Nanocząsteczki w leczeniu łysienia – przełom w terapii AGA

Czy nanocząsteczki zmieniają standardy leczenia AGA?

Badanie eksperymentalne przeprowadzone przez zespół naukowców koncentrowało się na opracowaniu nowego systemu dostarczania finasterydu (FINA) w postaci stałych nanocząsteczek lipidowych (SLN) do miejscowego leczenia łysienia androgenowego (AGA). Zastosowano metodę ultrasonikacji do przygotowania nanocząsteczek zawierających finasteryd, L-α-fosfatydylocholinę (LPC) i N-trimetylochitozan (NTC).

Łysienie androgenowe (AGA) wykazuje wyraźną tendencję dziedziczną i jest przypisywane nadmiernej wrażliwości na androgeny. Schorzenie to dotyka około 50% zarówno mężczyzn, jak i kobiet. Powszechnie uważa się, że enzym 5-alfa reduktaza przekształca testosteron w dihydrotestosteron (DHT), który wykazuje znacznie większe powinowactwo do receptora androgenowego. Ponadto, polimorfizmy w genie receptora androgenowego są powiązane z AGA, a zmienność genetyczna w regionie receptora androgenowego jest uważana za główny czynnik wpływający na początkową fazę AGA.

Nanocząsteczki lipidowe (LNP) oferują szereg korzyści, w tym ochronę leków przed degradacją w organizmie, poprawę rozpuszczalności, ułatwienie przenikania i wchłaniania leku, umożliwienie ukierunkowanego dostarczania leku do określonych miejsc choroby, utrzymanie kontrolowanego uwalniania leku oraz modyfikację biodystrybucji leku. SLN stanowią specjalną kategorię LNP – są to drobne, sferyczne cząstki posiadające stały rdzeń lipidowy w temperaturze otoczenia.

Finasteryd (FINA) został zatwierdzony przez Amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (USFDA) jako antagonista androgenów w leczeniu AGA. Jednak ogólnoustrojowe podawanie FINA (w postaci tabletek) wiąże się z istotnymi działaniami niepożądanymi, takimi jak zmniejszone libido, zaburzenia erekcji i niepłodność męska. Z kolei preparaty do stosowania miejscowego zawierające FINA w połączeniu z minoksydylem mogą powodować znaczące działania niepożądane, takie jak siwienie włosów, pieczenie skóry głowy i bóle głowy.

Jak uzyskać efektywną formulację nanocząsteczkową z finasterydem?

W badaniu zastosowano technikę ultrasonikacji do przygotowania SLN. Technika ta oferuje potencjalne korzyści, takie jak jednolita wielkość cząstek, prostota i efektywność kosztowa oraz wysoka wydajność enkapsulacji w matrycy lipidowej. Badacze opracowali serię formulacji (NP1-NP7) z różnymi stężeniami LPC (50-200 mg) i NTC (0,5-2%).

Badana populacja obejmowała model myszy C57BL/6, u których indukowano łysienie poprzez podskórne wstrzyknięcia dihydrotestosteronu (DHT) w dawce 1 mg/kg. Zwierzęta podzielono na cztery grupy: grupę kontrolną bez leczenia, grupę otrzymującą preparat komercyjny FIN-XL (minoksydyl z finasterydem), grupę otrzymującą czysty finasteryd w żelu HPMC-15 CPS oraz grupę otrzymującą opracowaną formulację NP7 zawierającą równoważną dawkę finasterydu (1 mg/kg). Badanie trwało 28 dni, podczas których obserwowano wzrost włosów na wygolonym obszarze grzbietu myszy.

Wyniki badania wykazały, że nanocząsteczki SLN z finasterydem charakteryzowały się wielkością w zakresie od 120,7 nm do 131 nm, z wartościami PDI (indeksu polidyspersji) w zakresie od 0,375 do 0,463, co wskazuje na jednorodny rozkład cząstek. Potencjał zeta dla formulacji wahał się od +6,3 mV dla NP1 do -16,5 mV dla NP7, co świadczy o dobrej stabilności optymalnej formulacji. Dodatni potencjał zeta w NP1 i NP2 może być przypisany obecności grupy aminowej w NTC, która ulega powolnemu przejściu do ładunku ujemnego po związaniu z ujemnie naładowanym LPC.

Badania wydajności enkapsulacji (EE) i ładowania leku (DL) wykazały, że formulacja NP7 osiągnęła najwyższą wartość DL wynoszącą 88,52%, podczas gdy NP5 wykazała najwyższą EE na poziomie 87,25%. Zaobserwowano, że zwiększenie stężenia LPC prowadziło do poprawy EE, jednak dalsze zwiększenie ilości z 150 do 200 mg skutkowało stopniowym spadkiem EE, co obserwowano w NP6 i NP7.

