Inclusión de nanopartículas de oro en microgeles para controlar la liberación de curcumina por radiación electromagnética

Abstract

Uno de los grandes desafíos para mejorar los tratamientos actuales es el desarrollo de sistemas de liberación de fármaco sitio-específico que aumenten la efectividad y reduzcan los efectos adversos de las terapias convencionales. Los microgeles son sistemas atractivos para la entrega de fármacos debido a que permiten proteger a los principios activos del medio externo aumentando su estabilidad y modificando su perfil de liberación en respuesta a diversos estímulos. En esta investigación se propone incluir nanopartículas de oro (AuNPs) en microgeles para evaluar si estos responden a la generación de calor local que se manifiesta al irradiar las AuNPs, promoviendo la liberación de otra molécula co-encapsulada. De esta manera se puede lograr un control espacial y temporal en la liberación del fármaco. Específicamente, se desarrollaron microgeles de alginato en los que se incluyó AuNPs modificadas con el péptido CLPFFD que permite el reconocimiento selectivo de agregados tóxicos de la proteína amiloide. Asimismo, en los microgeles se incluyó el fármaco lipofílico curcumina vehiculizado en nanosistemas de núcleo oleoso. Desde el punto de vista galénico, hemos demostrado que utilizando equipamiento automatizado es posible controlar diversas variables de las formulaciones de microgeles (tamaño, polidispersidad y reproducibilidad) que permiten obtener sistemas altamente estables y aplicables a nivel industrial. En los ensayos de liberación se pudo observar que al irradiar (láser a 532 nm) los microgeles en presencia de las AuNPs, se produce una liberación significativa y sostenida en comparación con ensayos sin irradiación o irradiados pero sin las AuNPs. Estos hallazgos nos permiten concluir que los microgeles con inclusión de AuNPs podrían ser una herramienta promisoria para liberación controlada espacial y temporalmente de fármacos

One of the great challenges to improve current treatments is the development of site-specific drug delivery systems that increase effectiveness and reduce side effects of conventional therapies. Microgels are attractive systems for drug delivery because they allow to protect drugs from the external environment improving its stability and modifying their release profile in response to various stimulus. In this research we aim to incorporate gold nanoparticles (AuNPs) in microgels to assess its response to the local heat generation produced by irradiating the AuNPs, promoting the release of another co-incorporated molecule. This way we can obtain spatial and temporaly controled drug release. Alginate microgels were developed and loaded with AuNPs that were linked to the CLPFFD peptide which allows the selective recognition of toxic amyloid protein. We also incroporate the lipofilic drug curcumin encapsulated in oil-core nanocarriers From a pharmaceutical point of view, we have shown that by using automated equipment several variables can be controled in microgels formulations (size, polydispersity and reproducibility), allowing highly stable and applicable to industrial scale systems. In release tests, we observed that upon irradiation (532 nm laser) microgels had a significant and sustained release in presence of AuNPs compared to non-irradiated assays or irradiated without AuNPs. These findings allow us to conclude that microgels loaded whith AuNPs could be a promising tool for spatial and temporally controlled drug release