PROCESSO DE OBTENÇÃO DE NANOPARTÍCULAS POLIMÉRICAS CONTENDO O FÁRMACO ANFOTERICINA B
A presente invenção trata-se de um processo de obtenção de nanoparticulas poliméricas contendo o fármaco anfotericina B1 ou seja, processo para desenvolvimento de nanoparticulas poliméricas contendo o fármaco antifúngico anfotericina B (AFB) a partir dos polímeros sintéticos: ácido polilático (PLA) ou ácido polilático-co-glicólico (PLGA) com e sem a presença de blendas com polietilenoglicol (PEG). Tal processo emprega as técnicas da emulsificação e apresenta componentes, tais quais: polímeros sintéticos, tensoativos e solventes orgânicos. O referido processo permite o desenvolvimento de nanoparticulas com rigoroso controle do tamanho da partícula. As formulações têm como finalidade a ação como produto farmacêutico frente a infecções fúngicas sistêmicas e leishmaniose, apresentando taxa reduzida de toxicidade e manutenção ou maximização da eficácia terapêutica da AFB.
Mais especificamente, trata-se de um processo alternativo para carreamento do fármaco antifúngico anfotericina B, através de um sistema nanoparticulado capaz de melhorar as propriedades físico-químicas e biofarmacêuticas da droga, com vistas a redução de sua toxicidade, bem como manutenção ou até mesmo maximização do efeito terapêutico e melhoria do plano posológico. Observa-se nas últimas décadas um aumento significativo nas infecções fúngicas, com consideráveis índices de morbidade e mortalidade em pacientes imunocomprometidos (SHAO, et al., 2007). Muitos fatores têm contribuído para este aumento, dentre eles alta incidência da síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS), longa exposição a agentes quimioterápicos, consumo descontrolado de antibióticos, aumento no número de pacientes transplantados, elevação no número de pacientes dependentes de hemodiálise (PESTANA, 2009), o que acabam por debilitar os mecanismos de defesa do organismo, favorecendo ao quadro de fragilidade imunológica.
A anfotericina B (AFB) é a droga antifúngica de escolha para o tratamento destas infecções sistêmicas, devido ao seu amplo espectro de ação fungicida. No entanto, apesar de sua eficácia terapêutica, sua utilização é limitada devido aos diversos efeitos toxicológicos decorrentes de sua administração: cardiotoxicidade, hepatotoxicidade, hematotoxicidade e principalmente nefrotoxicidade. Esses efeitos toxicológicos estão principalmente relacionados ao próprio mecanismo de ação AFB1 interagindo não somente com a membrana celular fúngica, mas também com as membranas plasmáticas humanas contendo colesterol (WHITE et al., 1989; BOLARD et al., 1993; MORIBE et al., 1999). Estudos demonstram que essa ausência de toxicidade seletiva ocorre devido a diferentes estados de agregação que AFB adquire na formulação farmacêutica e após sua dissolução e que dependem da sua concentração (BARWICZ et al., 1992; LEGRAND et al., 1992; HUANG et al., 2002).
Sendo assim, constam inúmeros problemas relacionados ao emprego de AFB nas formulações convencionais: a baixa solubilidade aquosa, dificuldade de absorção gastrintestinal, a administração deve ser realizada através de infusão, assim, são administradas altas doses do fármaco (MINÕNES, et al., 2005); a falta de homogeneidade nas formas moleculares de AFB carreadas pelos sistemas convencionais permitem a presença de AFB em sua forma oligomérica, apresentando portanto, maior toxicidade devido a interação com o colesterol e a formação de canais transmembranosos (FRANZINI, 2006); e mais, a forte interação com os lipídios presentes na formulação interferem na liberação do fármaco, prejudicando sua liberação sustentada (BOLARD, et al., 1993). Conforme mencionado anteriormente, as formas moleculares agregadas de AFB apresentam maior capacidade de interação com o lipídio por suas propriedades físicas, proporcionando a formação de canais, o que leva ao extravasamento do conteúdo celular principalmente de íons e metabólitos, acarretando em morte da célula. Ademais, estudos apontam que somente as formas moleculares agregadas de AFB são capazes de reagir com o colesterol constituindo o canal na membrana, sendo portanto, significativamente tóxicas às células humanas (HUANG, et al., 2002).
