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

Resumen

Los sistemas de liberación controlada se han usado durante las últimas décadas para mejorar la eficacia y seguridad de fármacos. Las vesículas son una de las opciones más populares como sistemas de liberación para aplicaciones farmacéuticas y productos de cuidado personal. Para superar las limitaciones de los primeros sistemas vesiculares, como los liposomas convencionales, la investigación ha llevado a encontrar nuevas composiciones que pueden incrementar la estabilidad y la tolerabilidad de las formulaciones de vesículas. No obstante, esta búsqueda es un proceso complejo que depende de distintos factores como los componentes utilizados, sus interacciones o el medio dispersante. _x000D_ Esta Tesis Doctoral Industrial presenta el desarrollo de nuevos sistemas vesiculares usando componentes de origen vegetal, biocompatibles y biodegradables, como componentes de membrana para aplicaciones tópicas en el ámbito del cuidado personal y la cosmética. Los nuevos sistemas de liberación controlada se han preparado usando el proceso DELOS, una metodología que permite obtener formulaciones en un solo paso y que está basada en fluidos comprimidos. Este proceso es robusto, escalable y con un impacto medioambiental bajo. _x000D_ Las vesículas se han formado por el autoensamblaje del β-sitosterol (Sit) y surfactantes de la familia de los alquil poliglucósidos, principalmente el lauril glucósido (LGL) y el lauril glucosa carboxilato (LGC). Se han desarrollado distintos sistemas que se han caracterizado mediante técnicas avanzadas como la dispersión dinámica de luz, la microscopia electrónica criogénica o la dispersión de rayos-X._x000D_ Con el objetivo de evaluar su rol como sistemas de libración controlada, diferentes ingredientes activos de interés para el sector dermocosmético se han formulado con las nanovesículas (NVs) formadas por Sit, LGL y LGC. Moléculas pequeñas de carácter hidrofóbico como el α-tocoferol (vitamina-E), con actividad antioxidante, y el 7 dehidrocolesterol, (pre-vitamina D), han sido cargadas de forma eficiente en las NVs. Además de las propiedades fisicoquímicas, la funcionalidad de los activos después de integrarlos en las NVs también se evaluó, demostrando que su actividad se mantenía. También se han estudiado moléculas como el ascorbyl glucósido (vitamina-C) y la niacinamida (vitamina-B3), ambas moléculas pequeñas de carácter hidrofílico, o una proteína como el factor de crecimiento de fibroblastos básico, que es una biomolécula más grande. _x000D_ En vistas de la aplicación tópica de estas NVs, los prototipos más prometedores fueron evaluados en base a su función biológica. En primer lugar, se realizaron ensayos de biocompatibilidad in vitro con modelos de epidermis humana reconstruida, obteniendo resultados positivos para todas las formulaciones testeadas y sin efectos irritantes. En segundo lugar, se realizaron estudios de retención en piel ex vivo usando microscopia de excitación de dos fotones y NVs marcadas con el fluoróforo rojo Nilo. Los resultados demostraron una mejora en la permeación en la piel del fluoróforo en comparación a la molécula libre. _x000D_ Finalmente, en esta Tesis se exploraron otras aplicaciones más allá de las cosméticas. Como prueba de concepto, los sistemas vesiculares de Sit y LGL se modificaron con componentes aceptados para uso farmacéutico. En particular, dos derivados del colesterol se han auto-ensamblado con el Sit y el LGL para formar NVs: un derivado con una molécula del polímero PEG (colesterol-PEG600), y otro con una amina terciaria (DC-colesterol), para obtener, respectivamente, NVs estables no-iónicas o catiónicas. Para completar la prueba de concepto, se ha estudiado la integración de distintos fármacos en las NVs con DC-colesterol. Se han formulado el cannabidiol, el metotrexato y la hormona de crecimiento humana, cada una con una estructura química y características distintas. _x000D_ En resumen, los resultados obtenidos en esta Tesis presentan el desarrollo satisfactorio de una plataforma versátil de nanovesículas estables y homogéneas obtenidas con ingredientes de origen vegetal, para aplicaciones tópicas en la industria cosmética y farmacéutica.

Fecha de lectura	20 sept 2024
Idioma original	Inglés
Supervisor	Leonor Ventosa Rull (Director/a) & Alba Córdoba Insensé (Director/a)