Liofilização de nanopartículas para aplicação de produtos inovadores em oncologia

Dissertação de mestrado em Biotecnologia Farmacêutica, apresentada à Faculdade de Farmácia da Universidade de CoimbraEste trabalho abrange uma revisão do estado de arte do processo de liofilização e da sua aplicação na área da Nanotecnologia. O foco principal desta revisão é a caracterização dos produtos liofilizados inovadores existentes no mercado e em fase de desenvolvimento clínico, com aplicação em Oncologia. Na área farmacêutica, a exploração das propriedades únicas das nanopartículas tornou-se diferenciadora pela demonstração de efeitos na biodisponibilidade de moléculas ativas e também na proteção contra a degradação enzimática. Mais recentemente, as nanopartículas têm sido usadas para proporcionar um aumento da especificidade e efetividade no direcionamento dos fármacos aos locais alvo, permitindo a diminuição da dose eficaz e da toxicidade geral. Com tudo isto, o desenvolvimento de nanoestruturas para transporte de fármacos tem sido objeto de um interesse crescente, tendo em vista colmatar alguns pontos negativos existentes nos sistemas de dosagem tradicionais. No entanto, a estabilidade das nanopartículas pode constituir um problema, pelo que a sua concepção não é propriamente linear. No caso específico das nanodispersões coloidais, fatores físicos e químicos contribuem para uma baixa estabilidade a longo termo, provocando a destabilização do sistema que limita a sua aplicação clínica. A liofilização surge neste cenário como um processo tecnológico que pode minimizar os problemas de estabilidade das suspensões aquosas de nanopartículas. Trata-se de uma técnica de desidratação muito eficiente quando comparada com as demais, que tem vindo a apresentar melhorias na estabilidade destas suspensões coloidais, e por esta razão merece destaque. Cada produto possui um ciclo de liofilização único em função das suas particularidades, o que faz com que este processo seja uma operação unitária. Para ser percetível a forma como o processo de liofilização é executado cumprindo as boas práticas laboratoriais (BPL/GLP) e de fabrico (BPF/GMP) são explícitos, neste estudo, os requisitos normativos a ter em conta. A liofilização, além de ser útil ao nível da estabilidade, é ainda utilizada para outras finalidades que estão descritas no estudo. De forma a elucidar toda a operação envolvida neste processo é feita uma breve abordagem das etapas envolvidas, dos métodos utilizados, das ix aplicações farmacêuticas e dos principais pros e contras, com o intuito de entender a importância da formulação de nanopartículas liofilizadas. Será ainda dedicado um capítulo ao estudo dos componentes e das condições do processo para conseguir obter resistência às tensões a que as suspensões de nanopartículas são submetidas durante a fase de congelamento na liofilização. Nesta fase, o efeito crioprotetor ou lioprotetor é determinante, dado que na reidratação do produto é mandatório que as propriedades originais das nanopartículas sejam mantidas. A respeito dos avanços recentes com aplicação deste processo, são ainda apresentadas as formulações liofilizadas que estão inseridas no mercado e os ensaios clínicos e pré-clínicos existentes para o tratamento de doenças do foro oncológico, com referência aos produtos protegidos por patente. A relevância deste trabalho traduz-se no facto de o resultado da pesquisa ser orientado em ambiente empresarial e académico, com vista à inserção no processo de valorização da propriedade intelectual de uma spin-off da Universidade de CoimbraThis work aims at conducting a review of the state of art of the lyophilization process and its application in the field of Nanotechnology. The main focus is the characterization of existing innovative freeze-dried products on the market and in clinical evaluation, with applications in Oncology. In the pharmaceutical area, the unique properties of nanoparticles began to demonstrate positive effects on the bioavailability of active molecules and also in protecting against enzymatic degradation. More recently, nanoparticles have been used to provide increased specificity and effectiveness in the targeting of drugs to specific locations, thereby reducing the effective dose and toxicity. With all this, the development of nanostructures for drug delivery has provided the solution for existing weaknesses in traditional dosing systems. However, the stability of the nanoparticles is not exactly a linear topic. In the case of colloidal nanodispersions, physical and chemical factors contribute to a low long term stability, leading to destabilization of the system and thus creating an obstacle to its clinical application. Lyophilization in this scenario appears as a technological process that can minimize stability problems of aqueous suspensions of nanoparticles. It is a very efficient dewatering technique, which has been presenting improvements in the stability of these colloidal suspensions, and therefore noteworthy. Each product has a single lyophilization cycle on the basis of their features, which makes this process a unitary operation. To be noticeable how the freeze-drying process is performed in compliance with the good laboratory practice (BPL/GLP) and manufacturing practice (BPF/GMP), the regulatory requirements to be considered are explicit in this study. This technique, besides being useful for stability issues, it is still used for other purposes which are described in the study. In order to elucidate the entire operation involved in this process, it is made a brief approach of the steps involved, the methods used, the pharmaceutical applications and the main pros and cons of the formulation of lyophilized nanoparticles. The study also comprises a chapter on the components and process conditions to achieve resistance to the stresses to which the nanoparticulate suspensions are subjected during the xi freezing stage of the lyophilization. At this stage, the cryoprotectant or lioprotetor effect is decisive for the rehydration, in order to preserve that the original properties of the nanoparticles. Regarding the recent advances in the application of this process, this study presents the most recent lyophilized formulations on the market and in clinical and preclinical trials for the treatment of oncological diseases, with reference to the proprietary products. The main conclusions of this work will be included in the valuing process of the intellectual property of a spin-off from the University of Coimbra, combining an academic and business perspective on a pharmaceutical process of industrial application