4-6-2018 ¿INFLUYE LA DIGESTIBILIDAD DE LAS CICLODEXTRINAS EN LA ABSORCIÓN IN VIVO DE BENZOPIRENO EN RATAS?
: BIOFARMACIA Y FARMACOCINÉTICA
: Q.F CARLA CECILIA RODRÍGUEZ ZEGARRA
: IZQUIERDO LINARES, OMAR. MESTANZA LIMAY ANA PAOLA. SÁNCHEZ JUÁREZ, DAVID. SÁNCHEZ JUÁREZ, PEPE. VALDIVIA CERVANTES, ANDRÉS JULIO CÉSAR.
¿I NF LUYE L A DI GE STI BI LI DAD DE LAS CI CLODE XTRI NA S EN LA ABSORCI ÓN I N VI VO DE BE NZOPIR E NO EN RATAS? INTERPRETACIÓN El excipiente utilizado para mejorar la solubilidad es la ciclodextrina por la capacidad de formar puentes de Hidrogeno. Sin embargo, una sobredosis
excesiva
de
ciclodextrinas
puede
disminuye la absorción de compuestos administrados (benzopireno) Las ciclodextrinas no pueden ser absorbidos por la mucosa gastrointestinal y solamente la forma libre de benzopireno puede penetrar la membrana intestinal esto puede ser por presencia de otros compuestos hidrófobos presentes en el quimo intestinal. La ciclodextrina es degradable en el lumen intestinal, así como su alta solubilidad acuosa y tamaño de la cavidad más grande hace que sea un candidato potencialmente excelente formulación de fármaco. El área bajo la curva para el benzopireno después de la administración oral (AUC 0último) fue menor debido a menor biodisponibilidad de benzopireno y la necesidad de un tiempo de absorción más larga debido a la complejación con ciclodextrina. Las AUC también fue significativamente mayor en el grupo de control que en los animales coadministrado con 400 mg / kg o más gramos ciclodextrina, por esta notable evidencia podemos decir que la ciclodextrina no es un buen excipiente porque limita la absorción de compuestos La presencia de altas concentraciones de ciclodextrina bajará la fracción de compuesto libre y no complejado además la sobredosificación ciclodextrina oral debe considerarse sólo en casos extremos.
La mala absorción se puede deber a que el benzopireno forma un complejo insoluble con la ciclodextrina resultando en una menor biodisponibilidad para el benzopireno cuando se coadministra con estas, reduciendo la ventaja biofarmacéutica. Para la administración de compuestos con baja solubilidad se debe considerar la utilización de otro excipiente mas no la ciclodextrina por la baja biodisponibilidad que provoca en el compuesto administrado ya que sus utilizaciones en grandes dosis pueden ser peligrosas a la vez toxicas según el estudio.
MATERIALES Y MÉTODOS Como lo dice el artículo los materiales usados u obtenidos en este estudio fueron de calidad farmacéutica como el 2-HP-β-ciclodextrina (grado de sustitución 4,55, para la caracterización del lote, véase Holm et al. 15 ) de Roquette (Lestrem, Francia). La \ gamma - ciclodextrina se adquirió en Wacker Chemie (München, Alemania) . [ 3 H] benz o [a] pireno para el estudio in vivo se obtuvo en tolueno de Biotrend con una radiactividad específica de 50 Ci / mmol (1,85 TBq / mmol). OptiPhase SuperMix ® centelleador líquido era de PerkinElmer (Waltham, MA). El agua utilizada en los experimentos se obtuvo de un sistema de purificación Millipore. Todos los otros productos químicos utilizados fueron de grado analítico.
FORMULACIONES PARA EL ESTUDIO IN VIVO Este se hizo de la siguiente manera Se colocó una
solución en etanol de [3 H] benzo [a] pireno se preparó por
evaporación del tolueno en la que se entregó a temperatura ambiente bajo una corriente de nitrógeno. Después de que se evaporó todo el tolueno, la materia sólida que quedaba en el tubo se disolvió en etanol al 96%.
Por otro lado Los animales recibieron una dosis de una solución de ciclodextrina con placebo mediante sonda oral el día anterior e inmediatamente antes de la administración de benzo [a] pireno. Esto se preparó pesando cantidades apropiadas de ciclodextrina seca (secada al vacío durante 48 h antes de pesar). Luego se añadió agua y la solución se agitó hasta que toda la ciclodextrina se hubo disuelto y finalmente se ajustó al volumen correcto. Esta solución se dosificó a 10 ml / kg y los animales recibieron 0, 3, 30, 400, 500, 1000, 1500 o 2000 mg / kg de cualquiera de las ciclodextrinas. Además, se dosificaron 2500, 3000 y 5000 mg / kg para 2-HP-β-ciclodextrina y 2300 mg / kg para γ-ciclodextrina, una diferencia basada en la solubilidad de las 2 ciclodextrinas. Después de dosificar la solución de ciclodextrina, una solución de etanol de [3El H] -benzo [a] pireno se administró por sonda oral a una dosis de 1050 ng / kg (250 μCi / kg) en un volumen de 0,3 ml / kg.
