NANOPARTICULAS PEGILADAS.

Nanopartículas que comprenden un polímero biodegradable, preferentemente el copolímero de metil vinil éter y anhídrido maleico (PVM/MA) ,

y un polietilenglicol o derivados de éste. Estas nanopartículas son fáciles de producir, y dan excelentes características de bioadhesion, tamaño y potencial zeta que las hace adecuadas para la administración de moléculas activas. La selección del tipo de polietilenglicol utilizado en su producción permite modular convenientemente las características de estas nanopartículas lo cual puede ser aprovechado ventajosamente según el tipo de fármaco a transportar y/o el modo de administración de la formulación farmacéutica. La pegilación se realiza por incubación simple durante un corto periodo de tiempo de las dos macromoléculas en cuestión, sin necesidad de tener que recurrir al uso de disolventes orgánicos de elevada toxicidad, ni procedimientos de síntesis orgánica largos y penosos. Además, el proceso de pegilación se puede asociar al procedimiento de encapsulación de la molécula biológicamente activa

Nanopartículas pegiladas.

Campo de la invención

La invención se relaciona con nanopartículas pegiladas a base de un polímero biodegradable y un polietilenglicol, con procedimientos para su fabricación, con formulaciones que los contienen y su utilización como sistema de administración de fármacos.

Antecedentes de la invención

En los últimos años las nanopartículas poliméricas biodegradables han sido propuestas como nuevos sistemas de administración de fármacos. Una de las características más importantes que ofrecen es la liberación controlada del fármaco incorporado. Esto conduce a una mayor eficacia terapéutica, proporciona una administración más cómoda para el paciente y permite evitar la sobredosificación. Además, fármacos con distintas características fisicoquímicas pueden ser incluidos permitiendo mejorar su estabilidad en los fluidos biológicos. Este hecho es de gran importancia en el caso de antígenos, proteínas y macromoléculas en general. Además, debido a su pequeño tamaño, las nanopartículas son adecuadas para la administración de fármacos por distintas vías como oral, parenteral y ocular (Kreuter, Adv. Drug Del. Rev., 7 (1991) 71-86; Gref et al, Science, 263 (1994) 1600-1603; Zimmer and Kreuter, Adv. Drug Del. Rev., 16 (1995) 61-73).

La vía oral es la ruta más conveniente y popular para la administración de fármacos. Sin embargo, la biodisponibilidad de una determinada molécula activa depende (i) de las características de la molécula del fármaco y de la forma farmacéutica y (ii) de las condiciones fisiológicas presentes en el tracto gastrointestinal, como la presencia de enzimas proteolíticas, los movimientos peristálticos y el metabolismo presistémico. Los sistemas coloidales, como las nanopartículas, han sido propuestos para superar algunos de estos obstáculos. En principio, estos transportadores poseen una gran superficie específica con lo que su interacción con el soporte biológico (la mucosa gastrointestinal) está facilitada. Igualmente, el control de la liberación del fármaco, permite prolongar en el tiempo el efecto de moléculas con semi-vidas biológicas bajas. Por otra parte, las nanopartículas pueden ser captadas por las células de las placas de Peyer y por los folículos de tejido linfoide (Hodges et al, J. Drug Target., 3 (1995) 57-60; Florence, Pharm. Res., 14 (1997) 259-266). Este fenómeno permite direccionar el fármaco hacia la vía linfática y, en el caso de vacunas, facilitar su presentación antigénica. Sin embargo, las nanopartículas convencionales presentan algunas desventajas importantes con respecto a su uso por vía oral: (i) cierta inestabilidad en los líquidos gastrointestinales, (ii) un bajo grado de absorción intestinal y (iii) un tropismo o adhesión no especifica en la mucosa gastrointes- tinal.

La administración parenteral de nanopartículas proporciona una liberación sistémica controlada que es adecuada para fármacos con (i) baja biodisponibilidad oral, (ii) corta semi-vida biológica en plasma y (iii) estabilidad limitada. Otra ventaja importante de las nanopartículas parenterales es la oportunidad de concentrar el fármaco en un determinado órgano. Sin embargo, las nanopartículas son reconocidas, capturadas y eliminas rápidamente de la circulación sanguínea por los macrófagos del sistema fagocítico mononuclear (MPS) tras su administración intravenosa. Este fenómeno limita su función en liberación controlada así como la posibilidad de concentrar el fármaco en tejidos distintos al MPS.

