PT100486B - LIPOSOMAL AMINOGLUCOSIDS WITH HIGH EFFECTIVENESS OF ENCAPSULATION AND THERAPEUTIC ACTIVITY, IN ADDITION TO NETILMYCIN, AND PROCESS FOR THEIR PREPARATION - Google Patents
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Abstract
Description
Esta invenção relaciona-se com a preparação de lipossomas de misturas de glicerofosfolípidos (e.g. PC, DMPC, DPPC) com colesterol e moléculas carregadas, lipidicas ou não (e.g. SA, PI, DcP), nas proporções 50 a 807o, 10 a 307o e 10 a 507 respectivamente, todas para encapsulação de netilmicina. O tratamento final dos lipossomas é aquele que se obtém depois daThis invention relates to the preparation of liposomes from mixtures of glycerophospholipids (eg PC, DMPC, DPPC) with cholesterol and charged molecules, lipid or not (eg SA, PI, DcP), in the proportions 50 to 807o, 10 to 307o and 10 to 507 respectively, all for encapsulation of netylmycin. The final treatment of liposomes is that which is obtained after
preparação lipossomal ser filtrada por membranas de policarbonato, com poro final sucessivamente decrescente desde 3 pm a 0,01 pm.liposomal preparation to be filtered through polycarbonate membranes, with successively decreasing final portion from 3 pm to 0.01 pm.
Os aminoglucósidos, incluindo a netilmicina, são antibióticos bactericidas usados em clinica no combate de infecções graves causadas por bactérias gram-negativas, incluindo tuberculose, brucelose, septicémia, peritonite, pneumonia, infecções de tracto urinário e outras, que não respondam normalmente a outras classes de antibióticos (1, 2, 3, 4, 5). No entanto, a administração de aminoglucósidos, e da netilmicina em particular, apresenta efeitosAminoglucosides, including netilicin, are bactericidal antibiotics used in the clinic to fight serious infections caused by gram-negative bacteria, including tuberculosis, brucellosis, septicemia, peritonitis, pneumonia, urinary tract infections and others, which do not normally respond to other classes of antibiotics (1, 2, 3, 4, 5). However, the administration of aminoglucosides, and netylmycin in particular, has
laterais graves sendo o principal a nefro e ototoxicidade. Dos efeitos nefrotóxicos salienta-se a alteração da capacidade de reabsorção tubular e alterações da morfologia renal. Em relação aos efeitos ototóxicos salienta-se a toxicidade vestibular e coclear, possuindo tendência para lesarem o 8° par de nervos craneanos (1, 5).severe side effects, the main one being nephro and ototoxicity. The nephrotoxic effects include changes in the tubular resorption capacity and changes in renal morphology. Regarding the ototoxic effects, vestibular and cochlear toxicity stands out, with a tendency to damage the 8th pair of cranial nerves (1, 5).
Os lipossomas foram usados em modelos animais como veículos de transporte de aminoglucósidos nomeadamente a gentamicina, tendo mostrado evidência de serem protectores contra os referidos efeitos de toxicidade (6, 7, 8). No entanto as formulações desenvolvidas são obtidas a partir de razões elevadas de fármaco / lipido, apresentando eficácias de encapsulação baixas.Liposomes have been used in animal models as aminoglycoside transport vehicles, namely gentamicin, and have shown evidence of being protective against said toxicity effects (6, 7, 8). However, the formulations developed are obtained from high drug / lipid ratios, with low encapsulation efficiencies.
Com o presente processo pretende-se obter formulações lipossomais de netilmicina com elevada eficácia de encapsulação, baixa toxicidade e elevada actividade terapêutica.The present process aims to obtain liposomal formulations of netilmycin with high encapsulation efficiency, low toxicity and high therapeutic activity.
A presente invenção compreende um processo de desidratação-reidratação, seguida por uma extrusão através de filtros de policarbonato. Este processo nunca foi até agora usado para a netilmicina. Do processo destacam-se os principais passos que são: a) o uso de lipossomas multilamelares (MLV) contendo fármaco intra e extra-lipossomal; b) o uso de dextrose na fase de hidratação; c) a abolição dos passos de congelamento-descongelamento antes da liofilização; d) o elevado volume de diluição dos lipossomas antes da extrusão; e) uso dos lipossomas para extrusão sem serem previamente separados da fármaco extra-lipossomal.The present invention comprises a dehydration-rehydration process, followed by an extrusion through polycarbonate filters. This process has never before been used for netilmicina. The main steps of the process are: a) the use of multilamellar liposomes (MLV) containing intra- and extra-liposomal drugs; b) the use of dextrose in the hydration phase; c) the abolition of the freeze-thaw steps before freeze-drying; d) the high volume of dilution of the liposomes before extrusion; e) use of liposomes for extrusion without being previously separated from the extra-liposomal drug.
