Η συμβολή της λιποσωμικής τεχνολογίας στη θεραπεία της νόσου Alzheimer

Η συμβολή της λιποσωμικής τεχνολογίας στη θεραπεία της νόσου Alzheimer Ελευθεριάδης Δημήτριος Προπτυχιακός Φοιτητής Τμήματος Φαρμακευτικής Πανεπιστημίου Πατρών Υπεύθυνη Καθηγήτρια: Σοφία Αντιμησιάρη, Καθηγήτρια Τμήματος Φαρμακευτικής Πανεπιστημίου Πατρών Εργαστήριο Φαρμακευτικής Τεχνολογίας 3ο Πανελλήνιο Επιστημονικό Συνέδριο Φοιτητών Φαρμακευτικής 8-9 Δεκεμβρίου 2018, Θεσσαλονίκη

Νόσος Alzheimer Η νόσος Alzheimer, είναι μια χρόνια νευροεκφυλιστική νόσος, η οποία αρχίζει με αργούς ρυθμούς και επιταχύνει με τα χρόνια. Είναι μη θεραπεύσιμη αποτελώντας την αιτία του 60% - 70% των περιπτώσεων άνοιας. Παρουσιάζεται κυρίως σε άτομα άνω των 65 ετών. Βασικά συμπτώματα της νόσου αποτελούν τα παρακάτω: 1. Δυσκολία στην ανάκληση πρόσφατων συμβάντων (απώλεια βραχυπρόθεσμης μνήμης) 2. Προβλήματα στη γλώσσα ομιλία και έκφραση 3. Εύκολη απώλεια προσανατολισμού 4. Διακυμάνσεις της διάθεσης ψυχολογικά προβλήματα Επιπολασμός της Νόσου Alzheimer

Παθοφυσιολογία της Νόσου Alzheimer Η νόσος Alzheimer χαρακτηρίζεται από την εναπόθεση στον εγκέφαλο δύο παθολογικών πρωτεϊνών, του β-αμυλοειδούς και της πρωτεΐνης Tau. Δύο σημαντικές ανταγωνιστικές υποθέσεις υπάρχουν για την αιτία της ασθένειας 1) Χολινεργική Υπόθεση: προτείνει ότι το Alzheimer προκαλείται από τη μειωμένη σύνθεση των νευροδιαβιβαστών Ach. Η χολινεργική υπόθεση δεν είναι ευρέως αποδεκτή, κατά ένα μεγάλο λόγο επειδή τα φάρμακα που προορίζονται για να αντιμετωπίσουν την ανεπάρκεια Ach δεν εξαλείφουν την νόσο (SPOILER ALERT!!!). 2) Βήτα αμυλοειδής υπόθεση: οι υψηλές συγκεντρώσεις βήτα αμυλοειδούς (Aβ) είναι η κύρια αιτία της ασθένειας (1991). Επίσης η APOE4 οδηγεί στην κατάσταση αυτή, πριν προκύψουν τα συμπτώματα Alzheimer. Κατά συνέπεια, η απόθεση Aβ στον εγκέφαλο προηγείται της εμφάνισης της νόσου. DOI: https://doi.org/10.1124/jpet.102.041616 Huang Y. et al, Alzheimer mechanisms and therapeutic strategies, Cell.. 2012 Mar 16;148(6):1204-22

Διαθέσιμα Φάρμακα κατά της Νόσου Δεν επέρχεται ίαση του ασθενούς αλλά αντιμετώπιση των συμπτωμάτων Δονεζεπίλη: Ο πιο ευρέως συνταγογραφούμενος αναστολέας ακετυλοχολινεστεράσης (AChE) για ελαφριά έως μέτριου βαθμού άνοια στη νόσο Alzheimer. Ριβαστιγμίνη: Αναστέλλει και την ακετυλο- και τη βουτυλο-χολινεστεράση με εκλεκτική δράση στον εγκεφαλικό φλοιό και τον ιππόκαμπο, εξαιτίας της εκλεκτικότητάς της για την ισομορφή G1 της ΑChΕ. Συχνότερα τα προβλήματα στο γαστρεντερικό σύστημα, όπως ναυτία, έμετο και διάρροια. Πόνος στο στομάχι Ανορεξία Απώλεια βάρους

