Προκλινική τεκμηρίωση καινοτόμου συστήματος παρατεταμένης αποδέσμευσης φλουρμπιπροφαίνης για ενδοϋαλοειδική χρήση

Abstract

Intravitreal drug delivery is of great interest for improving the treatment of in-flammatory diseases of the posterior part of the eye or of various neuro-degenerative diseases. It achieves high levels of drugs in vitreous, while avoiding side effects associated with systemic administration. However, many drugs are rapidly removed from the ophthalmic fluids and frequent re-administration is required to ensure satisfactory treatment, increasing the risk of endophthalmitis, cataract formation or retinal detachment. Additionally, cer-tain drugs when administered at available therapeutic concentrations, cause local toxicity, side effects and the possibility of retinal damage. For the above reasons, it is imperative to develop new drug delivery systems, among which liposomes have been shown to improve treatment, significantly reducing tox-icity and increasing the time of drug storage in the eye. Compared to other nanosystems (such as polymeric nanodimids), liposomes have a better toxici-ty/biocompatibility profile and drug loading capacity but shorter retention times. To address the problem, specific drug retention technology has been developed in liposome-specific formulations, and the ability to extend the resi-dence time of even small molecules has been demonstrated in vitro. Addition-ally, in preliminary in vivo studies it has been shown that the proposed sys-tems are possibly acceptable and biocompatible with ocular tissues. In this project, the anti-inflammatory drug Flurbiprofen (FB) was used as a model of micromolar drug but also as a drug of interest for the eye. The experimental animals used were pigmented rabbit. The bioavailability, ef-ficacy and safety of the flurbiprofen solution (FB) was initially studied. Then the following slow release systems, which were developed and studied in vitro at the University of Patras in the Laboratory of Pharmaceutical Technology, were studied preclinically; liposomes, hydrogel, liposomal hydrogel, and lipo-somal platform incorporating the drug of interest (FB).The liposomal hydrogel system FB as well as the liposomal FB platform had the best performance on the bioavailability of FB in the eye. Bioavailability of the drug increased 2.2 and 1.9 times for the liposomal platform system and liposomal hydrogel respectively. Measurable amounts of FB were observed up to 72 hours after intravitreal injection. In the inflammation model, the liposomal platform effectively reduced the inflammation to similar levels to dexame-thasone. Concerning the toxicity study no particular findings were found during electrophysiological testing. However, for the liposomal platform, toxicity find-ings were found depending on the dose of the system studied on histological analysis.

