Desarrollo de nanosistemas con base lipídica como transportadores de fármacos para el tratamiento de enfermedades
- Autores: Lourdes Valdivia Fernández
- Directores de la Tesis: Mónica López Fanarraga (dir. tes.), Rafael Valiente Barroso (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Cantabria ( España ) en 2021
- Idioma: español
- Títulos paralelos:
- Development of lipid-based drug delivery systems for the treatment of diseases
- Tribunal Calificador de la Tesis: Juan Gallo Páramo (presid.), Esther Tamayo Revuelta (secret.), Aránzazu Villasante Bermejo (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biología Molecular y Biomedicina por la Universidad de Cantabria
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: UCrea
- Resumen
- español
La aplicación de la Nanotecnología en la rama médica, conocida como Nanomedicina, ha permitido el uso de los materiales a escala nanométrica para su empleo en diagnóstico y terapia. Una de las ramas que más se ha estudiado hasta nuestros días ha sido el empleo de la Nanomedicina en la liberación de fármacos. Esta área consiste en el uso de nanomateriales que actúan como transportadores de fármacos, permitiendo que el fármaco llegue específicamente a la diana farmacológica y poder actuar en ella empleando una menor concentración de este. Estos vehiculizadores de fármacos son necesarios en muchos casos, ya que son numerosas las sustancias activas que presentan una alta afinidad por su diana farmacológica, traduciéndose en una alta eficacia terapéutica. Pero presentan problemas a la hora de acceder a dicha diana disminuyendo, en muchos casos, su efecto terapéutico. Estos problemas tienen un origen común y es que estos fármacos presentan un perfil farmacocinético inadecuado. Cuando esto ocurre, procesos como la absorción, la distribución o la eliminación del fármaco en el organismo se encuentran comprometidos impidiendo que el fármaco llegue al lugar de acción a una concentración adecuada. Este pobre perfil farmacocinético, en algunos casos, está relacionado con la naturaleza química del fármaco, siendo las moléculas con características hidrófobas las que más inconvenientes presentan. Estos problemas se traducen en la aparición de efectos adversos o una baja biodisponibilidad del tratamiento.
Para solucionar estos problemas y dentro de la variedad de nanosistemas que existen, en esta Tesis Doctoral se han escogido los nanosistemas de base lipídica para su uso como transportadores de fármacos. Algunas de sus ventajas son su biocompatibilidad, su versatilidad y la capacidad de transportar fármacos de naturaleza hidrófoba con alta eficiencia a la vez que permiten modular el perfil de liberación del fármaco mejorando sus propiedades farmacocinéticas. En este trabajo han sido tres los fármacos elegidos para ser transportados en estos nanosistemas lipídicos (doxorrubicina, cloranfenicol y enrofloxacina) y dos las partículas testadas (liposomas y partículas sólidas lipídicas). Los tres fármacos se emplean para fines terapéuticos distintos, uno es antineoplásico y los otros dos son antimicrobianos, pero tienen en común que no son considerados fármacos de primera línea en su aplicación médica, ya que por su hidrofobicidad y su baja especificidad generan la aparición de efectos secundarios no deseados a dosis altas o tras un uso prolongado.
En esta Tesis Doctoral se muestra la versatilidad que presentan estos nanosistemas de base lipídica en el tratamiento de enfermedades tan diferentes como es el cáncer metastásico pulmonar o las infecciones bacterianas intracelulares. En el caso del cáncer metastásico pulmonar, la doxorrubicina mostró una eficacia mejorada inhibiendo el crecimiento metastásico tumoral cuando fue administrada en partículas sólidas lipídicas, además de observarse una biocompatibilidad del nanosistema transportador durante el tiempo que duró el experimento in vivo. Por otro lado, en el caso de las infecciones bacterianas producidas por la bacteria modelo de este trabajo, Listeria monocytogenes, la encapsulación y transporte de los dos antimicrobianos antes mencionados en nanopartículas sólidas lipídicas y en liposomas mostraron, en ensayos in vitro, perfiles de liberación sostenidos en el tiempo, aunque con diferencias entre ambos, lo que indica el potencial que presentan como tratamiento frente a estas infecciones bacterianas de carácter crónico. También se observó mediante ensayos en cultivos celulares, la menor toxicidad o una tendencia a no presentarla de dichos antimicrobianos cuando estaban encapsulados en estos nanosistemas lipídicos frente al fármaco convencional junto a una mejora en eficacia a tiempos cortos en dichos cultivos celulares previamente infectados con el microorganismo intracelular.
En conclusión, estos resultados muestran el alto potencial que presentan estos nanosistemas encapsulando antimicrobianos en futuros experimentos in vivo, tal y como han demostrado estos mismos nanosistemas cuando se testaron en un modelo murino de melanoma metastásico de pulmón.
- English
In recent years, nanomedicine has acquired great importance in different areas of medical research. Nanomedicine has been proposed as a possible solution for the development of new controlled drug release systems using nanostructures that transport the drug to specific pharmacological targets. Lipid-based nanosystems, such as liposomes or, more recently discovered, solid lipid nanoparticles, have demonstrated, in various studies, high efficiency and versatility in drug encapsulation. Both nanosystems allow the encapsulation of compounds with different chemical nature. Furthermore, these nanostructures are one of the most biocompatible and biodegradable nanosystems due to their high lipid composition similar to physiological components. In this study, two lipid nanocarriers have been developed and three different drugs have been chosen for encapsulation, one antineoplastic (Doxorubicin) and two antimicrobials (Chloramphenicol and Enrofloxacin). All of them are extended due to their toxicity and poor pharmacokinetic profile. The tests in vitro and in vivo of these nanosystems have demonstrated the ability to improve characteristics such as bioavailability or efficacy. They also show a reduction of toxicity when drugs have been transported within these lipid nanocarriers. Furthermore, this Thesis shows how the use of nanosystems in the administration of drugs can improve the treatment of plenty different diseases from metastatic lung cancer to a chronic infection caused by intracellular bacteria. In both cases, it has been possible to design an alternative drug delivery system that has improved bioavailability, both in vitro tests and in vivo models of these lipophilic drugs.
- español
