Lyophilization as a tool for enhance the stability of microemulsion systems containing Amphotericin B for leishmaniasis treatment
Intérêt de la lyophilisation pour améliorer la stabilité des microémulsions chargées en Amphotéricine B destinées au traitement de la leishmaniose
Résumé
Visceral leishmaniasis is a neglected tropical disease that can be fatal if left untreated. Amphotericin B (AmB) is effective in the treatment of this disease, but the conventional formulation, Fungizone® has dose-limiting toxicity while the less toxic lipid-based forms such as Ambisome® are expensive. Therefore, the need for new therapeutic systems remains. In this respect, the heating of the Fungizone® formulation (H-AmB), and the development of a microemulsion (ME) containing AmB (MEAmB) are possible solutions. In addition, it is desirable to remove water from microemulsion systems in order to reduce instability due to microbiological contamination and hydrolysis. Therefore, the objective of this work was to develop and to evaluate the activity and toxicity in vitro and in vivo of H-AmB and MEAmB against Leishmania donovani (strain LV9) and, furthermore, to optimize a lyophilized microemulsion system containing AmB. Rheological, size and morphology studies showed that MEAmB presented average droplet sizes of 35 nm, a Newtonian behavior and spherical morphology. Spectroscopic characterization of H-AmB showed the formation of superaggregates, which are less toxic than the other states of aggregation. In-vitro evaluation on both the axenic and intramacrophagic amastigote forms showed that H-AmB and MEAmB showed similar activity to Ambisome®. A high selectivity index of H-AmB and MEAmB was observed compared with unheated Fungizone®. Furthermore, both new formulations showed high activity against AmB-resistant strains compared with Ambisome®. In-vivo experiments designed to evaluate their activity and toxicity did not reveal significant differences in activity between the new and reference formulations. There were no significant differences either in indicators of renal and hepatic toxicity. Therefore, both H-AmB and MEAmB can be used as an alternative for the treatment of LV9, presenting an advantage over Ambisome® in their lower costs of production. Therefore, a complete experimental design was performed in order to optimize the lyophilisation of the microemulsion system. It was observed that microemulsions with smaller droplet sizes were obtained using maltose as a cryoprotectant at a concentration of 5%, with freezing at -80 ° C, and a lyophilization process period of 24 h. Furthermore, it was observed that ME containing AmB showed no significant changes in drug content before and after the lyophilization process. Therefore, in its lyophilized form, the ME can remain stable and avoid degradation due to the presence of water.
La leishmaniose viscérale est une maladie tropicale négligée et létale en l’absence de traitement. L’Amphotéricine B (AmB) est une molécule efficace mais sa forme conventionnelle, Fungizone®, conduit à une toxicité limitant les doses tandis que les formulations lipidiques moins toxiques telles que l’Ambisome® sont très coûteuses. Ainsi, le besoin de nouvelles formes thérapeutiques à la fois non toxiques et peu coûteuses subsiste actuellement. Dans ce travail, nous avons étudié deux solutions possibles : la Fungizone® chauffée (H-AmB) et une microémulsion chargée en AmB (MEAmB). En ce qui concerne la microémulsion, une forme lyophilisée est souhaitable afin de s’affranchir des risques d’hydrolyse et de contamination microbienne. Les objectifs de la thèse étaient de développer les deux nouvelles formes, d’évaluer la toxicité et l’efficacité de H-AmB et MEAmB contre Leishmania donovani (souche LV9) in-vitro et in-vivo et également d’optimiser la lyophilisation de la microémulsion.La microémulsion MEAmB est composée de gouttelettes sphériques dont le diamètre moyen est proche de 35 nm et a montré un comportement rhéologique de type newtonien. L’analyse spectroscopique de H-AmB a révélé la formation de super-agrégats qui sont moins toxiques que d’autres états d’agrégation. La MeAmB ainsi que l’H-AmB ont montré une activité antiparasitaire équivalente à celle d’AmBisome® sur les formes axénique et intramacrophagique de L. donovani. L’indice de sélectivité pour ces deux formulations est élevé, en contraste avec celui de la Fungizone® native. De plus, à la différence d’AmBisome®, elles ont montré une activité importante sur des souches résistantes à l’AmB. L’activité anti-leishmanienne in-vivo des nouvelles formulations est comparable aux formulations de référence. De même, aucune différence significative des marqueurs de toxicité rénale et hépatique n’a pu être observée. Ainsi, l’H-AmB et la MEAmB pourraient être considérées comme des traitements alternatifs de la leishmaniose viscérale, avec l’avantage d’être moins onéreuses à produire que l’Ambisome®.Afin d’optimiser le procédé de lyophilisation de la MEAmB, un plan d’expérience a été mis en œuvre. Ainsi, la taille des gouttelettes est minimisée par l’utilisation de 5% de maltose comme cryoprotectant, avec une température de congélation de -80°C et un temps total de lyophilisation de 24h. Par ailleurs, aucune modification significative de la teneur en AmB n’a été observée après la lyophilisation. Ainsi, la MEAmB lyophilisée est stable et pourrait éviter la dégradation due à la présence d’eau.
Origine : Version validée par le jury (STAR)
Loading...