Development of a water-soluble Dextrin-Amphotericin B formulation for the treatment of Leishmaniasis

Abstract

Leishmaniasis, a life-threatening disease caused by Leishmania parasites, has been classified as one of the most neglected tropical diseases, even though there are currently around 12 million people infected, mainly in poor and less developed countries. Nowadays, there are no effective vaccines to prevent human leishmaniasis and thus, the disease control relies on chemotherapy. Amphotericin B (AmB) is the most recommended drug but presents some major drawbacks, such as low water solubility and high toxicity. To circumvent these issues, liposomal formulations or micellar dispersions have been developed. Despite being on the market, these products still present either major clinical limitations or a high-cost, hampering its use worldwide. Polysaccharide-based AmB delivery systems have emerged as an alternative treatment. Those formulations are developed through a polysaccharide backbone modification (oxidation) that allows a drug covalent conjugation. However, previous studies (unpublished data) done in our research group showed that chemical modifications are dispensable. In this work, dextrin is proposed as a suitable polysaccharide for the development of an AmB formulation. A Dextrin-AmB formulation was produced through a self-assembling process involving weaker forces, with an overall yield of 71.1%. The developed nanoformulation presented a spherical form when in aqueous solution, with a mean diameter of 244 nm (NTA) to 460 nm (DLS). An HPLC-MS method was developed and allowed to determine an AmB recovery efficiency (RE) and content of 134 % and 37.62 % (w/w), respectively. The nanoformulation did not present in vitro cytotoxicity to BMMf. Moreover, in vitro assays against Leishmania axenic promastigotes and intramacrophagic amastigotes showed a promising antileishmanial capacity, similar to the one displayed by free-AmB.

A leishmaniose, uma doença potencialmente fatal causada por parasitas de Leishmania, tem sido classificada como uma das doenças tropicais mais negligenciadas, embora existam atualmente 12 milhões de pessoas infetadas, maioritariamente em países pobres e subdesenvolvidos. Atualmente não existem vacinas eficazes para a prevenção da leishmaniose humana e, por conseguinte, o controlo da doença depende de quimioterapia. A Anfotericina B (AmB) é o fármaco mais recomendado, mas apresenta grandes desvantagens como baixa solubilidade em água e elevada toxicidade. Para contornar estes problemas, têm vindo a ser desenvolvidas formulações lipossomais e dispersões micelares. Apesar de estarem no mercado, estes produtos apresentam grandes limitações clínicas ou um custo elevado, limitando o seu uso a nível global. Os sistemas de libertação de AmB à base de polissacarídeos têm emergido como um tratamento alternativo, sendo desenvolvidos através de uma modificação estrutural do polissacarídeo (oxidação) que permite a ligação covalente do fármaco. Contudo, estudos anteriores do grupo (dados não publicados) mostraram que as modificações químicas são dispensáveis. Neste trabalho, o dextrino é proposto como um polissacarídeo adequado para o desenvolvimento de uma formulação de AmB. Uma formulação de Dextrino-AmB foi produzida através de um self-assembling por interações fracas, com um rendimento global de 71.1 %. A nanoformulação desenvolvida apresentava uma forma esférica em solução aquosa, com um diâmetro médio de 244 nm (NTA) a 460 nm (DLS). Um método de HPLC-MS foi desenvolvido e permitiu determinar um rendimento de recuperação e um conteúdo de AmB de 134 % e 37.62 %, respetivamente. A nanoformulação não apresentou citotoxicidade in vitro para BMMf. Para além disso, ensaios in vitro contra promastigotas axénicos e amastigotas intramacrofágicos de Leishmania demonstraram uma promissora capacidade anti-leishmania, semelhante à exibida pela AmB livre.