Τα μη στεοειδή αντιφλεγμονώδη φάρμακα (ΜΣΑΦ) αποτελούν αναστολείς του ενζύμου της κυκλοοξυγενάσης (COX) παρεμβαίνοντας στον καταρράκτη της φλεγμονής και εμποδίζοντας τη μετατροπή του αραχιδονικού οξέος σε προσταγλανδίνες με συνέπεια τη μείωση αυτών και κατ’ επέκταση της εκδήλωσης της φλεγμονής. Τα ΜΣΑΦ χρησιμοποιούνται στην Οφθαλμολογία κυρίως με τη μορφή ενσταλλάξεων στον κερατοειδή για τον περιορισμό της φλεγμονής του προσθίου ημιμορίου του οφθλαμού. Η χρήση τους στο οπίσθιο ημιμόριο είναι περιορισμένη λόγω της ταχείας αποβολής τους από τους οφθαλμικούς ιστούς και της ανάγκης για επαναλαμβανόμενες- καθημερινές ενδοφθάλμιες εγχύσεις.Η ενδοϋαλοειδική χορήγηση φαρμάκων παρουσιάζει υψηλό ενδιαφέρον για βελτίωση της θεραπείας φλεγμονωδών ασθενειών του οπισθίου τμήματος του οφθαλμού ή διαφόρων νευροεκφυλιστικών νόσων. Επιτυγχάνει υψηλά επίπεδα φαρμάκων στο υαλοειδές, αποφεύγοντας ταυτόχρονα παρενέργειες που συνδέονται με συστηματική χορήγηση. Εν τούτοις, πολλά φάρμακα απομακρύνονται ταχέως από τα οφθαλμικά υγρά και για την εξασφάλιση ικανοποιητικής θεραπείας απαιτείται συχνή επανάληψη χορήγησης, αυξάνοντας τον κίνδυνο ενδοφθαλμίτιδας, καταρράκτη ή αποκόλλησης του αμφιβληστροειδούς. Επιπρόσθετα, ορισμένα φάρμακα όταν χορηγούνται σε άμεσα διαθέσιμες θεραπευτικές συγκεντρώσεις, προκαλούν τοπική τοξικότητα, παρενέργειες και πιθανότητα βλάβης του αμφιβληστροειδούς. Οι νανοσωματιδιακές συνθέσεις προσελκύουν ολοένα το ενδιαφέρον για την ανάπτυξη νέων θεραπευτικών προσεγγίσεων. Η εφαρμογή των λιποσωμικών και πολυμερικών νανομεταφορέων έχουν πολλά πλεονεκτήματα ως συστήματα βραδείας αποδέσμευσης φαρμάκων και στόχευσης για οφθαλμική χρήση. Έχει αποδειχτεί ότι βελτιώνουν την θεραπεία, μειώνοντας σημαντικά την τοξικότητα και αυξάνοντας τον χρόνο παραμονής φαρμάκων στον οφθαλμό. Διαθέτουν καλό προφίλ τοξικότητας/βιοσυμβατότητας καθώς και επαρκή ικανότητα φόρτωσης φαρμάκων.Κύριος στόχος της ερευνητικής μελέτης είναι η προκλινική τεκμηρίωση συστημάτων βραδείας αποδέσμευσης φλουρμπιπροφαίνης σε πειραματόζωα. Τα συστήματα μελετήθηκαν ως προς τη φαρμακοκινητική συμπεριφορά τους εντός του οφθαλμού, ως προς την αποτελεσματικότητά τους σε μοντέλο ενδοφθάλμιας φλεγμονής καθώς και ως προς την τοξικότητά τους μέσω ηλεκτροφυσιολογίας και μελέτη ιστολογίας. Τα πειραματόζωα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν κόνικλοι με χρωστική. Μελετήθηκε αρχικά η βιοδιαθεσιμότητα, η αποτελεσματικότητα και η ασφάλεια του διαλύματος φλουρμπιπροφαίνης (ΦΛ). Κατόπιν μελετήθηκαν προκλινικά τα εξής συστήματα βραδείας αποδέσμευσης, που είχαν αναπτυχθεί και μελετηθεί in vitro στο Πανεπιστήμιο Πάτρας στο εργαστήριο Φαρμακευτικής Τεχνολογίας; λιποσώματα, υδρογέλη, λιποσωμική υδρογέλη, και λιποσωμική πλατφόρμα με ενσωμάτωση του φαρμάκου ενδιαφέροντος (ΦΛ). Το σύστημα της λιποσωμικής υδρογέλης ΦΛ καθώς και η λιποσωμική πλατφόρμα ΦΛ είχαν την καλύτερη απόδοση ως προς τη βιοδιαθεσιμότητα της ΦΛ στον οφθαλμό. Η βιοδιαθεσιμότητα του φαρμάκου αυξήθηκε 2.2 και 1.9 φορές για το σύστημα της λιποσωμικής πλατφόρμας και της λιποσωμικής υδρογέλης αντίστοιχα. Μετρήσιμες ποσότητες ΦΛ παρατηρήθηκαν έως και 72 ώρες μετά την έγχυση. Στο μοντέλο φλεγμονής η λιποσωμική πλατφόρμα μείωσε αποτελεσματικά τη φλεγμονή σε παρόμοια επίπεδα με τη δεξαμεθαζόνη. Όσον αφορά τη μελέτη τοξικότητας δεν ανευρέθησαν ιδιαίτερα ευρήματα κατά τον ηλεκτροφυσιολογικό έλεγχο. Ωστόσο, για τη λιποσωμική πλατφόρμα διαπιστώθηκε δοσοεξαρτώμενη τοξικότητα όσον αφορά την ιστολογική ανάλυση.