DISEÑO EXPERIMENTAL DEL ESTUDIO IN VIVO Para dicho diseño los estudios de rata in vivo fue aprobado por el comité de ética institucional de acuerdo con la ley danesa que regula los experimentos con animales y en cumplimiento de la directiva de la UE 2010/63 / EU y las directrices NIH sobre bienestar animal. Se adquirieron ratas macho con ciertas caraceristis de acuerdo al estudio como por ejemplo de razas Sprague-Dawley de Charles River Deutschland (Sulzfeld, Alemania). Luego estos
animales fueron aclimatados y mantenidos con alimentación estándar y
zanahorias con acceso libre al agua durante un mínimo de 5 días antes de los experimentos. Al inicio de los experimentos, las ratas tenían un peso promedio de 286-324 g. El estudio utilizó un protocolo similar al descrito por Westerberg y Wiklund, 12 con la excepción de que la ciclodextrina se dosificó en 10 ml / kg en lugar de 20 ml / kg. Antes del análisis del plasma d los animales en experimentación pasaron por este proceso. 1.-Todos los grupos consistieron en 6 ratas macho asignadas al azar y cada una recibió una solución de ciclodextrina placebo con HP-β-ciclodextrina o γ-ciclodextrina con 24
horas de anticipación y nuevamente inmediatamente antes de una dosis oral única de [ 3 H] benzo [a] pireno ( 1050 ng / kg igual a 250 μCi / kg). 2.- Todas las ratas se ayunaron durante la noche antes de la dosificación de [ 3 H] -benzo [a] pireno y el acceso ad libitum a los alimentos se restauró 8 h después de la dosificación y durante el resto del experimento. Se tomaron muestras de sangre después de la administración oral de [ 3H] -benzo [a] pireno y los animales fueron sacrificados después de tomar la última muestra de sangre. 3.- Las muestras de sangre (200 μL) se extrajeron de la vena de la cola a las 0, 0,5, 1, 2, 4, 8, 24, 32, 48, 72, 120 y 168 h después de la dosificación. 4.-El plasma se separó inmediatamente mediante centrifugación a 3600 xg durante 10 min y se almacenó en tubos de polipropileno a -80 ° C hasta que por último se analizó.
BIOANÁLISIS Aquí las muestras de plasma se descongelaron y se mezclaron posteriormente con el cóctel de centelleo y se contaron directamente usando un Perkin-Elmer (TriCarb 2900TR). La corrección de apagado se basó en estándares de radiactividad externa. Las muestras se contaron durante 3 min. Los recuentos en blanco se midieron concurrentemente y se usaron para la corrección de fondo. Los valores en blanco se originaron a partir del plasma retirado antes de la dosificación
ANÁLISIS FARMACOCINÉTICO Los parámetros farmacocinéticos que caracterizan la administración oral d e benzo [a] pireno se obtuvieron por análisis no compartimental usando
la maquina WinNonlin
Professional versión 5.2 (Pharsight Corporation, Mountain View, CA). El área bajo la curva de benzo [a] pireno después de la administración oral (AUC 0last ) se calculó usando la regla trapezoidal lineal desde el tiempo cero hasta la última concentración plasmática medida de la dosis.