Διαθέσιμα Φάρμακα κατά της Νόσου (Part 2) Γαλανταμίνη: Ο νεότερος αναστολέας χολινεστεράσης στην αγορά. Η γαλανταμίνη ενεργεί ως αλλοστερικός ενεργοποιητής των νικοτινικών υποδοχέων, και αυτός ο μηχανισμός θεωρείται ότι συνδέεται με την αντιμετώπιση της νόσου. Μεμαντίνη: Η μεμαντίνη είναι ανταγωνιστής του υποδοχέα NMDA. Αναστέλλει την αύξηση της κυτταροπλασματικής συγκέντρωσης Ca 2+ που προκύπτει από την ανώμαλη ενεργοποίηση του NMDA στο Alzheimer, αλλά όχι τη φυσιολογική ενεργοποίηση του υποδοχέα, που υποστηρίζει τις διαδικασίες μνήμης και μάθησης. Μηχανισμός δράσης της Μεμαντίνης

$$$ Το Alzheimer αποτελεί μία από τις πλέον κοστοβόρες ασθένειες της εποχής μας. Μόνο το 2018 το συνολικό κόστος στις ΗΠΑ ξεπέρασε τα 277 δις. Εκτιμάται πως μέχρι το 2050 το κόστος θα έχει εκτοξευθεί στα 1.1 τρις. Γιατί όμως κοστίζει τόσο πολύ;;; https://www.alz.org/alzheimers-dementia Οι ασθενείς με AD νοσηλεύονται τις διπλάσιες φορές σε σχέση με υγιή άτομα της ηλικίας τους. Η χορήγηση φαρμάκων δεν επιτυγχάνει πάντα την αναμενόμενη βελτίωση των συμπτωμάτων. Ασθενείς άνω των 80 ετών συχνά λαμβάνουν φροντίδα στην οικία τους.

Γιατί αποτυγχάνουμε;

Γιατί αποτυγχάνουμε; Αιματοεγκεφαλικός φραγμός (ΒΒΒ): 1) Αποτελεί ηθμό υψηλής εκλεκτικότητας που διαχωρίζει το αίμα από το εξωκυττάριο υγρό του εγκεφάλου. 2) Τα BCECs (Brain Capillary Endothiliac Cells) τα οποία τον αποτελούν σε μεγαλύτερο βαθμό επιτρέπουν την επιλεκτική είσοδο μορίων στο κεντρικό νευρικό σύστημα και ταυτόχρονα εμποδίζουν την είσοδο πολλών φαρμακευτικών μορίων (πεπτίδια, μεγάλου ΜΒ μόρια, υδρόφιλες ενώσεις) 3) Ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός δρα πολύ αποτελεσματικά στην προστασία του εγκεφάλου από πολλές βακτηριακές λοιμώξεις https://www.cldinc.com/portfolio/blood-brainbarrier-illustration/

Γιατί αποτυγχάνουμε; Λανθασμένη επιλογή εθελοντών-ασθενών Κατά τη διεξαγωγή των κλινικών μελετών, συμμετέχουν αρχικά υγιείς εθελοντές (φάση 1) και έπειτα ασθενείς. Η επιλογή τους αποτελεί το πλέον χρονοβόρο βήμα στη διεξαγωγή των μελετών ιδιαίτερα στη φάση 3 (απαιτούνται πάνω από 1000 άτομα). Αξίζει να τονιστεί πως ο κάθε ασθενής είναι διαφορετικός, και συνάμα, τα συμπτώματα και ο βαθμός άνοιας που εμφανίζει ο καθένας ποικίλουν. Η επιλογή των εθελοντών ασθενών θα πρέπει να γίνεται με γνώμονα τη δημιουργία ενός ομοιόμορφου συνόλου. Aisen Paul et al, Drug development in Alzheimer s disease: the path to 2025, Alzheimer's Research & Therapy (2016) 8:39 Έτσι, έχει προταθεί η επίσπευση των φάσεων 1 και 2 στις κλινικές μελέτες.