A forma comercialmente disponível consiste em um sistema micelar no qual a AFB encontra-se solubilizada com DOC, denominada FungizoneD (Bristol-Meyers Squibb). O DOC é empregado para solubilização da AFB, entretanto o sistema não é homogêneo, podendo apresentar em sua constituição as três diferentes formas de agregação. Sua eficácia clínica é limitada pela toxicidade que se desenvolve após várias semanas de tratamento (FUKUI et al., 2003a). Devido à necessidade de redução da toxicidade da AFB, novas formulações baseadas principalmente em lipídeos estão em desenvolvimento (SOUZA et al., 2000; FUKUI et al., 2003a, MORENO, 2001; ADLLER-MOORE e PROFFITT, 2008; BARRATT e BRETAGNE, 2008) e algumas, inclusive já se encontram no mercado, como é o caso do AmbisomeD (AFB veiculada em lipossomas), AbelcetD (complexo lipídico com AFB de estrutura multilamelar "ribbon-like" constituído de diesteroilfosfatidilcolina e diesteroilfosfatidilglicerol) e o AmphocilD (dispersão coloidal de AFB em sulfato de colesterila sódica).
Apesar de essas formulações lipídicas citadas acima reduzirem a toxicidade da AFB, cada formulação apresenta diferenças nos seus efeitos tóxicos e nas propriedades farmacocinéticas, além do fato que o elevado custo desses medicamentos tem tornado seu uso limitado. Além disso, tem sido comprovado que a redução da toxicidade da AFB quando veiculada nessas formulações lipídicas vem acompanhada da substancial redução na sua atividade antifúngica (VAN ETTEN et al., 1995 a,b,c; VAN ETTEN et al., 1998). O mecanismo pelo qual essas formulações modificam o índice terapêutico da AFB é devido à forte interação entre o fármaco e os compostos lipídicos da formulação (SZOKA e
TANG, 1993; BOLARD et al., 1993).
Obviamente, a redução da atividade antifúngica nestes medicamentos é um grande problema no tratamento de infecções graves, pois altas doses e que apresentem rápida ação são requeridas para aumentar a taxa de sobrevivência à infecção. Assim, ainda não se dispõe de um medicamento antifúngico ideal, e a busca por novas formulações para veiculação de AFB alternativas às formulações lipídicas representa uma interessante estratégia para vencer os efeitos tóxicos crônicos.
Atualmente, a nanotecnologia farmacêutica caracteriza-se como uma ciência promissora para o desenvolvimento de materiais em escala nanométrica e metodologias para a síntese de sistemas nanoparticulados carreadores de drogas, material genético, proteínas, vacinas, visando a melhoria das propriedades farmacocinéticas, perfil de liberação e redução de toxicidade. Desta forma, configura-se como uma potencial alternativa para veiculação de AFB. Neste contexto, o desenvolvimento de partículas nanoestruturadas contendo AFB oferece grandes vantagens, tais quais: ampla superfície de contato; melhoria da solubilidade aquosa; maior penetração nos tecidos por meio da difusão através de finos capilares sangüíneos, haja vista seu tamanho reduzido; melhor estabilidade do fármaco frente a degradação biológica, garantindo a manutenção do estado monomérico da molécula e reduzindo a toxicidade celular; eficiente absorção celular proporcionada pela biocompatibilidade de seus polímeros constituintes (PANYAM, J.; LABHASETWAR, 2003);
Além disso, o revestimento superficial das nanopartículas através do PEG, as tornam furtivas ao sistema fagocitário mononuclear, permitindo a manutenção constante dos níveis plasmáticos, contribuindo para adequação do regime posológico e proporcionando maior adesão do paciente à terapia (MAINARDES, etal., 2005).
Acerca dos polímeros empregados no desenvolvimento das presentes formulações, são de origem sintética e foram escolhidos devido à sua aprovação frente ao FDA (Food and Drug Administration) pela comprovada biocompatibilidade, além de estarem livres de imunogenicidade e suas propriedades físico-químicas serem reprodutíveis (PANYAM, J.; LABHASETWAR, 2003).
É sabido que a patente Pl 0700446-0 relata a invenção de formulação nanoencapsulada da droga AFB em polímero de ácido polilático-poliglicólico, com o envolvimento de ácido dimercaptosuccínico, para aplicação no tratamento de micoses. No entanto, esta patente difere da presente invenção, objeto do presente pedido de patente, por apresentar como característica principal: o componente ácido dimercaptosuccínico e por ser produzida a partir da técnica da dupla-emulsão, diferentemente do presente pedido que emprega a técnica da emulsificação simples/evaporação do solvente.