Assim, de acordo com a presente invenção uma solução de lipido (10 mg/ml - 100 mg/ml) em clorofórmio é sujeita a um fluxo de N2 até formação de um filme lipidico seco. Adiciona-se então uma solução aquosa de fármaco (0,05 mg/ml - 2,4 mg/ml) que é vigorosamente agitada com vortex até hidratação completa da película de lipido. A preparação de lipossomas multilamelares assim obtida é congelada em azoto líquido e liofilizada. 0 pó branco seco resultante é então hidratado em dois passos sucessivos consistindo em (i) adição de solução de dextrose 57», 1/10 do volume de solução de fármaco usada, agitação vigorosa com vortex e 30 minutos de repouso e (ii) adição de soro fisiológico, 9/10 do volume de solução de fármaco usada. A preparação reidratada é diluída com 5 a 10 volumes de soro fisiológico e sujeita a um processo de filtração sob pressão através de membranas de policarbonato de poro sucessivamente decrescente, e.g. entre 3 pm e 0,01 pm. Finalmente a solução de lipossomas é concentrada por ultracentrifugação a 250 000 x g durante 30 minutos e o sedimento ressuspenso em soro fisiológico.Thus, according to the present invention a solution of lipid (10 mg / ml - 100 mg / ml) in chloroform is subjected to a flow of N2 until a dry lipid film is formed. An aqueous drug solution (0.05 mg / ml - 2.4 mg / ml) is then added which is vortexed vigorously until complete hydration of the lipid film. The preparation of multilamellar liposomes thus obtained is frozen in liquid nitrogen and lyophilized. The resulting dry white powder is then hydrated in two successive steps consisting of (i) addition of 57 ”dextrose solution, 1/10 of the volume of drug solution used, vigorous vortexing and 30 minutes of rest and (ii) addition of saline, 9/10 of the volume of drug solution used. The rehydrated preparation is diluted with 5 to 10 volumes of saline and subjected to a process of pressure filtration through successively decreasing pore polycarbonate membranes, e.g. between 3 pm and 0.01 pm. Finally, the liposome solution is concentrated by ultracentrifugation at 250,000 x g for 30 minutes and the pellet is resuspended in saline.
presente processo é mais simples que o usado por outros autores para encapsulação de aminoglucósidos (8), pois parte de lipossomas multilamelares contendo fármaco, em vez de preparar lipossomas vazios aos quais é adicionado o fármaco posteriormente; não usa passos de congelamento e descongelamento antes de liofilização como fazem outros autores (8); prepara lipossomas isosmolares com o plasma humano utilizando dextrose; aumenta a eficácia de encapsulação utilizando, antes da extrusão, lipossomas sem serem previamente separados do fármaco extralipossomal.the present process is simpler than that used by other authors for encapsulation of aminoglucosides (8), since it starts with multilamellar liposomes containing drug, instead of preparing empty liposomes to which the drug is added later; does not use freezing and thawing steps before freeze drying as other authors do (8); prepares isosmolar liposomes with human plasma using dextrose; increases the efficiency of encapsulation using, prior to extrusion, liposomes without being previously separated from the extraliposomal drug.
As formulações assim obtidas apresentam eficácias de encapsulação superior a 607» sem alteração da aetividade biológica in vitro.The formulations thus obtained have encapsulation efficiencies greater than 607 »without altering the biological activity in vitro.
Quando injectadas em murganhos formulações de netilmicina preparadas pelo presente processo mostraram tempos de semi-vida no plasma 12 a 18 vezes superiores aos do fármaco livre.When injected into mice, netylmycin formulations prepared by the present process showed plasma half-life times 12 to 18 times longer than the free drug.
Estudos de toxicidade aguda in vivo demonstraram que a dose letal 50 para as formulações lipossomais de netilmicina é muito superior (> 50 mg/Kg) à dose letal 50 para a netilmicina livre (20-24 mg/Kg).Acute in vivo toxicity studies have shown that the lethal dose 50 for liposomal formulations of netilmycin is much higher (> 50 mg / kg) than the lethal dose 50 for free netylmycin (20-24 mg / kg).
Num modelo de peritonite in vivo, usando uma suspensão bacteriana de E.Coli sensível à netilmicina, as preparações obtidas pelo presente processo mostraram uma actividade terapêutica muito superior à da netilmicina livre.In an in vivo model of peritonitis, using a netylmycin sensitive E.Coli bacterial suspension, the preparations obtained by the present process showed a therapeutic activity far superior to that of free netylmycin.
