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Mucus Permeating Nanoparticulate Drug Delivery Systems

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ALEXANDER: sistemas mucosos de administración de nanopartículas para obtener fármacos macromoleculares

Para abrir paso al desarrollo de sistemas de nanoadministración eficientes y rentables para fármacos macromoleculares es necesario mejorar la capacidad de las nanopartículas para atravesar la barrera mucosa.

Investigación fundamental
Salud

Los sistemas de nanoadministración, para ser ideales, deberían permitir la administración de fármacos sostenida y aumentar la biodisponibilidad de los fármacos macromoleculares al protegerlos contra la degradación enzimática. La propiedad más importante, no obstante, es la capacidad de penetrar la membrana mucosa. Los sistemas actuales para la administración en mucosa de fármacos macromoleculares, como los fármacos basados en proteínas, péptidos y ADN, son incapaces de cruzar la membrana mucosa en cantidades significativas por problemas de tamaño. En vistas de ello, se puso en marcha el proyecto financiado por la Unión Europea ALEXANDER (Mucus permeating nanoparticulate drug delivery systems) con el fin de desarrollar sistemas de nanoadministración innovadores que atraviesen la barrera mucosa sin destruirla. Los científicos se centraron en la administración oral y ocular, empleando estrategias innovadoras para superar las limitaciones actuales en las tasas de permeabilidad de los nanoexcipientes mejorados. Estas incluyeron la inmovilización de enzimas proteolíticas en la superficie del nanoexcipiente, el uso de nanopartículas capaces de cambiar la carga de superficie o el pH así como sistemas de administración de fármacos autonanoemulsionantes. Además, optimizaron las nanopartículas que liberan bajas concentraciones de agentes mucolíticos durante el traslado a través de la mucosa. Los científicos sintetizaron más de trescientos nanoexcipientes funcionalizados nuevos y caracterizaron las propiedades fisicoquímicas. Se incluyó la evaluación de la capacidad de atravesar la capa mucosa así como su citotoxicidad. Desarrollaron una serie de estudios in vitro complementarios para desarrollar modelos de la mucosa epitelial, incluyendo un modelo de la mucosa epitelial del intestino delgado que imita la fase digestiva y la barrera de células epiteliales. A partir de los resultados se concluyó que era posible administrar polipéptidos por vía oral y oligonucleótidos por la vía ocular. En comparación con las formulaciones existentes, los nanoexcipientes diseñados en este proyecto al menos quintuplicaron la biodisponibilidad oral de diferentes fármacos peptídicos. Además, se utilizaron los sistemas de autonanoemulsión para administrar el gen CTFR en un plásmido como estrategia terapéutica. Se seleccionaron las nanopartículas con el mejor perfil in vitro y se estudió en vivo su biodistribución utilizando imaginología de resonancia magnética, tomografía de emisión de positrones o métodos de detección de luminiscencia. Se estudió su toxicidad en modelos de animales tras la administración única o reiterada. En suma, gracias a ALEXANDER se adquirió más conocimiento y se comprendieron mejor las propiedades de las nanopartículas que mejoran la permeabilidad de la mucosa. Se desarrollaron técnicas analíticas o se ampliaron u optimizaron las técnicas actuales. Se diseñaron y optimizaron sistemas de excipientes innovadores con nuevas cualidades. Todas estas herramientas presentan mucha capacidad de desarrollo y podrían utilizarse en el futuro en la industria o en aplicaciones clínicas.

Palabras clave

Nanopartículas, administración de fármacos, capa mucosa, ALEXANDER, polipéptidos

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