O documento Pl 0705599-4 descreve o método de obtenção de nanopartículas e encapsulação de ativos a partir de polímeros naturais. Mais uma vez não coincide com o presente pedido de patente, diferindo no polímero empregado, sendo que os polímeros sintéticos estão sendo mais amplamente utilizados devido sua aprovação para uso nas diferentes áreas como: medicina, farmácia, veterinária, cosmetologia, por apresentar biocompatibilidade e biodegradabilidade comprovadas.
Apesar de a patente Pl 0803473-7 pertencer ao mesmo campo de invenção, ou seja, nanocápsulas poliméricas desenvolvidas com o objetivo de transporte de fármacos, esta difere do presente pedido por focar a terapia fotodinâmica. Tal característica restringe o uso deste sistema nanoestruturado por depender do carreamento apenas de drogas passíveis de ativação pela luz. A patente Pl 0802233-0 descreve métodos de obtenção de nanopartículas porém, não versa sobre a anfotericina B, mas sim de ativos de forma geral. Ainda como referência, cita-se o documento Pl 0105500-3 que também descreve o processo de obtenção, desta vez de dispersões coloidais de AFB na sua forma super agregada, para uso enteral, parenteral e tópico e uso dessas composições no tratamento de micoses sistêmicas e infecções parasitárias.
Registra-se também o depósito da patente Pl 0603222-2 que trata de uma microemulsão lipídica destinada a administração endovenosa de anfotericina B, para tratamento de infecção fúngica sistêmica. De acordo com pesquisa, os sistemas nanoestruturados apresentam determinadas vantagens frente a sistemas microestruturados, tais quais: possibilidade de administração por diferentes vias, inclusive a via intravenosa, possibilidade de alcance de sítios específicos como cérebro, pulmão, ou ainda permanecerem por maior tempo na circulação, pois mais dificilmente percebidos pelo sistema fagocitário (HANS & LOWMAN, 2002).
Embora sejam descritos inúmeros trabalhos a respeito do uso de polímeros na síntese de nanopartículas contendo fármacos, nenhum descreve formulação para produto farmacêutico de AFB a partir de nanopartículas desenvolvidas com o emprego de polímeros sintéticos, objeto da presente invenção. A presente invenção trata-se de um processo de obtenção de nanopartículas poliméricas contendo o fármaco anfotericina B, além de formulações nanoestruturadas para veiculação de anfotericina B, baseada em nanopartículas (nanoesferas) compostas por polímeros biodegradáveis da classe dos poliésteres. As formulações compreendem os polímeros: ácido polilático (PLA) ou ácido polilático-co-glicólico (PLGA), blendas desses polímeros com polietilenoglicol (PEG), originando PLGA-PEG ou PLA-PEG. A presente invenção relata alternativas para o carreamento do antifúngico anfotericina B empregando
a nanotecnologia como ferramenta.
O presente pedido de patente enfatiza as formulações nanoparticuladas desenvolvidas a partir dos polímeros sintéticos PLA1 PLGA e suas blendas com PEG (PLA-PEG e PLGA-PEG).
Mais detalhadamente, a presente invenção propõe o desenvolvimento de nanopartículas compostas por ácido polilático (PLA) ou ácido polilático-co- glicólico (PLGA) bem como suas blendas com polietileno-glicol (PEG), polímeros sintéticos que apresentam propriedades biocompatíveis, biodegradáveis e elevada versatilidade para emprego no carreamento de fármacos, como um nova alternativa terapêutica que contribua para a redução da toxicidade da AFB, a qual é bastante proeminente nos medicamentos disponíveis comercialmente.
A formulação para desenvolvimento de nanopartículas é compostas por ácido polilático (PLA) ou ácido polilático-co-glicólico (PLGA) bem como suas blendas com polietileno-glicol (PEG) contendo anfotericina B. As nanopartículas poliméricas podem ser usadas como pó Iiofilizado para redispersão ou como insumo para ser incorporadas em outras formas farmacêuticas como sólidas ou semi-sólidas. Tem-se como finalidade a redução da toxicidade, manutenção ou maximização da ação farmacológica da AFB frente a infecções fúngicas sistêmicas e leishmaniose.