Os resultados são notoriamente superiores aos publicados para outras formulações lipossomais de aminoglucósidos, dado que com a formulação preparada pelo presente processo se obtêm eficácias de encapsulação elevadas com baixas razões de Fármaeo / lípido (0,47 - 5,6 mg / 100 mg lípido). Ainda, os resultados obtidos indicam que as formulações lipossomais de netilmicina aqui descritas são um agente altamente eficaz no tratamento profilático ou terapêutico de infecções graves provocadas por bactérias gram-negativas. A acção prolongada da netilmicina lipossomal permite uma administração e monitorização menos frequente do fármaeo.The results are noticeably superior to those published for other liposomal formulations of aminoglucosides, given that with the formulation prepared by the present process, high encapsulation efficiencies are obtained with low Pharma / lipid ratios (0.47 - 5.6 mg / 100 mg lipid) . In addition, the results obtained indicate that the liposomal formulations of netilmycin described herein are a highly effective agent in the prophylactic or therapeutic treatment of serious infections caused by gram-negative bacteria. The prolonged action of liposomal netilmycin allows for less frequent administration and monitoring of the drug.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICASBIBLIOGRAPHIC REFERENCES
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Para completa elucidação da formulação lipossomal preparada pelo presente processo, descrevem-se de seguida alguns estudos realizados de acordo com a presente invenção.For complete elucidation of the liposomal formulation prepared by the present process, some studies carried out according to the present invention are described below.
ESTUDOS QUÍMICOS E BIOLÓGICOS:CHEMICAL AND BIOLOGICAL STUDIES:
CARACTERIZAÇÃO DA FORMULAÇÃO LIPOSSOMALCHARACTERIZATION OF LIPOSOMAL FORMULATION
Para caracterizar a formulação lipossomal de um antibiótico,To characterize the liposomal formulation of an antibiotic,
apresentam-se de seguida os parâmetros de encapsulação caracteristicos da presente invenção (Tabela 1).The encapsulation parameters characteristic of the present invention are shown below (Table 1).
TABELA 1 - Parâmetros de EncapsulaçãoTABLE 1 - Encapsulation Parameters
A eficácia de encapsulação é calculada pela razão entre o quociente antibiótico/lipido final e o quociente antibiótico/lípido inicial. 0 rendimento é calculado pela razão entre a concentração de antibiótico final e a concentração de antibiótico inicial.Encapsulation efficiency is calculated by the ratio of the final antibiotic / lipid quotient to the initial antibiotic / lipid quotient. The yield is calculated by the ratio of the final antibiotic concentration to the initial antibiotic concentration.
Pelos resultados obtidos conclui-se que com a formulação lipossomal preparada pelo presente processo se obtêm rendimentos e eficácias de encapsulação elevados, partindo de baixas razões de fármaco/lipido.From the results obtained, it can be concluded that with the liposomal formulation prepared by the present process, high yields and encapsulation efficiencies are obtained, starting from low drug / lipid ratios.
TOXICIDADE AGUDA IN VIVOACUTE TOXICITY IN VIVO
Para avaliar a toxicidade aguda in vivo da netilmicina livre e encapsulada em lipossomas realizou-se um estudo em que grupos de 10 murganhos Swiss (Charles River) foram injectados via intravenosa com doses de 10 a 50 mg/Kg de fármaco livre e lipossomal. Determinou-se o número de sobreviventes em cada dose e calculou-se a dose que matou 50% dos animais (DLso) (Tabela 2).To evaluate the acute in vivo toxicity of free and liposome-encapsulated netylmycin, a study was carried out in which groups of 10 Swiss mice (Charles River) were injected intravenously with doses of 10 to 50 mg / kg of free and liposomal drug. The number of survivors at each dose was determined and the dose that killed 50% of the animals (DLso) was calculated (Table 2).
TABELA 2 - Toxicidade AgudaTABLE 2 - Acute Toxicity
Os resultados obtidos permitem concluir que a formulação lipossomal de netilmicina obtida pelo presente processo reduzThe results obtained allow to conclude that the liposomal formulation of netilmicina obtained by the present process reduces
eficazmente a toxicidade aguda já que para a dose máxima injectada a sobrevivência foi de 100% sem se observar qualquer sinal de choque anafilático.effectively acute toxicity since for the maximum injected dose the survival was 100% without observing any sign of anaphylactic shock.
ESTUDO FARMACOCINÈTICOPHARMACOKINETIC STUDY
Os estudos de farmacocinética foram realizados com netilmicina livre e lipossomal em murganhos Swiss (Charles River) normais e imunodeprimidos (granulocitopénicos). A imunossupressão foi induzida, administrando intraperitonealmente uma solução de ciclofosfamida. Os animais foram injectados via intravenosa, com doses de 4 mg/Kg, recolhendo-se o sangue aos tempos previamente seleccionados (Tabela 3).Pharmacokinetic studies were performed with free and liposomal netilmycin in normal and immunodepressed (granulocytopenic) Swiss (Charles River) mice. Immunosuppression was induced by intraperitoneally administering a cyclophosphamide solution. The animals were injected intravenously, with doses of 4 mg / kg, collecting blood at the previously selected times (Table 3).