La administración oftálmica de sistemas de liberación controlada presenta importantes ventajas para el tratamiento de enfermedades oculares, aunque un efecto sistémico también puede ser obtenido. Sin embargo, la ruta ocular está asociada a la rápida eliminación de la formulación del área precorneal debido al drenaje hacia el conducto naso-lacrimal y a la dilución lacrimal. Estos procesos dan lugar a que un porcentaje muy bajo del fármaco administrado pueda penetrar a través de córnea y alcanzar los tejidos intraoculares (menos del 5%). Este drenaje es el responsable de la aparición de efectos sistémicos al administrar la formulación por esta vía. Numerosos estudios han demostrado que el uso de nanopartículas permite incrementar la cantidad de fármaco en la conjuntiva y aumentar su biodisponibilidad, comparado con formas oftálmicas convencionales como soluciones y pomadas (Gurny et al, J. Controlled Rel., 6 (1987) 367-373; Deshpande et al, Crit. Rev. Ther. Drug Carrier Syst., 15 (1998) 381-420). Los sistemas coloidales se pueden administrar como simples gotas, evitando problemas de visión debido a su baja viscosidad. La frecuencia de uso puede ser reducida debido a la liberación sostenida del fármaco desde la matriz de las nanopartículas. Sin embargo, las nanopartículas también muestran una rápida eliminación desde el sitio de absorción.

Por lo tanto, aunque las nanopartículas son potencialmente útiles para los distintos modos de administración mencionados anteriormente, aún persisten problemas que dificultan su uso. La modificación de las características de la matriz polimérica, así como de su superficie puede proporcionar la solución a alguno de los problemas descritos arriba.

Desde este punto de vista, la asociación o el recubriendo de las nanopartículas con polímeros convenientes puede modificar sus características fisicoquímicas e, indirectamente, su distribución e interacción con el medio biológico. Una posible estrategia es la unión de polietilenglicol (PEG) a las nanopartículas, conocido como pegilación u obtención de nanopartículas furtivas.

Con respecto a su uso por vía oral, la asociación de polietilenglicoles a las nanopartículas convencionales permite protegerlas contra el ataque enzimático en los líquidos digestivos. Esto es debido al potencial de polietilenglicoles para rechazar las proteínas (Gref et al, Science, 263 (1994) 1600-1603). Igualmente, esta estrategia permitiría minimizar su interacción con la mucina y otras proteínas presentes en el lumen. Una estrategia similar ha sido aplicada al desarrollo de las nanopartículas para uso ocular. Fresta y colaboradores observaron un aumento significativo de la absorción ocular de aciclovir tras su administración en nanoesferas de poli(alquilcianoacrilatos) recubiertas con polietilenglicol (Fresta et al, J. Pharm. Sci., 90 (2001) 288-297). Este fenómeno se explica por una mayor interacción de las nanopartículas recubiertas con el epitelio córneo.

Por vía intravenosa, distintas nanopartículas recubiertas con polietilenglicol han demostrado una circulación prolongada (Gref et al, Science, 263 (1994) 1600-1603; Stolnik et al, Pharm. Res., 11 (1994) 1800-1808; Bazile et al, J. Pharm. Sci., 84 (1995) 493-498 ). Nanopartículas de poli(lactico) (PLA) recubiertas con polietilenglicol tienen una semi-vida plasmática mucho mayor (t = 6 h) que cuando se recubren con albúmina o poloxamer (t = 2-3 minutos) (Verrecchia et al, J. Controlled Rel., 36 (1995) 49-61). La presencia de las cadenas hidrofílicas de polietilenglicol en la superficie de las nanopartículas reduce significativamente su interacción con proteínas sanguíneas (conocidas como opsoninas). Estas proteínas promueven la fagocitosis formando un "puente" entre las partículas y los fagocitos (Frank & Fries, Immunol. Today, 12 (1991) 322-326). Sin embargo, las propiedades hidrofílicas de los polietilenglicoles no son el único factor importante que proporciona una resistencia eficiente frente a la opsonización. Otros polímeros hidrofílicos, como el polivinil alcohol, han demostrado una baja capacidad protectora frente a la opsonización de las nanopartículas (Leroux et al, Life Sci., 57 (1995) 695-703). Por lo tanto, la estabilización estérica proporcionada por la pegilación sería también debida a otras propiedades fisicoquímicas, como la alta flexibilidad de las cadenas del PEG y a una conformación estructural específica (Mosquiera et al, Biomaterials, 22 (2001) 2967-2979).

La dificultad principal de esta nueva estrategia es la estabilidad de la asociación de polietilenglicoles a la superficie de las nanopartículas (Peracchia et al, Life Sci., 61 (1997) 749-761). Se sabe que la capacidad del polietilenglicol para rechazar las proteínas depende de la configuración, de la carga, de la longitud y de la flexibilidad de las cadenas (Torchillin, J. Microencaps., 15 (1998) 1-19). El procedimiento para la modificación de la superficie de las nanopartículas se realiza principalmente por adsorción física (Stolnik et al, Adv....

