La presente invención se refiere a un sistema para la administración de ingredientes activos,

que comprende nanopartículas con un tamaño medio inferior a 1 micrómetro, que comprenden a su vez: (a) al menos un polímero aniónico; (b) un agente reticulante catiónico; y opcionalmente (c) un polímero catiónico; caracterizado porque las nanopartículas se encuentran entrecruzadas mediante interacciones de tipo electrostático. Adicionalmente, la invención se refiere a composiciones farmacéuticas, cosméticas, de higiene personal y nutricionales que comprenden dicho sistema de nanopartículas, así como a procedimientos para su preparación y usos del mismo

Sistemas nanoparticulares elaborados a base de polímeros aniónicos.

Campo de la invención

La presente invención se refiere al desarrollo de sistemas nanoparticulares útiles en la administración de ingredientes activos. Más específicamente, la invención se refiere a sistemas nanoparticulares que comprenden un polímero o una mezcla de polímeros dotados de carga eléctrica negativa y una molécula o mezcla de moléculas de bajo peso molecular de carga positiva capaces de actuar como reticulantes iónicos de los polímeros anteriores sin establecer enlaces químicos con los mismos. Adicionalmente, la invención se refiere a composiciones farmacéuticas, cosméticas y nutricionales que los comprenden, así como a procedimientos para su preparación.

Antecedentes de la invención

La nanotecnología en general y, más concretamente, los sistemas nanoparticulares, presentan un enorme potencial claramente reconocido en numerosos campos (UNESCO, The ethics and politics of nanotechnology, División of Ethics of Science and Technology, UNESCO Ed., París, 2006), habiendo despertado un gran interés sobre todo en el campo biomédico (U.S. Food and Drug Administration. Nanotechnology, A Report of the U.S. Food and Drug Administration Nanotechnology Task Forcé, FDA Ed., Rockville, MD, July 2007), (OMS, Initiative for Vaccine Research of the Department of Immunization, Vaccines and Biologicals, WHO/IVB/06.03, WHO Ed., Geneva, Switzerland, April 2006). A pesar de lo anteriormente mencionado, los sistemas nanoparticulares desarrollados hasta la fecha no han dado respuesta a las expectativas inicialmente depositadas en ellos. En consecuencia, la idea general es que es necesario el desarrollo de nuevos sistemas capaces de alcanzar el reto que supone el adecuado aprovechamiento de su reconocido potencial (M. Friede and M.T. Aguado, Advanced Drug Delivery Reviews, 57, 2005, 325-31); (T.G. Park, J.H. Jeong, S.W. Kim, Advanced Drug Delivery Reviews, 58, 2006, 467-486).

Las causas de las limitaciones anteriormente expuestas son diversas. Considerando el caso concreto de las nanopartículas a base de quitosano, polímero citado ampliamente en la literatura como indispensable para la formación de las mismas por reticulación iónica, recientemente se ha hecho alusión a la ausencia de valor añadido de este tipo de sistemas en comparación con formulaciones más sencillas. Concretamente, los resultados que presentan algunos trabajos cuestionan la pretendida versatilidad y potencial de las nanopartículas de quitosano, al no encontrar diferencias significativas en su comparación con simples disoluciones de la molécula bioactiva y dicho polímero (A. M. Dyer, M. Hinchcliffe, P. Watts, J. Castile, I. Jabbal-Gill, R. Nankervis, A. Smith, and L. Illum, Pharm. Res., 19, 2002, 998-1008). Por otro lado, recientemente se ha señalado la citotoxicidad asociada a dichas nanopartículas de quitosano, que se ha relacionado directamente con la carga eléctrica superficial de estos sistemas (B. Loretz and A. Bernkop-Schnürch, Nanotoxicology, 1, 2007, 139-148). Este tipo de resultados de toxicidad preocupan especialmente a agencias regulatorias como la FDA, la cual cree importante no perder de vista aspectos como la importante carga positiva asociada a algunos sistemas nanoparticulares (U.S. Food and Drug Administration. Nanotechnology, A Report of the U.S. Food and Drug Administration Nanotechnology Task Forcé, FDA Ed., Rockville, MD, July 2007). Es obvio, no obstante, que las ventajas o limitaciones de un sistema nanoparticular no se derivan exclusivamente de una única característica como su carga superficial, sino más bien de un conjunto de características entre las que, además de la carga superficial, también hay que tener en cuenta la propia naturaleza de los componentes empleados en la elaboración de dichas nanopartículas. Como ejemplo ilustrativo podemos recordar que el carácter mucoadhesivo y la capacidad de interacción con las superficies mucosas de nanopartículas elaboradas a base de un polímero como el quitosano, han sido exclusivamente relacionados con la naturaleza catiónica de este polímero y la carga superficial positiva de los sistemas que se basan en su empleo. No obstante, la carga superficial no se puede considerar el único factor responsable de tal comportamiento o propiedades, habida cuenta de que no se observan en igual medida cuando se emplean otros polímeros también catiónicos. De hecho, en un estudio previo se ha podido demostrar cómo sistemas nanoparticulares recubiertos con polímeros catiónicos como la polilisina y el quitosano presentan comportamientos drásticamente diferentes tras su administración in vivo, pese a poseer carga neta superficial similar (Calvo P, Vila-Jato JL and Alonso MJ; Int J Pharm., 153, 1997, 41-50). Por tanto, parece lógico pensar que la propia naturaleza de los componentes de este tipo de sistemas nanoparticulares, junto con sus características físico-químicas, son determinantes de su comportamiento y, en consecuencia, de su potencial, tal y como ha sido recientemente indicado (Moreau et al., Journal of Drug Targeting, 10, 2002,161-173).