TABELA 3 - Parâmetros FarmacocinéticosTABLE 3 - Pharmacokinetic Parameters
Vol. Dist. (SS) - Volume de Distribuição estado estacionárioDist. (SS) - Steady State Distribution Volume
Os resultados mostram o aumento significativo do tempo de circulação das formulações lipossomais preparadas de acordo com a presente invenção quando comparadas com o fármaco na forma livre.The results show a significant increase in the circulation time of the liposomal formulations prepared according to the present invention when compared to the drug in free form.
facto deste aumento ser ainda mais relevante para os animais imunodeprimidos deveu-se à diminuição da capacidade fagocitica, uma vez que as defesas destes animais estavam diminuídas.The fact that this increase is even more relevant for immunocompromised animals was due to the decrease in phagocytic capacity, since the defenses of these animals were reduced.
ACTIVIDADE FARMACOLÓGICAPHARMACOLOGICAL ACTIVITY
Para testar a eficácia das formulações lipossomais preparadas pelo presente processo realizou-se um estudo in vivo de actividade terapêutica utilizando um modelo de peritonite em murganhos Swiss (Charles River). A infecção foi provocada com uma suspensão bacteriana de E. Coli sensível à netilmicina. Utilizando grupos de murganhos estudaram-se dois tipos de tratamento: num os animais foram tratados profilaticamente 24 h antes da infecção e no outro o tratamento foi efectuado imediatamente após a infecção. 0 grupo controlo foi injectado comTo test the effectiveness of the liposomal formulations prepared by the present process an in vivo study of therapeutic activity was performed using a peritonitis model in Swiss mice (Charles River). The infection was caused by a bacterial suspension of E. coli sensitive to netylmycin. Using groups of mice, two types of treatment were studied: in one the animals were treated prophylactically 24 h before infection and in the other, the treatment was carried out immediately after infection. The control group was injected with
NaCl 154mM. A dose de tratamento foi 10 vezes inferior à dose de mg/Kg utilizada profilacticamente. A percentagem de sobrevivência foi determinada ao fim de 24 dias (Tabela 4).154mM NaCl. The treatment dose was 10 times lower than the dose of mg / kg used prophylactically. The percentage of survival was determined after 24 days (Table 4).
TABELA 4 - Actividade Farmacológica num Modelo de PeritoniteTABLE 4 - Pharmacological Activity in a Peritonitis Model
% SOBREVIVÊNCIA% SURVIVAL
Net. - NetilmicinaNet. - Netilmicina
Lip. - LipossomasLip. - Liposomes
Dos resultados apresentados conclui-se que a actividade farmacológica foi bastante potenciada pelas formulações lipossomais produzidas de acordo com a presente invenção, o que sugere a sua utilização em clínica.From the results presented, it can be concluded that the pharmacological activity was greatly enhanced by the liposomal formulations produced in accordance with the present invention, which suggests its use in the clinic.
RESUMORESUME
AMINOGLUCÓSIDOS LIPOSSOMAIS COM ALTAS EFICÁCIA DE ENCAPSULAÇÃO ELIPOSOMAL AMINOGLUCOSIDES WITH HIGH ENCAPSULATION EFFECTIVENESS AND
ACTIVIDADE TERAPÊUTICA, NOMEADAMENTE A NETILMICINA, E PROCESSOTHERAPEUTIC ACTIVITY, INCLUDING NETILMICINE, AND PROCESS
PARA A SUA PREPARAÇÃOFOR YOUR PREPARATION
A presente invenção refere-se a formulações lipossomaisThe present invention relates to liposomal formulations
encapsulação são superiores a 60%.encapsulation are greater than 60%.
Os antibióticos lipossomais quando administrados ao animal resultam num aumento do tempo de semi-vida no plasma, reduzem substancialmente a toxicidade aguda e aumentam a actividade antimicrobiana relativamente ás formas livres dos fármacos.Liposomal antibiotics when administered to the animal result in an increase in plasma half-life, substantially reduce acute toxicity and increase antimicrobial activity relative to free forms of drugs.
processo para a preparação das formulações lipossomais é caracterizado pela formação de lipossomas multilamelares contendo o antibiótico e sujeitando os lipossomas a liofilização, reidratação e extrusão sob pressão.The process for the preparation of liposomal formulations is characterized by the formation of multilamellar liposomes containing the antibiotic and subjecting the liposomes to lyophilization, rehydration and extrusion under pressure.
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