Publication: Evaluación de una formulación sólida basada en nanopartículas de resveratrol con potencial aplicación en el tratamiento de la retinopatía diabética
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Abstract in spanish
RESUMEN: La diabetes mellitus es una de las enfermedades más comunes que atañe a la sociedad y el número de personas que se ven afectadas por sus complicaciones presenta un crecimiento exponencial. Dentro de dichas complicaciones, una de las más preocupantes es la pérdida de visión causada por la retinopatía diabética (RD), la cual se caracteriza por daños en la microvasculatura de la retina, incluyendo microaneurismas, degeneración capilar y excesiva neovascularización. A pesar de que ya existen algunos tratamientos para disminuir la RD, tales como fotocoagulación, vitrectomía o inyecciones intravítreas, estos son invasivos y generan efectos secundarios que afectan la visión. Ante esto, surge la necesidad de investigar otras alternativas de tratamiento, las cuales sean menos invasivas y más efectivas, con el fin de disminuir el riesgo. Frente a este panorama, desde la Universidad EIA se ha planteado un tratamiento alternativo basado en una nanoemulsión (NE) con resveratrol, como principio activo, la cual se vale de la alta biodisponibilidad que confieren este tipo de sistemas de encapsulación y de las propiedades antioxidantes y antiangiogénicas que se le atribuyen al resveratrol; para posicionarse como una potencial aplicación para el tratamiento de la RD. Sin embargo, durante su desarrollo, se han presentado complicaciones frente a la estabilidad de la NE, lo que ha impedido la continuación del proyecto a pruebas biológicas in vitro. Por tanto, en la presente investigación fue evaluado el estado de agregación sólido de la formulación como opción para mejorar su estabilidad durante su almacenamiento y posterior aplicación. Para ello, diferentes alternativas de la nanoemulsión sólida fueron caracterizadas a nivel morfológico mediante microscopía electrónica de transmisión de barrido (STEM) y dispersión de luz dinámica (DLS); a nivel estructural a través de espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier y pH; y a nivel de estabilidad coloidal mediante el monitoreo del tamaño de partícula promedio en el tiempo. Durante el proceso de obtención, se evaluó el tipo de polímero estabilizante y el tipo de disolvente para la reconstitución. Posteriormente, se obtuvo una nanoemulsión sólida de resveratrol estabilizada con alcohol polivinílico y reconstituida en disolución amortiguadora de fosfatos (PBS) con un pH promedio igual a 7,39 y conformada por partículas de tamaño promedio menor a 500 nm y distribución moderadamente polidispersa. Además, esta demostró ser más estable que en su estado líquido y que la liofilización no alteró su estructura química original. Por último, a través del ensayo de reducción metabólica de MTT, se midió la citotoxicidad de la formulación sólida reconstituida en PBS sobre células microvasculares endoteliales de la retina humana (HRMECs). A partir de él se determinó que a concentraciones inferiores a 20 % (v/v), la NE no tiene efectos severamente citotóxicos; lo que la hace viable para su aplicación a nivel in vitro. De esta forma, con los resultados se comprobó que la formulación tiene potencial aplicación para el tratamiento de la RD.
Abstract in english
ABSTRACT: Diabetes mellitus is one of the most common diseases affecting society and the number of people impacted by its complications is growing exponentially. Among these afflictions, one of the most alarming is vision loss caused by diabetic retinopathy (DR), which is characterized by damage to the retinal microvasculature, including microaneurysms, capillary degeneration, and excessive neovascularization. Although there are already some treatments to reduce DR, such as photocoagulation, vitrectomy, or intravitreal injections, these are invasive and generate side effects that alter eyesight. Therefore, there is a need to investigate other treatment alternatives, which are less invasive and more effective, to reduce the risk. Faced with this scenario, in Universidad EIA, has been proposed an alternative treatment based on a nanoemulsion with resveratrol, as the active ingredient, which takes advantage of the high bioavailability conferred by this type of encapsulation systems and the antioxidant and antiangiogenic properties attributed to resveratrol, to position itself as a potential application for the treatment of DR. However, during its development, complications have arisen regarding the stability of the nanoemulsion, which has prevented the project from continuing with in vitro biological tests. Therefore, in the present research, the solid aggregation state of the formulation was evaluated as an option to improve its stability during storage and subsequent application. For this purpose, different alternatives of the solid nanoemulsion were characterized at the morphological level through scanning transmission electron microscopy (STEM) and dynamic light scattering (DLS); at the structural level through Fourier transform infrared spectroscopy and pH; and at the colloidal stability level by monitoring the average particle size over time. During the production process, the type of stabilizing polymer and the type of solvent for reconstitution were evaluated. Subsequently, a solid nanoemulsion of resveratrol stabilized with polyvinyl alcohol and reconstituted in phosphate buffer solution (PBS) was obtained with an average pH equal to 7.39 and made up by particles of average size less than 500 nm and moderately polydisperse distribution. Furthermore, it proved to be more stable than in its liquid state and that freeze-drying did not alter its original chemical structure. Finally, through the MTT metabolic reduction assay, the cytotoxicity of the solid formulation reconstituted in PBS on human retinal microvascular endothelial cells (HRMECs) was measured. From it, it was determined that at concentrations below 20 % (v/v), the nanoemulsion does not have severely cytotoxic effects; making it viable for application at the in vitro level. Thus, with the results, it was proven that the formulation has potential application for the treatment of DR.