NANOTEHNOLOGIILE ÎN FORMULAREA FARMACEUTICĂ

Autor: Hlevca Cristina

Institutul National de Cercetare Dezvoltare Chimico-Farmaceutică

-2011-

Defini iițNanotehnologia este abilitatea de a întelege, a controla și manipula materia

la nivelul unui singur atom sau molecule ca și la nivel supramolecular implicând grupuri de molecule (în domeniul aprox. 1-100 nm) în scopul de a crea materiale, dispozitive și sisteme cu proprietăți, functionalități fundamental noi datorită structurii mici.

Nanomedicina este stiința și tehnologia diagnosticării, tratarii și prevenirii bolilor și a menținerii și îmbunatățirii sănătății umane folosind instrumente moleculare și cunoștiințe la nivel molecular despre corpul uman.

Nanotehnologiile farmaceutice cuprind aplicarea nanotehnologiilor în obținerea produselor farmaceutice farmaceutice având ca rezultat furnizarea de nanomateriale și nanodispozitive pentru diagnostic, imagistica, transportul și cedarea medicamentelor.

Dinamica domeniului din punct de vedere economic

Cheltuielile mondiale pentru R&D în domeniul nanotehnologiilor

Evolu ia pț ie eiț mondiale a nanofarmaceuticelor

2005 2006 20149 biilioane$ 12,4 bilioane $ 2,5 trilioane $

(Conform unui studiu al Lux Research din Martie 2007)

2003 2009 2014406 milioane$ 3 bilioane $ 16,6 bilioane $

(Conform portalului de cercetare de pia ăț Info shop)

Datoriă necesității de a se gasi noi modalități de tratament pentru bolile grave diagnosticul și tratamentul cancerului, controlul și tratamentul bolilor cardiovasculare și al bolilor infecțioase, bolilor neurologice degenerative, etc.

Costurile mari (aprox. 800 milioane $) și timpul îndelungat (12-15 ani) necesare lansării unui nou medicament pe pia ăț ; Ieșirea de sub protecția patentelor a numeroase medicamente care generează mari pierderi pentru industria farmaceutică;

Interesului aratat de guvernele a numeroase state pentru dezvoltarea nanotehnologiilor în domeniul medical, dovedit de programelor de investiții guvernamentale în domeniul nanotehnologiilor anuntate SUA în 2000 (Inițiativa Natională în Nanotehnologie), de Japonia și Coreea în 2001 și de Germania, Uniunea Europeană și China în 2002.

Datorită interesului marilor companii farmaceutice, care se confruntă cu două probleme:

Cauzele dezvoltării rapide

Domeniile de aplica iiț

Administrarea medicamentelor

Diagnostic

Imagistică

Dimensiunile nanomaterialelor

Tipuri de nanomateriale i nanodispozitiveș

Fig 2. Diagrama schematică a diferite tipuri de nanosisteme farmaceutice

Scurta descriere a nanoparticulelor

Scurta descriere a nanoparticulelor

Avantajele utilizării O solubilitate mai bună, o viteză de dizolvare crescută și o biodisponibilitate mai mare;

Au o farmacocinetică și o biodistribuție diferită și neuniformă acumulandu-se în anumite țesuturi sau organe funcție de dimensiunile lor;

Au o toxicitate redusă; Timpul de obținere a efectelor terapeutice este mai scurt;

Sunt necesare doze mai mici pentru obținerea aceluiași efect terapeutic; Se observă o reducere a variabilități de la pacient la pacient; Se poate modula timpul de circulație în sange; Pot raspunde la stimuli locali (temperatura, pH); Pot penetra barierele fiziologice ale corpului: pielea, mucosa intestinală, perețiicelulelor, bariera hematoencefalică etc; Pot fi tintite catre anumite celule, țesuturi sau organe; Pot elibera substanța activă într-un mod controlat și sustinut.

Nanoparticulele pot fi folosite în multe cazuri pentru reformularea medicamentelor în scopul:

Îmbunătățirii eficacității medicamentelor care sunt în uz;

Pentru a face viabili multi compuși care au fost eliminați în fazele de triere;

Pentru a îmbunătății eficacitatea sau a limita efectele secundare a unor medicamente care au fost scoase de pe pia ăț sau au iesit de sub protecția patentelor, permi âț nd reintroducerea lor;

Schimbării modului de administrare pentru a îmbunătății complianța sau a reduce costurile de fabricare.