As nanopartículas poliméricas apresentam interessantes propriedades físico- químicas, tais como tamanho reduzido, ampla área superficial, diferentes características de carga superficial, que as tornam eficientes sistemas para aplicação na liberação controlada de fármacos. Modulando características como sua composição polimérica, tamanho, carga e composição superficial, podem-se conseguir diferentes perfis de liberação, absorção e distribuição do fármaco por elas veiculado (SCHAFFAZICK et al„ 2003; MAINARDES et al., 2009, KHALIL e MAINARDES, 2009). As nanopartículas poliméricas são sistemas eficientes rio que diz respeito a redução da toxicidade de fármacos, pois são capazes de liberá-los de maneira prolongada, proporcionando maior tempo de contato do fármaco com o plasma e tecidos. Ainda, a adição de agentes modificadores de superfície, como o PEG, é capaz de formar uma barreira estérica na superfície da nanopartícula, contribui para o aumento do tempo de meia vida plasmática da droga, possibilitando uma liberação sustentada e conseqüente melhora no perfil posológico do tratamento. Assim, o uso de um sistema de liberação prolongada para a AFB representa uma importante estratégia para vencer os efeitos tóxicos advindos das altas e freqüentes doses do fármaco na sua forma farmacêutica convencional. E ainda, o desenvolvimento tecnológico de sistemas nanoparticulados convencionais contendo AFB, consistem de um recurso capaz de alterar o estado de agregação da AFB objetivando a redução de sua toxicidade.
O processo para obtenção das nanopartículas convencionais (ausentes de PEG)
segue as seguintes etapas:
1a ETAPA) O fármaco isolado que irá ser utilizado na formulação deve ser mantido conforme as especificações do fabricante: ao abrigo da luz e refrigerado. 2a ETAPA) A técnica empregada é a de emulsificação/evaporação do solvente e o início do preparo da formulação se dá com a constituição da fase oleosa da emulsão: a AFB é dissolvida em volume de DMSO (50 - 1000μΙ_), homogeneizada. Após homogeneização adiciona-se volume de clorofórmio (100 - 2000μ!_) ou acetato de etila (100 - 2000μΙ_), ou metanol (100 - 2000μΙ_). O polímero PLA ou PLGA (10 - 500 mg) é dissolvido em diclorometano num volume
compreendido entre 0,5 e 10 mL. 3a ETAPA) a fase oleosa é vertida na fase aquosa constituída de água ultra pura e álcool polivinílico (PVA) (0,5-5%), polisorbato 80 (0,5-10%) ou albumina (0.5- 20%). Esta solução é levada ao desruptor ultrassônico para formação da emulsão.
4a ETAPA) na seqüência a emulsão é levada a evaporação por meio de uma pressão negativa onde todo o solvente é removido. Então, a dispersão de nanopartículas é centrifugada numa faixa de 10.000 a 100.000 rpm, em baixa temperatura, por um intervalo de tempo de 10 a 40 minutos. As mesmas foram lavadas em água ultra pura e ao final do processo foram ressuspensas em solução contendo o crioprotetor sacarose a 5%, congeladas, Iiofilizadas e estocadas em dessecador na geladeira.
O processo para obtenção das nanopartículas estéricamente modificadas com PEG tem a segunte seqüência:
1a) O fármaco isolado que irá ser utilizado na formulação deve ser mantido
conforme as especificações do fabricante: ao abrigo da luz e refrigerado.
2a) A técnica empregada é a de emulsificação/evaporação do solvente e o início
do preparo da formulação se dá com a constituição da fase oleosa da emulsão: a
AFB é dissolvida em volume de DMSO (50 - 1000μΙ_), homogeneizada. Após
homogeneização adiciona-se volume de clorofórmio (100 - 2000μΙ.) ou acetato
de etila (100 - 2000μΙ_), ou metanol (100 - 2000μΙ_). O polímero PLA ou PLGA
(10 - 500 mg), e o PEG (2-20 Kda) (2 - 200 mg) são dissolvidos em
diclorometano num volume compreendido entre 0,5 e 10 mL.
3a) a fase oleosa é vertida na fase aquosa constituída de água ultra pura e álcool
polivinílico (PVA) (0,5-5%), polisorbato 80 (0,5-10%) ou albumina (0.5-20%). Esta
solução é levada ao desruptor ultrassônico para formação da emulsão.
4a) na seqüência a emulsão é levada a evaporação por meio de uma pressão
negativa onde o solvente é removido. Então, a dispersão de nanopartículas é
centrifugada numa faixa de 10.000 a 100.000 rpm, em baixa temperatura, por um
intervalo de tempo de 10 a 40 minutos. As mesmas foram lavadas em água ultra
pura e ao final do processo foram ressuspendidas em solução contendo o
crioprotetor sacarose a 5%, congeladas, Iiofilizadas e estocadas em dessecador
na geladeira.