1. Nanopartículas pegiladas para el transporte de moléculas biológicamente activas que comprenden un polímero biodegradable y un polietilenglicol o sus derivados, caracterizadas porque el polímero biodegradable es un copolímero de metil vinil éter y anhídrido de ácido maleico (PVM/MA).

2. Nanopartículas según la reivindicación 1 donde el copolímero PVM/MA tiene un peso molecular comprendido entre 100 y 2400 KDa, más preferentemente entre 200 y 2000 KDa, especialmente preferido entre 180 y 250 KDa.

3. Nanopartículas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el polietilenglicol o sus derivados tiene un peso molecular comprendido entre 400 y 35.000 Da.

4. Nanopartículas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el polietilenglicol se selecciona del grupo de polietilenglicoles, polipropilenglicoles, copolimeros bloque o al azar que incluyen los dos tipos de unidades, sus mezclas o sus derivados.

5. Nanopartículas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el polietilenglicol presenta al menos un grupo hidroxilo terminal modificado, preferentemente con un grupo alcoxi, acrilato, metacrilato, alquilo, amino, fosfato, isotiocianato, sulfhidrilo, mercapto o sulfato.

6. Nanopartículas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el polialquilenglicol se selecciona del grupo formado por polietilenglicol 2000, éter metílico de polietilenglicol 2000, O,O'-bis-(2-aminoetil)polietilenglicol 2000, O,O'-bis-(2-aminopropil) propilenglicol-polietilenglicol-polipropilenglicol 2000 o sus mezclas.

7. Nanopartículas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la relación en peso entre el polietilenglicol y el polímero biodegradable es de 1:2-6, preferentemente de 1:2-4, más preferentemente alrededor de 1:4.

8. Nanopartículas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprenden como molécula activa una proteína o un péptido.

9. Nanopartículas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprenden como molécula activa un compuesto seleccionado del grupo formado por ADN, ARN, nucleósidos, nucleótidos, oligonucleótidos o polinucleótidos.

10. Nanopartículas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprenden como molécula activa un agente antitumorales o un antígeno para tumores.

11. Nanopartículas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprenden como molécula activa un agente protector del sistema nervioso central o un glucocorticoide.

12. Nanopartículas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprenden como molécula activa un antígeno para vacunación o un alergeno para inmunoterapia.

13. Una composición farmacéutica que comprende nanopartículas pegiladas según cualquiera de las reivindicaciones 1-12 junto con un excipiente, vehículo o adjuvante.

14. Una composición farmacéutica según la reivindicación 13 para administración por una vía que de acceso a alguna mucosa del organismo, preferentemente la vía oral, rectal, nasal, vaginal u ocular.

15. Una composición farmacéutica según la reivindicación 14 para administración oral.

16. Una composición farmacéutica según la reivindicación 14 para administración oftálmica.

17. Uso de las nanopartículas según cualquiera de las reivindicaciones 1-12 en la fabricación de un medicamento.

18. Un liofilizado que comprende nanopartículas pegiladas según cualquiera de las reivindicaciones 1-12.

19. Procedimiento de preparación de las nanopartículas pegiladas según cualquiera de las reivindicaciones 1-12 que comprende la etapa de incubación simultánea del polímero y el polietilenglicol en un disolvente orgánico, previa a la desolvatación del polímero con una solución hidroalcohólica.

20. Procedimiento según la reivindicación 19 caracterizado porque la concentración del polímero biodegradable está comprendida entre 0,001 y 10% p/v y la del polialquilenglicol entre 0,001 y 5% p/v.

21. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 19 o 20 caracterizado porque la relación fase orgánica/solución hidroalcohólica está comprendida en el intervalo entre 1/1-1/10.

22. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 19-21 caracterizado porque comprende etapas adicionales de eliminación de los disolventes orgánicos y/o purificación.

23. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 19-22 caracterizado porque la molécula activa se añade en la etapa de incubación simultánea del polímero y el polietilenglicol en un disolvente orgánico.

24. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 19-22 caracterizado porque la molécula activa se añade a la suspensión acuosa de las nanopartículas ya formadas.

25. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 19-24 caracterizado porque comprende una etapa adicional de liofilización, opcionalmente en presencia de un agente crioprotector, preferentemente sacarosa o manitol.

26. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 19-25 donde el copolímero PVM/MA tiene un peso molecular comprendido entre 100 y 2400 kDa.