Aplica iileț utilizării în reformulare

Aplicații Noi formulări și căi pentru administrarea medicamentelor care măresc mult potențialul lor terapeutic prin transportul unor noi

tipuri de medicamente în părți ale corpului inaccesibile;

Realizarea unor sisteme de transport și cedare controlată a medicamentelor pe bază de nanoparticule va îmbunatăți considerabil potențialul terapeutic a unor substanțe active insolubile sau a unor substanțe active instabile;

Utilizarea nanoparticulelor pentru transportul genelor către celulele țintă va duce la înlocuirea vectorilor virali;

Reducerea dimensiunii nanoparticulelor încarcate cu medicamente și atasarea reproductibilă de suprafata lor a diverșilor liganzi va duce la o localizare mai bună a medicamentului la țesutul dorit din organism;

Prin modificarea controlată a suprafeței nanoparticulelor va fi posibilă depasirea diferitelor bariere biologice ale organismului uman: bariera pielii, a intestinului, a diverselor mucoase și chiar bariera creierului;

Utilizarea nanoparticulelor ca instrumente pentru studiul proceselor celulare fundamentale va duce lo o mai bună cunoaștere a mecanismelor moleculare ale diverselor boli ceea ce va duce la proiectarea unor noi medicamente și noi tinte și căi pentru tratamentul diverselor afecțiuni.

Medicamente aprobate de FDADenumire comercială

Componența nanoparticulelor/Substan aț activa

Mod de administrare Furnizor Indicații

Data aprobării

Diprivan Propofol lipozomi Intravenos Zeneca Pharmaceuticals Anastezic Oct 1989

Amphotec Suspensie coloidală lipidică bazată peamphotericină B (~115nm) Subcutanat SequusAspergiloză invazivă a pacienților cu intoleran ă ț la amfotericină B conventională

Nov 1996

AmBisome Amfotericina B lipozomi (~45–80nm) Intravenos Gilead Sciences Infectii fungice Aug 1997

PEGIntron alfa-2b PEGinterferon Subcutanat Enzon,Schering-PloughVirusul hepatitei C cronică la pacienți cu boală hepatică compensată Ian 2001

TriCor Nanocristal fenofibrat Oral (tablete) Abbot, Elan Hipercolesterolemia primara, lipidemia mixtă, hipertrigliceridemia Nov 2004

Macugen Aptamer PEGylated anti-VEGF Intravitreal OSI Pharmaceuticals,PfizerDegenerare neovasculară datorită îmbătrâniri Dec2004

Abraxane Albumina legata de nanoparticule aclitaxel(taxol) (~120nm)

Intravenos Abraxis BioScience,AstraZeneca Diferite tipuri de cancer Ian 2005

Elestrin Estradiol gel (0.06%) incapsulat cu nanoparticule de fosfat de calciu Transdermic BioSantéTratamentul bufeurilor moderate până la severe fierbin i pentru femeile aflate țla menopauză

Dec 2006

Epaxal Vacin de hepatita A adjuvantat cu IRIV Intramuscular Berna BiotechImmunizare activă împotriva hepatitei A pentru adul i ț și copii >12 luni (vârsta poate varia în func iț e de zonă)

Disponibil în Canada

Myocet Lipozomi încapsulați citratat complexdoxorubicin IntravenosZeneus Pharma,Sopherion Therapeutics

Prepararea cardio-protectoare a doxorubicinei utilizată în etapa de sfârşit metastatic al cancerului mamar

(Aprobat inEuropa șiCanada)

ConcluziiNanotehnologiile farmaceutice oferă noi instrumente, oportunității și scop care

vor avea un impact major în multe domenii ale diagnosticării și tratamentului prin: focalizarea diagnosticului și a tratamentului la nivel molecular crearea posibilitatilor de detectare a antigenelor asociate cu boli ca de ex. cancerul, diabetul, bolile nanodegenerative ca iș a detectării microorgnismelor și virusurilor responsabili cu diferite infecții realizarea de sisteme de transport și eliberare controlată a medicamentului, care vor putea fi țintite către un anumit tesut, organ, celula sau chiar moleculă proteinele, receptorii celulari vor putea strabate barierele fiziologice ale corpului (bariera pielii, a intestinului și chiar bariera creierului)

Nanotehnologiile farmaceutice dau sperante și industriei farmaceutice prin furnizarea unor noi tehnologii care vor putea fi patente.

Nanotehnologiile farmaceutice au potentialul de a aduce contribuții însemnate la detectarea bolilor, diagnostic, prevenție și tratament.

Perspective Realizarea de nanodispozitive in vivo controlate de la distan ăț care vor permite o

monitorizare efectivă și o îngrijire a bolnavilor mai putin costisitoare

Sisteme senzor care vor detecta apariția bolilor în organism ceea ce va muta sistemul de îngrijire al pacienților de la tratamentul bolii la detectarea timpurie și prevenirea dezvoltării ei

Aplicarea unor nanosenzori la nanosistemele de transport și cedare controlată a medicamentelor va duce la reglarea cantității precise de medicament necesare cu activitate optimă și toxicitate minimă.

Slide 1 DefinițiiDinamica domeniului din punct de vedere economicCauzele dezvoltării rapideDomeniile de aplicațiiSlide 6Tipuri de nanomateriale și nanodispozitive Scurta descriere a nanoparticulelorSlide 9Avantajele utilizăriiSlide 11Aplicații Medicamente aprobate de FDAConcluzii Perspective