadas ya que pueden ac/var el sistema inmunológico y ser eliminadas en la sangre por las células Kupffer .

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NANOSISTEMAS EN EL TRATAMIENTO DEL PARKINSON

Irene Torrijos Sánchez

Trabajo fin de grado Febrero 2017

INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES

OBJETIVOS MATERIAL Y MÉTODOS

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

CONCLUSIÓNBIBLIOGRAFÍA

LaEnfermedaddeParkinsones lasegundaenfermedadneurodegenera/vamásrelevantedebidoasucrecienteprevalenciaenlosúl/mosaños.Afectaal1,5%delapoblaciónmayorde65años1.,

Es un trastorno crónico del SNC causado por la degeneración selec/va de neuronasdopaminérgicas que culmina con el agotamiento de dopamina en el cuerpo estriado.Además,secaracterizaporlaexistenciadelosCuerposdeLewy8.

Lossíntomasdeestaenfermedadson1:

v Len/tud/dificultaddelmovimiento(bradicinesia)v Temblorv Rigidezv Alteracionesdelaposturaylamarcha

Lostratamientosactualesestánenfocadosenlograrunamejoríasintomá/ca.

Resulta de gran interés el desarrollo de nuevos sistemas terapéu/cos capaces demejorar los tratamientos actuales y/o prevenir y disminuir lamuerte de neuronasdopaminérgicasatravésdeagentesneuroprotectores2.

q  Jus/ficación de los nanosistemas que existen actualmente como terapiainnovadoraparalaenfermedaddeParkinson.

q Clasificaciónenfuncióndesuvíadeadministración.q Descripcióndetodassuscaracterís/cas.

Revisiónbibliográficade lostrabajospublicadosen losúl/mosañosen labasededatosdePubmed.Labúsquedaserealizóconpalabrasclavecomo:“Nanopar/clesParkinson”, “Nanospheres Parkinson”, “Parkinson disease” o “NanosystemsParkinsondisease”.

Las inves/gaciones actuales apuntan como algo innovador la formulación denanosistemas en el tratamiento de la enfermedad de Parkinson, al dirigir de formacontrolada y/o selec/va los principios ac/vos al lugar de acción. Sobre todo, sonimportantes cuando las caracterís/cas [sico-químicas, biofarmacéu/cas y/ofarmacociné/casdelingredienteac/vocomprometansuusoterapéu/co.

1.Bergareche,A.,DeLaPuente,E.,LópezdeMunain,A.Adoor-to-doorsurveyinBi-dasoa,Spain.JNeurol.251:340-345,2004.2.Clarck,C.LancetNeurol.3:466-474,2004.3.Fahmy,TM.,Fong,PM.,Park,J.etal.AmerAssocPharmScientJ.9:171-180,2007.4.Herrán,E.,Requejo,C.,Ruiz-Ortega,JA.etal.IntJNanomedicine.9:2677-2687,2014.5.Huang,R.,Ke,W.,Liu,Y.etal.JNeurolSci.290:123–130,2010.6.Hu,K.,Shi,Y.,Jiang,W.etal.Int.J.Pharmaceu/cs.415;273-283.2011.7.Pahuja,R.,Seth,K.,Shukla,A.etal.ACSNano.9:4850-4871,2015.8.Saraiva,C.,Praça,C.,Ferreira,R.etal.J.Control.Release.235:34-47,2016.9.Wissing,SA.,Kayser,O.,Müller,RH.AdvDrugDelyRev.56:1257-1272,2004.10.Zhao,Y-Z.,Jin,R-R.,Yang,W.etal.PLoSONE.11:1-18,2016.

AGENTES TERAPÉUTICOS

LEVODOPA

AGONISTAS DOPAMINÉRGICOSRopinirol,PramipexolyRo/go/na

IMAO-B

SelegilinaRasagilina

OTROS

ANTICOLINÉRGICOSBiperideno

AMANTIDINA

1.   CARACTERÍSTICASGENERALESDELOSNANOSISTEMAS(NS)

NANOLIPOSOMAS

§  Vesículas esféricas compuestas defosfolípidosanfi[licosycolesterol.Seautoasocian en bicapas englobandocompar/mentosacuosos.

§  Incorporan moléculas: hidro[licas,hidrofóbicasyanfi[licas3.

2.NANOSISTEMASDESARROLLADOSPARAELTRATAMIENTODELPARKINSON

NANOPARTÍCULAS SÓLIDAS LIPÍDICAS

•  Nanopariculas esféricas, compuestasmayor i ta r i amente por l í p idosbiocompa/blesybiodegradables.

•  Encapsulan fármacos hidrófilos ylipófilos9.

NANOPARTÍCULAS POLIMÉRICAS

§  Sistemas nanométricos cons/tuidospor vesículas sólidas formadas porpolímerossinté/cosonaturales.

§  Los polímeros sinté/cos que seu/lizansonbiodegradables8.

VIA INTRAVENOSA

VIA INTRANASAL

VIA INTRACRANEAL

NanoparcculasdePLGAcargadascondopamina(DA-PLGA)

NanoparcculasdePAMANyPEGmodificadasporlactoferrinacargadasconunplásmidoparaelgendelfactorhumanoglialderivadodelalíneacelularneurotrófica(hGDNF)

Modeloanimal:Ratastratadascon6-OHDA.Resultados: Reducción de la rotación inducida poranfetaminas7díasdespuésdefinalizareltratamiento.Las nanopariculas (NP) eran capaces de atravesar laBHE y lograr aumentar los niveles de DA y susmetabolitos; ácido homovanílico (HCA) y ácidodihidroxifenilacé/co(DOPAC)7.

NanoparcculasdePEG-PGLAfuncionalizadasconlactoferrinacargadasconurocorgna

Modeloanimal:Ratainducidaporrotenona.Resultados: La nanoformulación fue capaz deatravesarlaBHE,suministrarGDNFyejercerunefectoneuroprotector sobre las neuronas dopaminérgicas,asícomomejorarlaac/vidadmotora5.

CombinacióndeNanoesferasdefactorderivadodelaglía-líneacelularneurotrófico(GDNF)yfactordecrecimientoendotelialvascular(VEGF)

NanoparcculasdegelagnaabasedefosfolípidoscargadasconsustanciaP(SP-GNP)

Modeloanimal:Ratatratadascon6-OHDA.Resultados:AumentoconsiderabledeladensidadneuronalenelgrupotratadoconlacombinacióndeNPdeVEGFyGDNF4.

Modeloanimal:Ratastratascon6-OHDA.Re su l t ado s :P ro t e c c i ón d e l a s n eu r ona sdopaminérgicas, mejora de los déficits funcionalesmotoresyaumentodelosnivelesdedopaminaysusmetabolitos,sinobservarunincrementosignifica/vodelatoxicidad6.

Modeloanimal:Ratastratadascon6-OHDAResultados:AlcompararconsustanciaPendisolución el uso de NP mejora lapenetraciónyelpasoatravésdeBHE.L a u / l i z a c i ó n d e N P m e j o r asignifica/vamente la viabilidad celularcuandoseensayaencélulasPC-1210.

LosNSu/lizadosenlaadministracióndefármacosparaterapiaoparadiagnós/co/enenuntamañoentre1-1000nm.Laspariculasmayoresde200nmnosonmuyu/lizadasyaquepuedenac/varelsistemainmunológicoysereliminadasenlasangreporlascélulasKupffer.