Report of the Internships in Pharmaceutical Industry and Community Pharmacy and Monograph entitled "Impact of surface charged nanostructured carriers in drug delivery and targeting"

Abstract

Um dos maiores desafios que a tecnologia farmacêutica enfrenta nos dias de hoje diz respeito à cedência de fármacos directamente no local de acção, com o objectivo de aumentar eficácia terapêutica dos mesmos e diminuir os seus efeitos secundários. A nanotecnologia tem um papel decisivo na resposta a estas exigências, nomeadamente com o desenvolvimento de transportadores à escala nano, com as muitas vantagens e avanços que advém desta utilização. Transportadores nanoestruturados representam sistemas de cedência de fármacos com uma abordagem promissora para obter formulações de fármacos com o perfil farmacocinético e farmacodinâmico desejado. Contudo, as características dos transportadores nanoestruturados, como o tamanho, forma ou carga eléctrica de superfície irão definir a biodistribuição dos fármacos pelos diferentes órgãos. Desta forma, o estudo destas propriedades é uma prioridade, com o principal objectivo de entender o impacto destas no papel dos transportadores nanoestruturados e suas respectivas consequências. O presente trabalho disserte o impacto que a carga de superfície dos transportadores nanoestruturados tem ao nível dao direccionamento e cedência dos fármacos. Muitos estudos têm mostrado que a carga eléctrica de superfície – positiva, negativa ou neutra – pode ser o elemento chave para entender o porquê de alguns fármacos conseguirem ultrapassar a barreira hematoencefálica e outros não. Esta propriedade influencia a opsonização, tempo de circulação e interação dos fármacos com moléculas endógenas. Assim, o estudo do impacto da superfície de carga no perfil e desempenho das nanopartículas, respectivamente nos transportadores nanoestruturados e independentemente da natureza destes, é crucial no desenvolvimento de novas formulações de fármacos.

One of the biggest challenges pharmaceutical technology is dealing nowadays is the targeted delivery of drugs directly to the site of action, with the aim to increase therapeutic effectiveness and decrease adverse side effects. Nanotechnology has a decisive role while meeting these demands, namely with the development of nanostructured carriers several advantages may arise from their use. Nanostructured carriers represent drug delivery systems with a promising approach to obtain a drug formulation with the intended pharmacokinetic and pharmacodynamic profiles. Nevertheless, nanostructured carriers’ features as size, shape and surface charge will dictate the biodistribution of the drugs among the different organs. The study of these properties is therefore a priority, with the main goal of understanding their impact on the role of the nanostructured carriers and its consequences. This chapter focuses on the impact that the surface electrical charge of the nanostructured carriers has in drug delivery and targeting. As an example for understanding the importance of the design of nanoparticles for overcoming biological barriers to drug delivery, several studies have shown that different surface charge – positive, negative or neutral – may be the key element to understand why some drugs can cross the blood-brain barrier while others cannot. Or even how this property influences opsonisation, circulation life-time and interaction with endogenous molecules. Studying the impact of the surface charge on the profile and performance of nanoparticles, is therefore crucial to develop an effective drug formulation since this property has an obvious impact on the transport, delivery and release profile of the loaded drug.