Consideraciones como las anteriormente expuestas han llevado recientemente a sugerir el interés de investigar la aplicación de nanotecnologías a nuevos materiales y desarrollar, de este modo, nuevos sistemas nanoparticulares (U.S. Food and Drug Administration, FDA Consumer magazine, FDA Ed., November-December 2005 Issue, 2005). Este interés se hace más patente en el caso de nanosistemas destinados a administración sistémica, donde los problemas de toxicidad y/o efectos adversos o no deseados asociados a la carga superficial o las características propias de los materiales empleados hasta ahora en su desarrollo, cobran especial importancia. De hecho, aunque un sistema con carga neta positiva pueda resultar de gran interés como vehículo de administración tópica, esa carga positiva también puede suponer un problema cuando se administra por vía sistémica ya que, sin duda, dará lugar a hemoaglutinación y otros efectos adversos relacionados con su interacción con componentes naturales del organismo (Kainthan et al., Biomaterials 27, 2006, 5377-5390). Posiblemente por ello, diversos expertos en el campo de la terapia génica han llegado incluso a predecir que el desarrollo de nuevos vehículos es un campo de trabajo que se prolongará durante los próximos 35 años (N. Blow, Nature, 450, 2007, 1117-1120), haciendo especial mención de las limitaciones a las que se ha hecho alusión para el desarrollo de vehículos de administración sistémica.

Hasta el momento, se han empleado varios materiales para formular sistemas nanoparticulados, muchos de los cuales han sido capaces de actuar como vehículos de administración de fármacos o material genético. No obstante, aunque en muchos casos se habla de sistemas de nanopartículas, es necesario tener presente que bajo tal denominación se pueden englobar dos tipos de sistemas claramente diferentes en cuanto a técnica de elaboración, estructura, capacidad de asociación y liberación de moléculas, versatilidad y potencial. Estos sistemas, claramente diferenciados en la bibliografía (J.K. Vasir and V. Labhasetwar, Expert Opinión on Drug Delivery, 3, 2006, 325-344) (Q. Gana, T. Wang, C. Cochrane, P. McCarron, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 44, 2005, 65-73), son los siguientes:

- Complejos nanoparticulares establecidos entre materiales cargados positivamente y una molécula bioactiva con carga neta negativa, como un derivado de ácido nucleico. Por ejemplo, la elevada densidad de grupos amino presentes en el esqueleto del quitosano permite la complejación de plásmidos ADN, de carga negativa, dando lugar a la formación de forma espontánea pero no controlada de complejos auto-ensamblados entre ambos componentes. Estos complejos se obtienen sin poder controlar propiedades tan importantes como el tamaño o la carga superficial de los mismos, ya que la formación de este tipo de partículas se debe al mero tropismo que se establece entre dos moléculas de carga opuesta. De hecho, sin la concurrencia de la molécula bioactiva de carga neta negativa no sería posible obtener tales nanosistemas. Por consiguiente, no es posible desarrollar nanopartículas de este tipo blancas o sin cargar con dicha molécula.

- Nanopartículas elaboradas a base de polímeros reticulados. La reticulación es un proceso controlado que permite la obtención de nanopartículas de tamaño y carga superficial predeterminadas, homogéneas, ajustables y reproducibles. El proceso de reticulación puede ser de tipo químico o iónico....

1. Un sistema para la administración de moléculas biológicamente activas que comprende nanopartículas con un tamaño medio inferior a 1 micrómetro, que comprenden: