Desarrollo de un sistema nanoestructurado acarreador de sustancias bioactivas con potencial en el tratamiento de enfermedades reumáticas

Development of a Nanostructured System for the Delivery of Bioactive Substances with Potential in the Treatment of Rheumatic Diseases 

Autores: García Jiménez Carlos Alberto , González Ortega Luis Alberto , Esperón Rojas Alaina Alessa

Completo

Introducción

La artritis reumatoide (AR) es una enfermedad crónica no transmisible con etiología desconocida, pero se debe a factores genéticos o ambientales que afecta principalmente a las articulaciones periféricas (1). Se ha identificado que las células dendríticas son cruciales en esta enfermedad, lo anterior es debido a que forman hasta el 5 % de las células mononucleares del líquido sinovial. Cuando ocurre la activación de estas células, se potencia la liberación de diversas citocinas como la interleucina-1 (IL-1), IL-6, IL-23, además del factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α). En este sentido, la IL-6 impulsan la diferenciación y polarización de las células T vírgenes a células Th-17 mientras que la IL-23 media en la expansión y supervivencia del linaje de células Th-17, las cuales a su vez secreta la IL-17, que a través de la liberación de la IL-1, IL-6, TNF-α, prostaglandina E2, metaloproteinasas y otras moléculas promueve la inflamación crónica y la destrucción de las articulaciones (2). El aceite de oliva se extrae del fruto de la aceituna y se ha encontrado que contiene compuestos bioactivos (polifenoles) como el hidroxitirosol y el oleocantal que ayudan a disminuir la inflamación inhibiendo la fosfolipasa A2, en un estudio en ratones con artritis inducida por colágeno, mostró una mejoría al administrarles oleocantal a los ratones, esto gracias a la inhibición de la coclooxigenasa-2 la cual es una enzima importante en el proceso de inflamación (3). El jengibre (Zingiber officinale) es una raíz que tiene numerosos beneficios, entre ellos se encuentra la actividad antiinflamatoria que se debe a los principales compuestos fenólicos del jengibre que son los gingeroles, en especial el 8-gingero, 6-gingerol, 10 -gingerol, paradol y el shogaol los cuales muestran una gran inhibición de la COX-2 (4). El ácido betulínico (AB) es un triterpeno de origen natural el cual proviene de la corteza de los árboles de abedul, se ha demostrado que inhibe la proliferación de NF-κB relacionada con el TNF (5). El cual es un factor de transcripción que tiene un papel importante en las respuestas inmunes e inflamatorias (6). El AB ha demostrado un alivio en la respuesta inflamatoria al igual que en la inhibición del estrés oxidativo al inactivar la vía de señalización MAPK-COX-2-PGE2 (7).

Material y métodos

Compuestos. Para la formulación de las nanoemulsiones se utilizó: aceite de oliva extra virgen Carbonell (España), jengibre fresco adquirido en el mercado local, ácido betulínico de Sigma-Aldrich, 90 % (St. Louis, Missouri, EE.UU.), glicerol de Hycel (México) y fosfatidilcolina (98 % pura) de Avanti Polar Lipids, Inc. (Alabaster, Alabama). Equipos. El homogeneizador que se utilizó fue T25 digital ULTRA- TURRAX homogenizer (IKA Works, Inc., SE Wilmington NC). Un ultrasonicador (US) de marca Branson Digital Sonifier S-450D (Emerson Electric Co., St. Louis MO). Para medir el tamaño de partícula se utilizó un Zetasizer Nano-ZS90 (Malvern Instruments Inc., Worcestershire UK). Métodos. Se formularon dos NE’s aceite en agua (O/W), en una relación 5/95 %, una sin el principio activo a evaluar y otra con ácido betulínico como principio activo (PA). La fase acuosa estaba conformada por una infusión de jengibre (2/250 g/mL), glicerol y fosfatidilcolina como emulsificante, para la fase oleosa se usó aceite de oliva con y sin ácido betulínico. Se midieron y pesaron todos los componentes de cada fase por separado, se homogenizaron manualmente y se llevaron a un baño de sonicación por 10 min a 35 ºC. Posteriormente se mezclaron en un tubo de ensaye ambas fases y se homogenizaron con ayuda del Ultraturrax (UT) por 10 min a 15,000 rpm, cada minuto se tomó 1 mL de muestra y se midió el tamaño de partícula en el Zetasizer. Pasado ese tiempo se llevó al US por 5 min a una potencia del 20%, cada minuto se tomó una muestra de1 mL y se midió el tamaño de partícula, lo anterior con la finalidad de establecer las mejores condiciones de trabajo de acuerdo al tamaño de partícula obtenido. Las NE elaboradas se almacenaron en refrigeración para el estudio de la estabilidad. Se realizó por triplicado.

Resultados

NE sin principio activo. Los tamaños de partícula de la nanoemulsión sin PA (tabla 1) cuando se sometió al UT, inició con un tamaño de 350.4 nm, el cual disminuyó hasta 187.4 nm en el minuto 10 de la homogeneización, para el caso del índice de polidispersidad (tabla 2), este mostró al minuto 1 ser de 0.33 y al minuto 10 un valor de 0.27. Así, se estableció que las mejores condiciones de trabajo son 9 min de homogeneización a 15,000 rpm al alcanzar el menor TPP (186.8 nm) y un PDI de 0.17. Para el caso del proceso de ultrasonicación, la nanoemulsión inició con un tamaño de partícula (tabla 3) de 182.5 nm y un PDI (tabla 4) de 0.17, al tiempo 5 el TPP obtenido fue de 166.4 nm y PDI de 0.20. Al analizar los tiempos que se obtuvieron de la homogenización por ultrasonicación se estableció que las mejores condiciones de trabajo a la velocidad del UT establecida y la potencia del US utilizada se encuentran en el tiempo 4 con un TPP de 163.1 y PDI de 0.15. NE con principio activo. La nanoemulsión con PA al homogeneizarla en el UT inició con un TPP (tabla 1) de 315.2 nm y con un PDI (tabla 2) de 0.35 y al tiempo final (10 min) se obtuvo un TPP 167.9 nm con PDI de 0.24, con estos resultados se estableció que las mejores condiciones de trabajo fueron: 9 min a 15,000 rpm ya que presentó un TPP de 179.9 nm y un PDI de 0.16. Como resultados del US se obtuvo al minuto 1 un TPP (tabla 3) de 180.8 nm con un PDI (tabla 4) de 0.24, pasados 5 min , el tamaño disminuyó 168.9 nm y el PDI no presentó cambios significativos (0.26), por lo que se estableció que las mejores condiciones de trabajo fueron de 4 min de ultrasonicación ya que se obtuvo c un TPP de 161.3 y PDI de 0.20. Estabilidad. Las 2 NE’s se analizaron durante 4 semanas para medir su estabilidad, tomando muestras cada semana y midiendo el tamaño promedio de partícula y el PDI. En la semana 0 el TPP de la nanoemulsión con PA fue de 152 nm y en la semana 4 fue de 160.66 nm (gráfica 1) el PDI en la semana 0 fue de 0.19 y en la semana 4 de 0.27 (gráfica 2). En la nanoemulsión sin PA el TPP en la semana 0 presentó un tamaño de 167.53 nm y en la semana 4 172.87 nm (gráfica 1). En cuanto al PDI que se presentó en la semana 0 era de 0.23 mientras que en la semana 4 0.25 (gráfica 2).

Discusión

Las características de una nanoemulsión, así como su estabilidad se encuentran determinadas principalmente por el tamaño promedio de partícula obtenida, así como su índice de polidispersidad, los cuales son el resultado directo de la metodología y condiciones de su preparación, así como de la formulación de la misma, por lo que se hace necesario el estudio de cada formulación propuesta, así como la elección de las condiciones de trabajo para lograr el objetivo deseado. En el presente trabajo se pretende realizar una nanoemulsión donde la fase acuosa, no sea solamente agua, sino una infusión de jengibre, que junto con los demás componentes propuestos requiere la evaluación, no sólo de su factibilidad, si no de que se obtengan parámetros aceptables para ser llamada nanoemulsión y pueda ejercer los efectos benéficos de este tipo de sistemas. Numerosos estudios evalúan el cambio de uno o más componentes de una nanoemulsión y su efecto en las características y estabilidad de la misma, como el caso de un estudio de una nanoemulsión con extracto de jengibre, en la fase oleosa se comparó la solubilidad con varios aceites, el aceite de pescado presentó las mejores condiciones de trabajo (8). Las nanoemulsiones de ácido betulínico realizadas por Cavazos-Garduño et al., (2014) indica que las condiciones de operación como la potencia de ultrasonicación y el tiempo de emulsificación tienen un efecto significativo en el tamaño de partícula, mientras que el tipo de aceite influye, además, en la estabilidad del sistema (9). Teniendo esto en cuenta, en esta investigación se evaluaron las condiciones de trabajo de una nanoemulsión donde la fase acuosa fue una infusión de jengibre que al combinarse con los demás componentes generan un sistema acarreador único que debe ser caracterizado para poder ser propuesto como parte del tratamiento de enfermedades reumáticas.

Conclusiones

Se obtuvo la formulación y las mejores condiciones de trabajo, (tiempo de homogeneización y ultrasonicación), con base a los parámetros de tamaño promedio de partícula e índice de polidispersidad, de nanoemulsiones con sustancias de comprobado efecto bioactivo en pro del tratamiento de enfermedades reumáticas como la artritis reumatoide. Durante las 4 semanas de evaluación de los parámetros establecidos no hubo un cambio significativo, por lo que se consideran estables.

Palabras clave: Artritis reumatoide nanoemulsión jengibre desinflamación inflamación

2024-06-11   |   96 visitas   |   1 valoraciones

Vol. 19 Núm.1. Abril 2024 Pags. 106-110 Rev Invest Cien Sal 2024; 19(Supl. 1)