Riassunto analitico
Negli ultimi anni si è verificato un crescente sviluppo e utilizzo di formulazioni nanotecnologiche per la veicolazione del farmaco antitumorale paclitaxel, allo scopo di superare le limitazioni delle forme farmaceutiche convenzionali. Essendo esso una molecola altamente idrofobica e non solubile pertanto in solvente acquoso, è attualmente somministrato per via endovenosa in una formulazione composta da etanolo e Cremophor EL in rapporto 1:1. Tale formulazione, sebbene abbia dimostrato importanti risultati postivi in terapia nella cura di vari tumori, causa numerosi effetti collaterali , tra cui principalmente reazioni di ipersensibilità. Da qui l’importanza di formulare dei nuovi sistemi più sicuri ed efficaci che permettano di veicolare un quantitativo minimo efficace di farmaco, di proteggerlo dai sistemi di degradazione ed eliminazione e di direzionarlo verso il target specifico in modo tale da minimizzarne gli effetti collaterali.
Lo scopo di questo lavoro di tesi è stato quello di sviluppare e validare un metodo rapido e riproducibile basato sulla cromatografia in fase inversa (RP-HPLC) accoppiata a un rilevatore UV/DAD per la quantificazione del paclitaxel e applicare, in seguito, tale metodo per l’analisi dell’efficienza di incapsulazione di nanoparticelle realizzate mediante tecnica della
nanoprecipitazione e per studi in vitro del rilascio del farmaco. La metodica proposta è stata inoltre completamente validata, facendo riferimento alle linee guida ICH (Q2). I parametri statistici valutati sono stati la linearità, la precisione, l’accuratezza, la sensibilità, il carry-over e l’effetto matrice.
La separazione cromatografica prevede l’uso di una colonna XBridge ® C 18 con una fase mobile composta da acetonitrile (B) e acido formico 0.1% in acqua (A). Si è operato al flusso di 0.2 mL/min per un tempo totale della corsa cromatografica di 15 minuti. La curva di calibrazione ottenuta ha mostrato una buona linearità nell’intervallo di concentrazione scelto. Il metodo si è dimostrato essere sensibile, accurato, preciso e non influenzato dall’effetto matrice. La metodica validata è stato poi applicata a campioni reali di farmaco in nanoparticelle, indicando una buona efficacia di incapsulazione che tuttavia necessita di essere ottimizzata e un profilo di rilascio del farmaco tipico di una cinetica di ordine zero.
Il progetto è stato realizzato presso il laboratorio del Prof. Jef Rozenski (Medicinal Chemistry laboratory - KU Leuven Rega Institute) nell’ambito del progetto Erasmus+ (coordinatore Prof.ssa Federica Pellati).
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Abstract
In recent years, there has been an increasing development and use of nanotechnological formulations for the delivery of the anticancer drug paclitaxel in order to overcome the limitations of conventional pharmaceutical forms. As this compound is a highly hydrophobic molecule and therefore not soluble in an aqueous solvent, it is currently administered intravenously in a
formulation consisting of ethanol and Cremophor EL in a 1:1 ratio. This formulation, although showing significant positive therapeutic results in the treatment of various cancers, causes numerous side effects, mainly hypersensitivity reactions. Hence the importance of formulating new, safer and more effective systems that make it possible to use a minimum concentration of the drug, protect it from degradation and elimination systems and direct it to the specific target in order to
minimise side effects. The aim of this thesis was to develop and validate a rapid and reproducible method based on
reversed-phase chromatography (RP-HPLC) coupled to a UV/DAD (diode array) detector for the
quantification of paclitaxel and then apply it to the analysis of the encapsulation efficiency of nanoparticles made by the nanoprecipitation technique and for in vitro studies of drug release. The method was validated following the ICH (Q2) guideline. The statistical parameters evaluated were linearity, precision, accuracy, sensitivity, carry-over, and matrix effect.
Chromatographic separation made use of an XBridge® C 18 column with a mobile phase consisting
of acetonitrile (B) and 0.1% formic acid in water (A). The chosen flow rate was 0.2 mL/min for a total run time of 15 minutes. The calibration curve obtained showed good linearity over the chosen concentration range. The method proved to be sensitive, accurate, precise and not influenced by the sample matrix. The validated method was then applied to quantify paclitaxel in PLGA-nanoparticles, revealing good and sufficient encapsulation efficiency but which should be optimised
and a drug release profile typical of zero-order kinetics.
The project was carried out in collaboration with the laboratory of Prof. Jef Rozenski (Medicinal Chemistry laboratory - Ku Leuven Rega Institute) within the Erasmus+ project (coordinator Prof. Federica Pellati).
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