Formulaciones farmacéuticas optimizadas para el tratamiento de enfermedades infecciosas

Abstract

La disponibilidad y el uso de antibióticos en humanos, animales y cultivos son fundamentales para la salud y la productividad agropecuaria. Sin embargo, el uso inadecuado ha favorecido la aparición de cepas bacterianas resistentes, generando un importante desafío sanitario. En este trabajo se desarrollaron dos estrategias para diseñar sistemas de liberación controlada de antibióticos. En primer lugar, se obtuvieron micro y nanopartículas basadas en PLGA, quitosano y gelatina para la administración simultánea de rifampicina (R) e isoniacida (H), fármacos de primera línea para tuberculosis. Las formulaciones mostraron eficiencias de atrapamiento de hasta 73 % para R y 100 % para H, además de actividad antimicobacteriana in vitro. Entre ellas, se destacó una formulación de nanopartículas de PLGA/R embebidas en micropartículas de gelatina-quitosano con H, que permitió una liberación diferenciada de ambos antibióticos: H se liberó completamente en medio ácido, mientras que R presentó una liberación sostenida hasta pH neutro. Esta separación espacial y temporal contribuiría a mejorar la estabilidad de R en presencia de H. En segundo lugar, se diseñaron sistemas para la administración veterinaria de florfenicol (FF). Complejos de inclusión con ciclodextrinas aumentaron su solubilidad y luego fueron incorporados en micropartículas y películas poliméricas con nanopartículas de plata. Las formulaciones liberaron el antibiótico y mostraron actividad antimicrobiana frente a bacterias Gram positivas y negativas, incrementada por el efecto sinérgico de las nanopartículas de plata. Ambos desarrollos demostraron potencial para aplicaciones en salud humana y veterinaria.

The availability and use of antibiotics in humans, animals, and crops are essential for health and agricultural productivity. However, their excessive and inappropriate use has promoted the emergence of resistant bacterial strains, creating a major public health challenge. In this work, two independent strategies for the development of controlled antibiotic delivery systems were proposed. First, micro- and nanoparticles based on PLGA, chitosan, and gelatin were developed for the simultaneous delivery of rifampicin (R) and isoniazid (H), first-line drugs for tuberculosis treatment. Encapsulation efficiencies reached up to 73% for R and 100% for H, depending on the formulation. The particles exhibited in vitro antimycobacterial activity. A formulation consisting of PLGA/R nanoparticles embedded in GEL:CHT microparticles containing H showed differential release behavior: H was completely released in acidic medium, while R exhibited sustained release from acidic to neutral pH. This spatial and temporal separation of both antibiotics could improve the stability of R in the presence of H. Second, delivery systems for the veterinary antibiotic florfenicol (FF) were designed. Inclusion complexes with cyclodextrins improved FF aqueous solubility and were incorporated into ALG:CHT microparticles and carboxymethyl chitosan-based films containing silver nanoparticles. The formulations released the antibiotic and showed antimicrobial activity against Gram-positive and Gram-negative bacteria, enhanced by the synergistic effect of silver nanoparticles. In ALG:CHT microparticles, an Eudragit coating further improved release control. Both developments demonstrated potential applications in human and veterinary medicine.