Pioglitazone dosage forms for the treatment of inflammation associated with skin, ocular and neurodegenerative diseases

Abstract

La pioglitazona (PGZ) es un agonista del peroxisoma proliferador activado del receptor gamma (PPARγ) receptor, pertenece a la clase de las tiazolidindionas y es usado para el tratamiento de la diabetes tipo 2. Muchos estudios han reportado el uso de este fármaco con diferentes funciones, tales como: antiinflamatoria, antiangiogénica, antifibrótica, antitumoral y neuroprotectora. Además, este fármaco ha sido investigado debido a su capacidad de reducir la respuesta inflamatoria por diferentes mecanismos. Con el fin de obtener formulaciones apropiadas de PGZ que mejoren su liberación, esta tesis tuvo como principal objetivo el desarrollo y la caracterización de formas de dosificación de PGZ (nanopartículas (NPs) poliméricas de PLGA-PEG y formulaciones líquidas) capaces de reducir la inflamación asociada con enfermedades dérmicas (rosácea), oculares (uveítis) y neurodegenerativas (Alzheimer). Estos sistemas fueron optimizados y caracterizados fisicoquímicamente, analizando las interacciones fármaco-vehículo por métodos espectroscópicos y térmicos. Estudios de estabilidades fueron llevados a cabo durante 3 meses. Se estudió también la liberación in vitro, la permeación ex vivo en diferentes membranas biológicas, la tolerancia y la distribución del fármaco en los diferentes tejidos. Asimismo, estudios de toxicidad se realizaron en líneas celulares de queratinocitos (HaCat), retinoblastoma (Y-79) y células endoteliales del cerebro (hCMEC/D3). Estudios de internalización, transporte y permeabilidad de las NPs-PGZ fueron llevados a cabo en hCMEC/D3. Para finalizar se evaluó también la eficacia terapéutica in vivo de las formulaciones desarrolladas para rosácea, uveítis y Alzheimer. Las NPs-PGZ mostraron un tamaño promedio de partícula menor a 200 nm, una polidispersión aproximada de 0.1, carga superficial de -13.6 mV y una eficiencia de asociación en torno al 92 %. Los estudios de interacción fármaco-vehículo confirmaron que la PGZ fue encapsulada en la matriz polimérica. Las formas farmacéuticas fueron estables 3 meses, con un perfil reológico newtoniano. Los estudios de liberación de las formulaciones mostraron perfiles cinéticos de primer orden e hiperbólico. En los ensayos de permeación en la piel, la solución de PGZ con un promotor fue capaz de penetrar en la piel con altos valores para flujo (Jss), cantidad retenida del fármaco (Qret) y concentraciones predichas en estado de equilibrio estacionario (Css). Además, en los estudios de permeación en las distintas mucosas (bucal, sublingual, nasal e intestinal), dependiendo de la forma farmacéutica y en base a los resultados de Css, ha sido posible predecir que pueden proporcionar un efecto farmacológico sistémico tanto a nivel de la mucosa nasal como de la intestinal. Por otro lado, en el ojo la PGZ a partir de las NPs mostró altas concentraciones permeadas a través de la esclera. Los ensayos de tolerancia in vivo (Draize test) indicaron que la solución de PGZ no producía daño en la piel. Además, las NPs-PGZ no indujeron ninguna irritación a nivel ocular tanto in vivo como in vitro por el (HET CAM test). También las fórmulas fueron testadas mostrando no toxicidad a las concentraciones determinadas en las diferentes líneas celulares. Las NPs fueron capaces de internalizar, atravesar y no alterar la permeabilidad en un modelo in vitro de la barrera hematoencefálica con las células hCMEC/D3. Con respecto a la eficacia terapéutica de las formulaciones: la solución de PGZ disminuyó notablemente los niveles de eritema después de la inducción de la inflamación en las espaldas de los ratones BALB/c en todos los intervalos de tiempos analizados, corroborado por estudios histológicos. En los estudios de eficacia ocular en cerdos, las NPs-PGZ fueron capaces de prevenir la inflamación ocular después de la inducción de la inflamación con araquidonato sódico. Las NPs-PGZ también fueron testadas (in vivo) en un modelo de ratón transgénico con la enfermedad del Alzheimer y los resultados mostraron que las NPs fueron capaces de reducir el déficit de memoria cuando se comparan con el vehículo. Además, mostró clara tendencia a reducir las placas de la proteína beta amiloide. En resumen, las formulaciones de PGZ desarrolladas podrían constituir en un futuro, después de ensayos clínicos, una nueva indicación terapéutica para este fármaco.