Η έννοια του λιποσώματος Ως λιπόσωμα ορίζουμε μία σφαιρική δομή (όχημα vesicle) η οποία αποτελείται από τουλάχιστον μία λιπιδική διεπιφάνεια (bilayer). Στο μεγαλύτερο ποσοστό τους αποτελούνται από μόρια φωσφατιδυλοχολίνης, ανάμεσα στα οποία παρεμβάλλεται χοληστερόλη, μόριο που προσδίδει σταθερότητα στη τελική δομή. Οι δύο βασικότερες κατηγορίες των λιποσωμάτων είναι τα MLV (Multi Layer Vesicles) και τα SLV (Single Layer Vesicles). Βασική δομή λιποσωμάτων http://www.healthproductsdistributors.com Παράδειγμα Pc/Chol λιποσώματος

Βασικές αρχές της προσέγγισης Τα λιποσώματα ως λιπόφιλα μόρια θα έπρεπε, τουλάχιστον θεωρητικά, να διαπερνούν τον BBB. Κάτι τέτοιο, όμως δεν συμβαίνει στην πραγματικότητα. Έτσι, για την είσοδο των συγκεκριμένων νανοφορέων στοχεύουμε ενεργούς συνδέτες (ligands) στην επιφάνεια των κυττάρων. BCECs Αστροκύτταρα Μέθοδος της πινοκύττωσης - transcytosis www.pharmaceutical-journal.com Στόχος αποτελεί ο υποδοχέας TfR (Transferrin Receptor)

Stealth λιποσώματα Ονομάζονται εκείνα τα λιποσώματα τα οποία φέρουν προσκολλημένα σε αυτά ομάδες PEG (πολυαιθυλενογλυκόλης). Έτσι, αυξάνεται ο χρόνος ημίσειας ζωής τους (t 1/2 ) στη κυκλοφορία καθώς είναι αόρατα στο ανοσοποιητικό σύστημα. Γενική μορφή stealth λιποσώματος Στο AD πέρα από τις ομάδες PEG, γίνεται η προσαρμογή ποικίλλων ομάδων που εμφανίζουν συγγένεια με υποδοχείς στην επιφάνεια του BBB.

Transferrin-modified liposomes Όπως αναφέραμε, η τρανσφερρίνη συμμετέχει στον μηχανισμό πρόσληψης μορίων από τον ΒΒΒ. Έχει μελετηθεί η χρήση της a-m ξανθόνης σε stealth λιποσώματα. Το συγκεκριμένο μόριο έχει δείξει, προκλινικά, πως εμποδίζει τη δημιουργία β-αμυλοϊδών πλακών. Έγινε χρήση τόσο ιστού όσο και SD ποντικών. Τα αποτελέσματα έδειξαν μεγαλύτερη συγκέντρωση φαρμάκου στο ΚΝΣ των ζώων. Επίσης, αυξήθηκαν σημαντικά το t 1/2 και το AUC (Area Under Curve).

Lactoferrin-modified liposomes Η λακτοφερρίνη αποτελεί μια γλυκοπρωτεϊνη η οποία συμβάλλει στην μεταφορά και την ρύθμιση της απορρόφησης του σιδήρου σε κυτταρικό επίπεδο. Παρατηρείται στα εγκεφαλικά κύτταρα θηλαστικών. Κατά τη σύνδεσή της στον υποδοχέα της στον ΒΒΒ αποκτά θετικό φορτίο Αυτό το εύρημα χρησιμοποιήθηκε ως βάση για την ανάπτυξη της συγκεκριμένης προσέγγισης. Πρωτεϊνη Λακτοφερρίνη Δράσεις της Λακτοφερρίνης

Lactoferrin-modified liposomes Έγινε η παρασκευή προκατιονικών λιποσωμάτων συζευγμένων με Λακτοφερρίνη. Αρχικά, διαθέτουν ουδέτερο ή αρνητικό φορτίο. Κατά την είσοδό τους στο ΚΝΣ αποκτούν θετικό φορτίο. Με άλλα λόγια, συμπεριφέρονται σαν το ενδογενές μόριο Προστασία κυττάρων από τις πλάκες β αμιλοειδούς Lactoferrin modified liposome Aisen Paul et al, Drug development in Alzheimer s disease: the path to 2025, Alzheimer's Research & Therapy (2016) 8:39

Βιβλιογραφία Agrawal M. et al, Recent advancements in liposomes targeting strategies to cross bloodbrain barrier (BBB) for the treatment of Alzheimer's disease, Journal of Controlled Release 260 (2017) 61 77 Aisen Paul et al, Drug development in Alzheimer s disease: the path to 2025, Alzheimer's Research & Therapy (2016) 8:39 https://www.forbes.com/sites/quora/2018/02/13/how-close-are-we-to-a-cure-foralzheimers/#70b9125a4c9a https://www.scientificamerican.com/article/why-alzheimer-s-drugs-keep-failing/ http://sciencenordic.com/no-new-drugs-alzheimers-disease-15-years https://www.bbc.com/news/health-42633871

Σας ευχαριστώ πολύ