La tubercolosi (TBC), causata dal Mycobacterium tuberculosis, è una patologia infettiva trasmissibile per via aerea che interessa un terzo della popolazione mondiale e rappresenta il principale fattore di mortalità per le persone colpite da HIV. E’ stata dichiarata dall'OMS “a major global health problem” con una elevata incidenza e un aumento dei casi di farmacoresistenza (MDR-TB). La strategia del piano proposto dall’OMS per ridurre l’impatto della TBC comprende lo sviluppo di strumenti nuovi ed efficaci al fine di prevenire, individuare e trattare la patologia (WHO, 2014). I limiti dall’attuale terapia di tipo convenzionale, per via orale o parenterale, risiedono nell’elevato dosaggio, nel lungo periodo di trattamento e nei numerosi effetti collaterali che possono essere evitati mediante lo sviluppo di Drug Delivey Systems innovativi in grado di modulare l’azione di farmaci già in uso. Poiché la tubercolosi polmonare è caratterizzata dal coinvolgimento dei macrofagi alveolari nei quali i bacilli rimangono vitali, la somministrazione di farmaci anti-TBC direttamente ai polmoni mediante carrier microparticellari consentirebbe il vantaggioso targeting ai macrofagi alveolari di antibiotici impossibilitati a diffondere attraverso le membrane cellulari. Ciò nonostante, non esistono, ad oggi, farmaci anti-TBC somministrabili per via inalatoria approvati per l’uso umano. Ancora meno studiati, nella progettazione di microcarrier per questa terapia, nonostante i benefici in termini di biocompatibilità, risultano i materiali naturali, quali i lipidi. Tra questi, quelli in grado di generare superfici microparticellari cariche o contenenti molecole coinvolte nel processo endocitico potrebbero promuovere l’uptake macrofagico del farmaco. Al fine di ottenere una polvere biocompatibile che, una volta inalata mediante Dry Powder Inhaler (DPI), favorisca la captazione del farmaco da parte dei macrofagi alveolari, il presente studio è stato finalizzato allo sviluppo e ottimizzazione di microparticelle caratterizzate da dimensioni nell'ambito della respirabilità (0.5-5 µm) per la veicolazione di un farmaco di prima linea quale la rifampicina. A tale scopo, sono stati impiegati materiali naturali, biocompatibili e biodegradabili, quali lipidi solidi, trattati con metodologie eco-friendly, in assenza di solventi organici. Sono state, pertanto, sviluppate Solid Lipid Microparticles (SLM) di acido stearico stabilizzate con sodio taurocolato al fine di direzionare il chemioterapico ai macrofagi alveolari. Il microcarrier formulato è stato caratterizzato dal punto di vista chimico-fisico per determinarne morfologia, dimensioni, carica superficiale, densità, diametro aerodinamico, livello di caricamento e rilascio in vitro del farmaco, attività antimicrobica, frazione respirabile, citotossicità e capacità di internalizzazione su linee cellulari macrofagiche J774. Il microcarrier è risultato idoneo per proprietà aerodinamiche, citotossicità e internalizzazione da parte di macrofagi murini (Maretti, 2014). Inoltre, l’analisi di alcuni parametri coinvolti nel processo di liofilizzazione, quali temperatura di congelamento, presenza di crioprotettori e diluizione del campione, eseguita mediante uno studio statistico di Design of Experiment (DOE), ha evidenziato la loro rilevante influenza sulla frazione respirabile del prodotto finale permettendone l’ottimizzazione.

PROGETTAZIONE E OTTIMIZZAZIONE DI SISTEMI MICROPARTICELLARI PER LA VEICOLAZIONE AI MACROFAGI ALVEOLARI DI FARMACI ANTITUBERCOLARI PER VIA INALATORIA / Maretti, Eleonora; Rustichelli, Cecilia; Romagnoli, Marcello; Leo, Eliana Grazia; Iannuccelli, Valentina. - (2015). ((Intervento presentato al convegno XV edizione Summer School per la Formazione Avanzata in Discipline Tecnologico-Farmaceutiche tenutosi a Salerno nel September 9-11, 2015.

