A new plant-based nanovesicle platform based on alkyl polyglucosides and β‑sitosterol for topical delivery

Resum

Els sistemes d'alliberament controlat s'han utilitzat durant les últimes dècades per millorar l’eficàcia i la seguretat de fàrmacs i altres actius. Les vesícules són una de les opcions més populars com a sistemes d’alliberament per aplicacions farmacèutiques i productes de cura personal. Per superar les limitacions dels primers sistemes vesiculars, com els liposomes convencionals, la recerca ha portat a investigar noves composicions que poden incrementar l’estabilitat i la tolerabilitat de les formulacions vesiculars. Tot i això, aquesta recerca és un procés complex que depèn de diferents factors com els components que es fan servir, les interaccions entre ells o el medi dispersant._x000D_ Aquesta Tesi Doctoral Industrial presenta el desenvolupament de nous sistemes vesiculars fent servir components d’origen vegetal, biocompatibles i biodegradables com a components de membrana, per aplicacions tòpiques en l’àmbit de la cura personal i la cosmètica. Els nous sistemes d’alliberament s’han preparat fent servir el procés DELOS, una metodologia basada en fluids comprimits que permet preparar formulacions en un sol pas, i que és robusta, escalable i amb un baix impacte mediambiental._x000D_ Les vesícules s’han obtingut per l’auto-assemblatge del ß-sitosterol (Sit) amb tensioactius de la família dels alquil poliglucòsids, principalment el lauril glucòsid (LGL) i el lauril glucosa carboxilat (LGC). S’han desenvolupat diferents sistemes que s’han caracteritzat amb tècniques avançades com la dispersió dinàmica de llum, la microscòpia electrònica en condicions criogèniques o la dispersió de raig X._x000D_ Amb l’objectiu d’avaluar el seu rol com a sistemes d’alliberament, diferents actius d’interès pel sector dermocosmètic s’han formulat amb les nanovesícules (NVs) formades per Sit, LGL i LGC. Molècules petites de caràcter hidrofòbic com l'α-tocoferol (vitamina-E), amb activitat antioxidant, i el 7-dehidrocolesterol, un precursor de la vitamina D, han estat carregades de forma eficient a les NVs. A part de les seves propietats fisicoquímiques, la funcionalitat dels actius després d’integrar-los a les NVs també es va avaluar, demostrant que la seva activitat es mantenia. Altrament, també s’han estudiat molècules com l’ascorbil glucòsid (vitamina-C) i la niacinamida (vitamina-B3), ambdues molècules petites de caràcter hidrofílic, o una proteïna com és el factor de creixement de fibroblasts bàsic, que és una biomolècula de més gran._x000D_ En vistes de l’aplicació tòpica d’aquestes NVs, els prototips més prometedors han estat evaluats en termes de la seva funció biològica in vivo i ex vivo. En primer lloc, s’han dut a terme assajos de biocompatibilitat in vitro amb models d’epidermis humana reconstruïda, obtenint resultats positius per totes les formulacions avaluades i sense efectes irritants. En segon lloc, s’han realitzat estudis de retenció en pell ex vivo fent servir microscòpia d'excitació de dos fotons i NVs marcades amb el fluoròfor vermell Nil. Els resultats han demostrat una millora en la permeació a la pell del fluoròfor en comparació amb la molècula lliure._x000D_ Finalment, en aquesta Tesi s’han explorat altres aplicacions més enllà de les cosmètiques. Com a prova de concepte, els sistemes vesiculars formats per Sit i LGL s’han modificat amb components acceptats per ús farmacèutic. En particular, dos derivats del colesterol s’han auto-assemblat amb el Sit i el LGL per formar noves NVs: un derivat amb una molècula del polímer PEG (colesterol-PEG600), i un segon derivat amb una amina terciària (DC-colesterol), per obtenir, respectivament, NVs estables no iòniques o catiòniques. Per completar la prova de concepte, l’habilitat d’integrar diferents fàrmacs s’ha estudiat amb les NVs amb DC-colesterol. S’han integrat el cannabidiol, el metotrexat i la hormona de creixement humana, cadascuna amb una estructura química i característiques diferents._x000D_ En resum, els resultats obtinguts en aquesta Tesi presenten el desenvolupament satisfactori d’una plataforma versàtil de nanovesícules estables i homogènies obtingudes amb ingredients d'origen vental, per a aplicacions tòpiques en la indústria cosmètica farmacèutica.

Data del Ajut	20 de set. 2024
Idioma original	Anglès
Supervisor	Leonor Ventosa Rull (Director/a) & Alba Córdoba Insensé (Director/a)