VIII International Symposium on Chemistry and Pharmaceutical Sciences

SICF

VIII Symposium "Design, Obtaining and Development of Drugs"

Innovative topical bifunctional nano-hydrogel for the treatment of childhood atopic dermatitis

Abstract

Atopic dermatitis (AD) is a chronic inflammatory skin disease, which mainly affects children (10-20%), characterized by eczema, skin lesions and pruritus. It can frequently become a multisystem disease accompanied by allergic disorders such as asthma and food allergies. AD combines defects in the epidermal barrier and an immune system prone to exacerbated inflammatory reactions. In addition, skin affected by AD presents bacterial dysbiosis characterized by increased colonization by Staphylococcus aureus. In severe cases of this disease, one of the treatments is systemic medication with Cyclosporine A (CyA). This drug is a potent immunosuppressant, but its prolonged use is associated with potentially serious adverse effects (immunosuppression, nephrotoxicity, hypertension). With this background, an excellent treatment alternative would be a bifunctional nano-hydrogel for topical administration, containing CsA and an endogenous antimicrobial agent (β-defensin). Thus, a nanoemulsion and a nanocapsule are designed and evaluated, both with a size of around 150 nm and with a zeta potential of -15mV and +20mV respectively. β-defensin was added to these nanosystems by incubation. Then, the bifunctional nanocapsules were incorporated into a 20% Pluronic® F127 thermoreactive hydrogel. Finally, ex vivo transdermal absorption studies using neonatal pig skin demonstrate that the bifunctional nanosystem incorporated into a hydrogel has a promoting effect on CyA transdermal absorption.

Resumen

La dermatitis atópica (DA) es una enfermedad inflamatoria crónica de la piel, que afecta principalmente a los niños (10-20%), caracterizada por eccema, lesiones cutáneas y prurito. Frecuentemente puede transformarse en una enfermedad multisistémica acompañándose de trastornos alérgicos como asma y alergias alimentarias. La DA combina defectos en la barrera epidérmica y un sistema inmune prono a reacciones inflamatorias exacerbadas. Además, la piel afectada por DA presenta disbiosis bacteriana caracterizada por un aumento de la colonización por Staphylococcus aureus, En casos graves de esta enfermedad, uno de los tratamientos de elección es Ciclosporina A (CyA) por vía sistémica. Este fármaco es un inmunosupresor potente, pero su uso prolongado se asocia a potenciales efectos adversos graves (inmunosupresión, nefrotoxicidad, hipertensión). Con estos antecedentes, una excelente alternativa de tratamiento sería un nano-hidrogel bifuncional de administración tópica, que contenga CsA y un agente antimicrobiano endógeno (β defensina). Así, se diseñaron y evaluaron una nanoemulsión y una y nanocápsula, ambas de tamaño de alrededor de 150 nm y con un potencial zeta de -15mV y +20 mV respectivamente. A estos nanosistemas se les incorporó β defensina por incubación. Luego, las nanocápsulas bifuncionales se incorporaron en un hidrogel termoreactivo de Pluronic® F127 al 20% siendo estables. Finalmente, los estudios de absorción transdérmica ex vivo empleando piel de cerdo neonato demostraron que el nanosistema bifuncional e incorporado en un hidrogel tiene un efecto promotor de la absorción transdérmica de CyA.