Riassunto analitico
La miastenia grave oculare (OMG) è una malattia autoimmune caratterizzata dalla produzione di anticorpi contro le proteine della giunzione neuromuscolare del distretto oculare che causa incapacità di contrarre i muscoli extraoculari e palpebrali provocando debolezza muscolare, diplopia, ptosi e difficoltà nella visione. Nei casi in cui il trattamento con inibitori dell'acetilcolinesterasi (farmaci di prima scelta) fallisce, si ricorre alla somministrazione orale di corticosteroidi (Cs) per la loro attività immunomodulatrice (controllano i livelli di citochine e la produzione di anticorpi) e per la capacità di ridurre il rischio di generalizzazione della patologia. Tuttavia, la somministrazione cronica di Cs per via orale causa effetti collaterali sistemici. L’obbiettivo principale di questo lavoro è quello di proporre una valida alternativa al trattamento con Cs orali senza rinunciare alla scelta farmacologica. La somministrazione topica di farmaci all'occhio, ad esempio sotto forma di colliri o gel, può rappresentare una soluzione : è in grado di ridurre gli effetti collaterali sistemici, pur rimanendo un metodo semplice, minimamente invasivo e meno doloroso rispetto ad altre tecniche locali convenzionali come le iniezioni intraoculari. Tuttavia, diverse barriere oculari ostacolano l'assorbimento dei farmaci applicati per via topica. Infatti, a causa del riflesso di ammiccamento, flusso lacrimale, drenaggio naso-lacrimale, e bassa capacità del sacco congiuntivale(<30 µL), il 90% del farmaco applicato è rapidamente rimosso dall'area di applicazione. Infine, altre barriere anatomiche e chimiche (come tight junction della cornea ed enzimi del liquido lacrimale) fanno sì che la percentuale di farmaco assorbito per applicazione topica sia inferiore al 5%. In questo lavoro sono state formulate e caratterizzate nanoemulsioni (NEs) cationiche olio-in-acqua in quanto promettenti nanocarriers per il trattamento topico delle patologie oculari. Le NEs aumentano la biodisponibilità dei farmaci applicati per via topica, compresi quelli lipofili (come Cs) solubili nella fase interna oleosa. Un derivato di nuova sintesi del DABCO, il DABCO S2, è stato scelto come tensioattivo cationico nella formulazione per le sue caratteristiche d'avanguardia. È un tensioattivo cationico ecocompatibile, degradabile, a ridotta tossicità dotato di proprietà antibatteriche e antivirali che consentono potenzialmente di evitare l'uso di conservanti nella formulazione, spesso responsabili di effetti collaterali come irritazioni e reazioni allergiche. Grazie alla carica positiva, DABCO S2 aumenta il tempo di permanenza sulla superficie oculare interagendo con le mucine del liquido lacrimale cariche negativamente mediante legami elettrostatici, aumentando così l'assorbimento del farmaco. Le NEs ottenute come risultato di queste scelte formulative sono state analizzate in un periodo di due mesi per ottenere dati su zeta potential, particle size, polydispersity index, e sul comportamento reologico. I risultati ottenuti sono promettenti per la definizione di un sistema adatto alla somministrazione oculare per il potenziale trattamento della OMG. I risultati di questo lavoro rappresentano un punto di partenza nella formulazione di NEs caricate internamente con Cs ed eventualmente funzionalizzate con anticorpi monoclonali (nuova frontiera nel trattamento della malattia), per ottenere un effetto sinergico nel trattamento dei sintomi e della patologia attraverso una somministrazione locale, indolore e semplice per il paziente. Saranno necessari ulteriori studi per valutare altri parametri essenziali e testare la stabilità delle formulazioni durante un periodo di tempo più lungo prima di scegliere il miglior Cs da caricare nella fase interna delle NEs per il trattamento della OMG.
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Abstract
Ocular myasthenia gravis (OMG) is an autoimmune disease in which antibodies are produced against proteins at the neuromuscular junction in the ocular district, causing inability to contract extraocular and eyelid muscles and thus leading to muscle weakness, diplopia, ptosis, and therefore difficulty in vision. In cases where treatment with acetylcholinesterase inhibitors (first line treatment) fails, oral corticosteroids (Cs) are used for their immunomodulatory activity, ability to control cytokines (i.e. the inflammatory cascade) and antibody production. However, their chronic oral administration causes systemic side effects. The first objective of this work was in fact to find a viable alternative to treatment with oral Cs. Topical eye drug administration e.g. in the form of eye drops or gels could be an effective solution: it can reduce systemic side effects while remaining a simple, minimally invasive and less painful method than other conventional local techniques such as intraocular injections. However, the eye has various barriers that hinder the absorption of topically applied drugs. Indeed, due to blinking, tear flow, drainage, low cul-de-sac capacity (<30 µL), 90% of the applied drug is rapidly removed from the application area, reducing the possibility of absorption. Other anatomical and chemical barriers (such as the tight junctions of the cornea and enzymes in the tear fluid) cause the percentage of drug absorbed when topically applied to be less than 5 %. In this work, therefore, oil-in-water cationic NEs were formulated and characterised since they are promising nanocarriers as topical ocular drug delivery systems for treating eye diseases. They can increase the bioavailability of topically applied drugs, including lipophilic ones (i.e. Cs) that can be solubilized in the internal oil phase. The use of Cs-filled NEs has already proven to be effective in the treatment of inflammatory diseases, so consideration could be given to extending it to new diseases such as ocular myasthenia gravis (OMG). A newly synthesised derivative of DABCO, the DABCO S2, was chosen as a cationic surfactant in the formulation because of its unique and cutting-edge features. It is environmentally friendly, cleavable, less toxic cationic and green cationic surfactants containing natural moiety. It has antibacterial and antiviral properties that make it possible to potentially avoid the use of preservatives in the formulation, which are often responsible for side effects such as irritation and allergic reactions. Due to its positive charge, it increases the residence time as it interacts with negatively charged mucins on the ocular surface by electrostatic bonds thus increasing drug absorption. NEs obtained as a result of this formulation choices were analysed for a period of two months to obtain data about zeta potential, mean droplet size, polydispersity index and rheological behaviour. The results obtained are promising in the definition of a system suitable for ocular administration for the potential treatment of OMG. One of the newest frontiers for the treatment of OMG as an autoimmune disease are monoclonal antibodies. The results of this work represent a starting point in the formulation of NEs functionalised with monoclonal antibodies, to be further loaded with Cs to achieve a synergistic effect in the treatment of symptoms and pathology through local, painless and simple administration for the patient. Further studies are needed to assess the stability of developed formulations over a longer time and to estimate the best Cs to be loaded into NEs for the treatment of OMG.
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