ANÁLISIS ESTADÍSTICO Para los cálculos estadísticos se usó SigmaPlot para Windows versión 11.2.0.5 (Sysstat Software Inc., San José, CA). La diferencia estadística entre los grupos se comparó mediante un análisis de varianza de una vía seguido de una comparación con el método de Dunn. p Los valores por debajo del 5% (p <0.05) a lo cual se consideraron estadísticamente significativos.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN Coadministración de γ-ciclodextrina
Figura 1. Perfil de tiempo d e concentración plasmática de radioactividad total de [ 3 H] benzo [a] pireno después de la administración oral única de 1050 ng / kg (250 mCi / kg) a ratas con administración conjunta de (▲) 0, (▼) 3, (■) 30 , (△) 500, (◇) 2000 y (○) 2300 mg / kg de γ-ciclodextrina (mostrada en la leyenda). Los datos se presentan como media ± error estándar ( n = 6, 11 para 0 mg / kg)
No se observó diferencia estadística entre los grupos de tmáx. La Cmáx para el grupo de control fue significativamente mayor que los grupos coadministrado con 400 mg / kg o más de gamma-ciclodextrina. Cuanto más bajo Cmáx en concentraciones más altas gamma-ciclodextrina era probablemente debido a la menor biodisponibilidad de benzo [a] pireno y la necesidad de un tiempo de absorción más larga, como menos compuesto estaba disponible en la forma libre debido a la complejación con ciclodextrina
El uso de benzo [a] pireno
en
este
estudio
se
seleccionó en base al estudio publicado por Westerberg y Wiklund, donde se informó una disminución significativa en la absorción coadministra
cuando
se
con
β-
ciclodextrina natural. Hasta donde sabemos, la constante de estabilidad entre β-ciclodextrina y benzo [a] pireno no se ha determinado, pero las constantes de estabilidad aparente medidas por los estudios de solubilidad de fase se han notificado para que la 2-HP-β-ciclodextrina sea de 5344 M -1 y 25,900 M -1 , el último valor medido en presencia de 15 mM de taurocolato de sodio, es decir, con interacción competitiva.
Coadministración de 2-hidroxipropil-β-ciclodextrina Figura 2. Perfil de tiempo de concentración plasmática de radioactividad total de [ 3 H] benzo [a] pireno después de la administración oral única de 1050 ng / kg (250 mCi / kg) a ratas con administración conjunta de (▲) 0, (▼) 3, (■) 30 , (△) 500, (◇) 2000, (○) 3000, Y ( ) 5000 ▿
mg / kg de HP-β-ciclodextrina (mostrada en la leyenda). Los datos se presentan como media ± error estándar ( n = 6, 11 para 0 mg / kg).
No se encontró diferencia significativa entre ninguno de los tratamientos con respecto a tmáx, mientras que se observaron diferencias tanto para Cmáx y AUC, donde estos grupos se coadministra con las menores cantidades de 2-HP-β-ciclodextrina había mayor Cmáx valores
de AUC y que los animales dosificados con mayores cantidades de 2-HP-β-ciclodextrina. La coadministración
extensa
de
HP-β-ciclodextrina podría por lo tanto limitar la
biodisponibilidad de un compuesto según lo informado por Westerberg y Wik lund para la βciclodextrina. Cuando el benzo [a]
pireno
coadministra
se con
gamma-ciclodextrina, se observa
que
la
disminución
fue
aproximadamente
del
mismo rango. La dosis de benzo [a] pireno en este estudio fue elegida para comparar los resultados con los reportados por Westerberg y Wiklund, como se discutió anteriormente. Además, las dosis de ciclodextrinas se seleccionaron para que estuvieran en el rango sobre el que Westerberg y Wiklund, observaron una disminución en la absorción, que fue tan baja como 5 mg de β-ciclodextrina / kg. En este estudio, no se observó una reducción significativa hasta 400 mg / kg de ciclodextrina. La razón de esta diferencia no estaba clara, pero una posible explicación podría ser las diferencias en el grado de dilución de las dosis administradas. Otra posible razón para la diferencia podría ser una difusión diferente de las ciclodextrinas a través de la capa de agua no agitada. Las 2 ciclodextrinas altamente solubles, HP-β-ciclodextrina y gammaciclodextrina, pueden tener un paso más fácil a través de la capa de agua no agitada que la poco soluble β-ciclodextrina, lo que resulta en una menor biodisponibilidad para benzo [a] pireno cuando se coadministra con estas ciclodextrinas.
CONCLUSIONES El presente estudio investigó la influencia de la coadministración oral de γciclodextrina en dosis crecientes sobre la absorción de benzo [a] pireno para ver si la digestibilidad de la ciclodextrina tenía una influencia de absorción de benzo [a] pireno. Los estudios In Vitro demostraron que existe una disminución en la absorción a dosis bajas de benzo [a] pireno cuando se coadministra a >400 mg/kg de ciclodextrina con el compuesto. No se observaron diferencias entre las 2 ciclodextrinas investigadas, es decir, la digestibilidad potencial no pareció ser beneficiosa desde una perspectiva biofarmacéutica. La coadministración de 2-HP-β-ciclodextrina y γ-ciclodextrina condujo a una reducción significativamente menor en la biodisponibilidad. Esto fue un reflejo de la formación de un complejo poco soluble entre el benzo [a] pireno y la β-ciclodextrina natural, que precipitó, lo que condujo a la baja absorción. Esto no se observó con las ciclodextrinas más solubles en agua usadas en este estudio.
