Co-crystal of gemfibrozil-trans-cinnamic acid : synthesis, characterization and studies of solubility and cell viability

Orientador: Paulo César Pires RosaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências MédicasResumo: O desempenho biológico de um fármaco administrado por via oral pode ser influenciado por diferentes fatores, como as condições fisiológicas e as propriedades físico-químicas do fármaco, em especial a solubilidade. Esse último parâmetro possui relação com o empacotamento das moléculas na estrutura sólida. Técnicas que alteram a organização do estado sólido, como a cocristalização, podem ser empregadas para aprimorar propriedades físico-químicas de fármacos. Cocristais farmacêuticos são formados por um ingrediente farmacêutico ativo (IFA) e um coformador (substância reconhecida como segura, podendo ou não ter atividade farmacológica), que interagem por meio de ligações não covalentes, em proporção estequiométrica definida. Dentre as propriedades aprimoradas por meio da cocristalização estão a solubilidade, a taxa de dissolução, a permeabilidade e a biodisponibilidade. A genfibrozila (GEN) é um fibrato usualmente empregado no tratamento da hipertrigliceridemia, no entanto, estudos recentes abordam seu efeito farmacológico também no tratamento da doença de Alzheimer. Ela possui baixa solubilidade e alta permeabilidade (categoria II do Sistema de Classificação Biofarmacêutica), característica que pode afetar sua absorção. A GEN possui em sua estrutura molecular o grupo ácido carboxílico, capaz de interagir por meio de ligações não covalentes com um coformador ácido, como o ácido trans-cinâmico (ATC), formando homossíntons supramoleculares, resultando no cocristal. Desta forma, este trabalho teve como objetivo sintetizar cocristal de GEN, usando um coformador ácido e caracterizá-lo; avaliar sua solubilidade na faixa de pH fisiológico (1,2; 4,5; 6,8; 7,4) e em meio biorrelevante, além de verificar a viabilidade de células Caco-2 expostas ao cocristal sintetizado, nas concentrações de 10 µM, 50 µM e 100 µM. As metodologias empregadas na síntese do cocristal foram a evaporação lenta de solvente e a moagem assistida por líquido. A caracterização foi realizada por espectroscopia de infravermelho, calorimetria exploratória diferencial, difração de raios X do pó e análise termogravimétrica. A solubilidade foi determinada utilizando a metodologia shake flask e as amostras foram quantificadas por método cromatográfico analítico devidamente validado. Já a viabilidade celular foi avaliada através do ensaio de citotoxicidade, utilizando o reagente MTT. A GEN associada ao ATC, numa proporção equimolar 1:1, foi capaz de formar o cocristal farmacêutico. No entanto, esta nova forma cristalina se mostrou menos solúvel que o fármaco puro. Este resultado é assegurado pela avaliação sistemática do método cromatográfico que comprovou que o método é linear no intervalo de concentrações utilizadas, seletivo, preciso e exato. Apesar do não incremento na solubilidade, o cocristal GEN-ATC não reduziu a viabilidade de células Caco-2, nas concentrações testadas.Abstract: The biological performance of a drug orally administered can be influenced by different factors, such as the physiological conditions and the physical-chemical properties of the drug, especially the solubility. This last parameter is related to the packaging of molecules in the solid structure. Techniques that change the organization of the solid state, such as co-crystallization, can be used to improve the physicochemical properties of drugs. Pharmaceutical co-crystals are formed by an active pharmaceutical ingredient (API) and a coformer (substance recognized as safe, with or without pharmacological activity), which interact through non covalent bonds, in a defined stoichiometric proportion. Some properties are enhanced by co-crystallization such as solubility, dissolution rate, permeability and bioavailability. Gemfibrozil (GEN) is a fibrate used to treat hypertriglyceridemia; however, recent studies have also addressed its pharmacological effect in the treatment of Alzheimer's disease. GEN has low solubility and high permeability (category II of the Biopharmaceutical Classification System), a characteristic that can affect its absorption. The molecular structure of GEN contains the carboxylic acid group, capable of interacting through non-covalent bonds with an acid coformer, such as trans-cinnamic acid (TCA), forming supramolecular homosyntons, resulting in the co-crystal. In this way, the aim of this study was to synthesize GEN co-crystals using an acid conformer, to characterize the co-crystals, to evaluate its solubility in the physiological pH range (1,2; 4,5; 6,8; 7,4) and in a biorelevant medium, and to check the viability of Caco-2 cells exposed to the synthesized co-crystal, in concentrations 10 µM, 50 µM and 100 µM. The methodologies used to synthesize co-crystal were slow solvent evaporation and liquid-assisted grinding. The characterization was carried out by infrared spectroscopy, differential scanning calorimetry, powder X-ray diffraction and thermogravimetric analysis. The solubility was assessed using the shake flask methodology and the samples were quantified by a duly validated analytical chromatographic method. Cell viability was verified through the cytotoxicity assay, using the MTT reagent. GEN associated with TCA, in an equimolar ratio 1:1, was able to form the pharmaceutical co-crystal. However, this new crystalline form showed to be less soluble than the pure drug. This result is guaranteed by the systematic evaluation of the chromatographic method, which proved that the method is linear, selective, precise and exact in the range of concentrations used. Despite of not increasing solubility, the GEM-TCA co-crystal did not reduce the viability of Caco-2 cells at the tested concentrations.MestradoFarmacologiaMestra em Farmacologia130444/2019-7CNP