Optymalna formulacja (NP7) zawierająca 200 mg LPC i 2% NTC wykazała kontrolowane uwalnianie leku na poziomie 54,25% po 18 godzinach, w przeciwieństwie do innych formulacji, które uwalniały do 99,13% leku w tym samym czasie. Zaobserwowano stopniowe zmniejszanie się procentu uwalnianego leku wraz ze wzrostem ilości LPC, co przypisano dyspersji FINA w nanocząsteczkach, utrudniającej dyfuzję leku do medium uwalniającego.

Czy badania potwierdzają skuteczność nowego systemu dostarczania leku?

Badania in vitro z wykorzystaniem skóry świńskiej wykazały znacząco wyższą retencję finasterydu w stratum corneum (warstwie rogowej naskórka) w przypadku formulacji NP7 (226,76 μg) w porównaniu do czystego leku (69,73 μg) po 18 godzinach, przy jednoczesnej minimalnej penetracji do głębszych warstw skóry (71,23 μg w komorze odbiorczej). Zwiększona retencja FINA na SC może być przypisana obecności ujemnie naładowanych lipidów, które ułatwiają osadzanie znacznej ilości naładowanego leku z NP7-SLN. Podobnie, adhezyjny charakter NTC zapewnił lepszą bioadhezję, która ułatwiła przedłużone uwalnianie leku.

Badania spektroskopowe 1H-NMR wykazały, że w formulacji NP7 nie występuje charakterystyczny pik dla grupy =NH finasterydu (δ = 2,6), co sugeruje, że proton mógł uczestniczyć w tworzeniu wiązań w formulacji NP. Analiza ATR potwierdziła interakcję między protonem związanym z grupą -NH a dodatnio naładowaną grupą cholinową LPC, co może przyczyniać się do kontrolowanego uwalniania leku.

Badania DSC wykazały, że optymalna formulacja (NP7) wykazała pik endotermiczny przy 259,84°C, co sugeruje obecność stabilnego FINA. Mniejsza intensywność piku wskazuje na potencjalnie niższą szybkość transformacji FINA z niską entalpią. Analiza XRD potwierdziła zmniejszoną krystaliczność finasterydu w formulacji SLN, co sprzyja lepszej biodostępności.

Badania stabilności przeprowadzone zgodnie z wytycznymi ICH wykazały, że formulacja NP7 pozostawała stabilna zarówno w warunkach długoterminowych (25°C ± 2°C/60% RH ± 5% przez 12 miesięcy), jak i przyspieszonych (40°C ± 2°C/75% RH ± 5% przez 6 miesięcy), z minimalnymi zmianami w wielkości cząstek, PDI i potencjale zeta.

W modelu mysim zaobserwowano, że zarówno grupa leczona komercyjnym preparatem FIN-XL, jak i grupa otrzymująca formulację NP7 wykazały najlepsze wyniki pod względem wzrostu włosów oraz znacznie poprawionego pokrycia i gęstości włosów. Grupa otrzymująca NP7 wykazała lepszy wzrost włosów niż grupa leczona czystym finasterydem, choć nieco słabszy niż grupa otrzymująca FIN-XL. Nie zaobserwowano widocznych reakcji skórnych przy stosowaniu formulacji NP7, co potwierdza jej bezpieczeństwo.

Opracowany system dostarczania leku oferuje kilka istotnych zalet: zwiększoną retencję leku w warstwie rogowej naskórka, kontrolowane uwalnianie oraz potencjalnie zmniejszone ryzyko działań niepożądanych związanych z systemową absorpcją finasterydu. Wyniki sugerują, że formulacja SLN z finasterydem może stanowić obiecującą alternatywę dla obecnych metod leczenia AGA.

Autorzy wskazują na potrzebę dalszych badań, w tym długoterminowych badań skuteczności i bezpieczeństwa, badań farmakokinetycznych oraz badań toksyczności narządowej, zanim opracowany system będzie mógł zostać wprowadzony do praktyki klinicznej u ludzi. Ze względu na różnice anatomiczne i funkcjonalne między skórą myszy a człowieka, przewidywanie retencji skórnej i wzrostu włosów u ludzi stanowi wyzwanie.

Podsumowanie

Badacze opracowali nowatorski system dostarczania finasterydu w formie stałych nanocząsteczek lipidowych (SLN) do miejscowego leczenia łysienia androgenowego. Wykorzystując technikę ultrasonikacji, stworzono formulację zawierającą finasteryd, L-α-fosfatydylocholinę i N-trimetylochitozan. Optymalna formulacja (NP7) charakteryzowała się kontrolowanym uwalnianiem leku, wysoką stabilnością i znaczącą retencją w warstwie rogowej naskórka. Badania na modelu mysim wykazały skuteczność porównywalną z preparatem komercyjnym FIN-XL, przy czym nie zaobserwowano widocznych reakcji skórnych. System oferuje potencjalne korzyści w postaci zmniejszonego ryzyka działań niepożądanych związanych z systemową absorpcją finasterydu. Wyniki sugerują, że formulacja SLN może stanowić obiecującą alternatywę dla obecnych metod leczenia AGA, jednak konieczne są dalsze badania kliniczne przed wprowadzeniem do praktyki medycznej.