PROGETTAZIONE E OTTIMIZZAZIONE DI SISTEMI MICROPARTICELLARI PER LA VEICOLAZIONE AI MACROFAGI ALVEOLARI DI FARMACI ANTITUBERCOLARI PER VIA INALATORIA

MARETTI, ELEONORA;RUSTICHELLI, Cecilia;ROMAGNOLI, Marcello;LEO, Eliana Grazia;IANNUCCELLI, Valentina
2015

Abstract

La tubercolosi (TBC), causata dal Mycobacterium tuberculosis, è una patologia infettiva trasmissibile per via aerea che interessa un terzo della popolazione mondiale e rappresenta il principale fattore di mortalità per le persone colpite da HIV. E’ stata dichiarata dall'OMS “a major global health problem” con una elevata incidenza e un aumento dei casi di farmacoresistenza (MDR-TB). La strategia del piano proposto dall’OMS per ridurre l’impatto della TBC comprende lo sviluppo di strumenti nuovi ed efficaci al fine di prevenire, individuare e trattare la patologia (WHO, 2014). I limiti dall’attuale terapia di tipo convenzionale, per via orale o parenterale, risiedono nell’elevato dosaggio, nel lungo periodo di trattamento e nei numerosi effetti collaterali che possono essere evitati mediante lo sviluppo di Drug Delivey Systems innovativi in grado di modulare l’azione di farmaci già in uso. Poiché la tubercolosi polmonare è caratterizzata dal coinvolgimento dei macrofagi alveolari nei quali i bacilli rimangono vitali, la somministrazione di farmaci anti-TBC direttamente ai polmoni mediante carrier microparticellari consentirebbe il vantaggioso targeting ai macrofagi alveolari di antibiotici impossibilitati a diffondere attraverso le membrane cellulari. Ciò nonostante, non esistono, ad oggi, farmaci anti-TBC somministrabili per via inalatoria approvati per l’uso umano. Ancora meno studiati, nella progettazione di microcarrier per questa terapia, nonostante i benefici in termini di biocompatibilità, risultano i materiali naturali, quali i lipidi. Tra questi, quelli in grado di generare superfici microparticellari cariche o contenenti molecole coinvolte nel processo endocitico potrebbero promuovere l’uptake macrofagico del farmaco. Al fine di ottenere una polvere biocompatibile che, una volta inalata mediante Dry Powder Inhaler (DPI), favorisca la captazione del farmaco da parte dei macrofagi alveolari, il presente studio è stato finalizzato allo sviluppo e ottimizzazione di microparticelle caratterizzate da dimensioni nell'ambito della respirabilità (0.5-5 µm) per la veicolazione di un farmaco di prima linea quale la rifampicina. A tale scopo, sono stati impiegati materiali naturali, biocompatibili e biodegradabili, quali lipidi solidi, trattati con metodologie eco-friendly, in assenza di solventi organici. Sono state, pertanto, sviluppate Solid Lipid Microparticles (SLM) di acido stearico stabilizzate con sodio taurocolato al fine di direzionare il chemioterapico ai macrofagi alveolari. Il microcarrier formulato è stato caratterizzato dal punto di vista chimico-fisico per determinarne morfologia, dimensioni, carica superficiale, densità, diametro aerodinamico, livello di caricamento e rilascio in vitro del farmaco, attività antimicrobica, frazione respirabile, citotossicità e capacità di internalizzazione su linee cellulari macrofagiche J774. Il microcarrier è risultato idoneo per proprietà aerodinamiche, citotossicità e internalizzazione da parte di macrofagi murini (Maretti, 2014). Inoltre, l’analisi di alcuni parametri coinvolti nel processo di liofilizzazione, quali temperatura di congelamento, presenza di crioprotettori e diluizione del campione, eseguita mediante uno studio statistico di Design of Experiment (DOE), ha evidenziato la loro rilevante influenza sulla frazione respirabile del prodotto finale permettendone l’ottimizzazione.
XV edizione Summer School per la Formazione Avanzata in Discipline Tecnologico-Farmaceutiche
Salerno
September 9-11, 2015
Maretti, Eleonora; Rustichelli, Cecilia; Romagnoli, Marcello; Leo, Eliana Grazia; Iannuccelli, Valentina
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11380/1112682
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