Desenvolupament, caracterització i avaluació in vitro-ex vivo de noves formulacions tòpiques pel tractament de la leishmaniosi cutània

Abstract

La leishmaniosi constitueix un conjunt de malalties causades per diferents espècies del gènere Leishmania que presenten diferents formes clíniques depenent de l’espècie, del seu tropisme i de la resposta immune de l’hoste. Les manifestacions clíniques inclouen lesions cutànies (leishmaniosi cutània), mucocutànies (leishmaniosi mucocutània) i viscerals (leishmaniosi visceral o Kala-azar). Els fàrmacs actualment disponibles per al tractament de la leishmaniosi en general inclou antimonials pentavalents, amfotericina B, miltefosina i paromomicina entre altres, molts d'ells amb grans limitacions relatives a la seva toxicitat, elevat cost i administració.

Degut a la necessitat existent de nous compostos anti-Leishmania més segurs, més barats i més fàcils d’administrar que els medicaments actuals, l’objectiu d’aquesta tesi ha sigut desenvolupar, caracteritzar i avaluar una nova nanoformulació d’administració tòpica pel tractament de la leishmaniosi cutània.

S’ha elaborat una formulació en forma de nanogel a base de poloxamer 407 incloent paromomicina com a fàrmac anti-Leishmania per l’aplicació tòpica en el tractament de la leishmaniosi cutània. S’ha optimitzat i avaluat aquest nou vehicle d'aplicació tòpica, fent assajos d'alliberament in vitro així com assaigs de permeació ex vivo. Una condició bàsica i fonamental per a la consecució d'aquests assaigs és disposar d'un mètode apropiat de quantificació del fàrmac. Per això, un segon objectiu ha sigut desenvolupar i validar segons la normativa ICH en termes de linealitat, precisió, exactitud, robustesa i sensibilitat un mètode analític basat en una cromatografia líquida de fase inversa. Per a realitzar l’avaluació dels diferents paràmetres de caracterització de la formulació de nanogel, s’han dut a terme estudis d’alliberació del fàrmac del vehicle mitjançant membranes artificials en cel·les de Franz i estudis de permeaciò en pell humana. Els estudis de citotoxicitat s’han efectuat en diferents línies cel·lulars tumorals i l’efectivitat antileishmanicida s’ha realitzat enfront a dues espècies diferents de Leishmana.

Per últim, s’han iniciat estudis de microscòpia confocal de fluorescència amb l’objectiu d’estudiar la localització subcel·lular de nanopartícules (liposomes) mitjançant la utilització de quantum dots englobats dins de liposomes i utilitzant diferents marcadors cel·lulars.

Leishmaniasis is a group of diseases caused by protozoan parasites of the genus Leishmania. There are different clinical forms depending on the species of Leishmania, its tropism and the host immune response. Clinical manifestations include skin lesions (cutaneous leishmaniasis), mucocutaneous (mucocutaneous leishmaniasis) and visceral (Kala-azar or visceral leishmaniasis). The drugs currently available for the treatment of leishmaniasis usually include pentavalents antimonials, amphotericin B, miltefosine, Paromomycin and others, many of them with great limitations concerning their toxicity, high cost and complicated administration.

Due to the existing need of new compounds anti-Leishmania safer, cheaper and easier administration than the current drugs, the aim of this thesis was to develop, characterize and evaluate a new nano-formulation for topical administration treatment of cutaneous leishmaniasis.

We developed a new paromomycin micellar nanogel based on poloxamer 407 as an anti-Leishmania topical application drug for the treatment of cutaneous leishmaniasis. We optimized and evaluated this new vehicle for topical application, making in vitro release and ex vivo permeation studies. Previously, we developed an appropriate method to quantify the drug. Therefore, another objective was to validate according to ICH regulations in terms of linearity, precision, accuracy, robustness and sensitivity of an analytical method based on a reverse phase liquid chromatography.

To perform the evaluation of the nanogel’s formulation we conducted studies of drug release from the vehicle using vertical diffusion Franz cells with artificial membranes and the permeation studies in human skin with same method. Cytotoxicity studies were carried out in different tumor cell lines by the cell proliferation reagent WST-1 and anti-Leishmania activity were made against two different species of Leishmania. Finally, confocal microscopy studies were initiated in order to study the subcellular nanoparticles (liposomes) localization using quantum dots included within liposomes and using different stein cells.