Sistemas nanotransportadores microencapsulados para liberación pulmonar de macromoléculas terapéuticas

Resumo

El objetivo general de esta tesis de doctorado ha sido el desarrollo de nanopartículas poliméricas a base de quitosano y su posterior microencapsulación en polvo secos para administración pulmonar de macromoléculas terapéuticas, tales como proteínas y ácidos nucleicos. Este trabajo se basa en dos enfoques que incluyen, en primer lugar, la preparación de nanopartículas mediante gelificación iónica, que es una técnica que preserva la integridad de las macromoléculas. En segundo lugar, las nanopartículas, cargadas de una biomacromolécula terapéutica, son microencapsuladas utilizando una técnica de atomización y manitol como excipiente inerte, a fin de obtener polvos secos que presenten propiedades aerodinámicas adecuadas para administración pulmonar. Las nanopartículas híbridas basadas en la combinación de quitosano y otros biomateriales, tales como el ácido hialurónico y carboximetilcelulosa-ß-ciclodextrina, fueron también introducidas en el diseño de la nanotransportadores de bio-macromoléculas. Investigamos el efecto de incluir ácido hialurónico en las nanopartículas híbridas sobre la liberación in vitro de una proteína modelo, así como sobre el potencial de transfección de siRNA en células epiteliales alveolares de pulmón (A459) y sobre el perfil de toxicidad de estas nanopartículas. Para investigar las interacciones moleculares entre la macromolécula encapsulada y las nanopartículas, así como el efecto del proceso del proceso de preparación sobre la integridad de la macromolécula, se llevó a cabo una exhaustiva caracterización fisicoquímica de la nanopartículas y de las nanopartículas microencapsuladas La integridad de la macromolécula terapéutica durante el procesado de las nanopartículas y de los nanotransportadores microencapsulados, no se ve comprometida por la las técnicas de gelificación iónica y atomización empleadas, respectivamente. El análisis superficial y estructural llevado a cabo sobre las nanopartículas microencapsuladas, muestra la distribución homogénea de las nanopartículas en las matrices de microsferas. Las nanopartículas resultaban eficazmente rodeadas por una cubierta de manitol ya que no eran detectadas en la superficie de las microsferas. Por otro lado, los estudios in vivo realizados con ratas han revelado que estas microsferas (polvo seco) son capaces de liberar las nanopartículas en las zonas profundas del pulmón, facilitando el transporte de la macromolécula encapsulado a la circulación sanguínea para inducir su efecto biológico.