Diseño de nuevas formulaciones para la administración de morfina. Cambios neuroadaptativos durante la dependencia de opiáceos

Author

Gómez Murcia, Victoria

Director

Almela Rojo, Mª del Pilar

Date of defense

2016-12-16

Pages

133 p.



Abstract

La adicción a drogas es un desorden neurológico crónico caracterizado por recaídas en el consumo y uso compulsivo de las mismas. Dichas alteraciones se relacionan con perturbaciones de regiones cerebrales que median los procesos de recompensa y de estrés. Cuanto más rápido accede una droga al SNC, mayor es su potencial adictivo. Los liposomas y las nanopartículas (NPs) producen una liberación controlada del fármaco y han sido evaluados para el tratamiento del dolor (morfina), aunque poco se sabe acerca de los efectos que tendría la encapsulación de este fármaco en el proceso adictivo. Principal objetivo: Investigar las alteraciones celulares y moleculares en el sistema de recompensa y del estrés durante la dependencia y síndrome de abstinencia a morfina utilizando diferentes sistemas transportadores (MLV, PEG-L y NPs). Objetivos específicos: 1. Optimizar el proceso de síntesis de NPs de PLGA. 2. Caracterizar dos formulaciones de liposomas (MLV y PEG-L). 3. Evaluar las propiedades analgésicas de MLV y PEG-L y compararlas con morfina libre. 4. Valorar los efectos reforzantes de la morfina encapsulada respecto de la libre mediante un test de preferencia condicionada de plaza (CPP). 5. Determinación del turnover de DA y NA en el Nacc y de la activación de los receptores dopaminérgicos D1 y D2 en Nacc, y el receptor D2 en VTA. Se estudiaron los cambios en BDNF en Nacc. 6. Analizar el papel de la encapsulación de morfina en la activación del eje HPA durante el síndrome de abstinencia a morfina, midiendo niveles plasmáticos de corticosterona. Se evaluaron los niveles de BDNF en CeA y BNST y los de receptor D1 en el CeA. Estudiamos las características fisicoquímicas y estabilidad in vitro e in vivo de una formulación de NPs de PLGA y de dos formulaciones de liposomas. Evaluamos la analgesia a través del hot plate y las propiedades reforzantes de la morfina mediante el test de CPP. La dependencia de morfina se indujo en ratones mediante inyección de dosis crecientes de morfina libre o encapsulada. Para la precipitación del síndrome de abstinencia se utilizó naloxona. El análisis de corticosterona se realizó mediante un kit de radioinmunoanálisis. Utilizamos cromatografía liquida de alta resolución para la determinación de DA, MHPG, NA y NMN. Los receptores dopaminérgicos y el BDNF se determinaron mediante western-blot. Los resultados obtenidos permiten realizar las siguientes conclusiones: - Las NPs encapsuladas por el método de DESD-AL presentan un mayor porcentaje de encapsulación de morfina. El tiempo de sonicación reduce el tamaño pero no tiene un efecto significativo en el porcentaje de encapsulación. Las NPs son más estables con Pluronic F68 en lugar de PVA. Las NPs obtenidas mejoran la biodisponibilidad de la morfina obteniéndose una liberación más lenta. - El gradiente de amonio utilizado para cargar morfina en liposomas permite alcanzar mayores niveles de encapsulación. Las formulaciones presentan una analgesia más duradera que el fármaco libre y reducen las propiedades reforzantes de la morfina. Debido al mayor porcentaje de encapsulación y a su biodisponibilidad, la formulación de MLV fue escogida para los estudios moleculares. - La encapsulación de morfina en MLV no antagoniza la activación del eje HPA observada durante el síndrome de abstinencia. - La administración de morfina en MLV atenúa el turnover de DA y NA en el Nacc y afecta a la expresión de D1 y D2 en el sistema de recompensa durante el síndrome de abstinencia a morfina. - Existe una regulación al alza de BDNF durante el síndrome de abstinencia a morfina en el Nacc, sin cambios en BNST y CeA. Este estudio aporta datos novedosos sobre la utilización de la nanotecnología en el tratamiento de la adicción a drogas.


Addiction is a chronic neurological disorder characterized by relapses in consumption and compulsive drug use, related to disturbances of brain regions that mediate reward processes and stress disorders. It is well known that the quicker a drug accesses to the CNS, the greater its addictive potential is. Liposomes and nanoparticles (NPs) produce a controlled release of drugs. Although these carriers have been thoroughly tested for pain treatment, very little is known about the effects of morphine encapsulation in the addictive process. Main aim: To investigate the cellular and molecular neuroadaptive alterations that occur in the reward pathway and in the brain stress system during morphine dependence using different formulations of morphine (MLV, PEG-L, NPs). Specific aims: 1. To optimize PLGA-NPs synthesis process. 2. To design two types of liposomes (MLV and PEG-L) to examine the effects of their composition on morphine plasma levels, its relationship to drug efficacy, and to compare the influence of surface modifications on the stability of unilamellar vesicles. 3. To evaluate by the hot plate test the antinociceptive effects given by free morphine and both types of liposomes (MLV and PEG-L). 4. Differences in the reinforcing properties of morphine when it is encapsulated or it is administered in a free way were evaluated by the conditioned place preference (CPP) test. 5. To measure DA and NA turnover in the Nacc and to examine the activation of dopamine receptors D1 and D2 in the Nacc and D2 receptor in the VTA. Finally, changes in BDNF were evaluated in the Nacc. 6. To study the role of morphine encapsulation was analyzed in the morphine withdrawal-induced activation of the HPA axis by measuring plasma corticosterone levels. BDNF was evaluated in CeA and BNST and D1 receptor in the CeA. We studied the physicochemical properties and in vitro and in vivo stability of a formulation of PLGA-NPs and two formulations of liposomes. Analgesic studies were evaluated by hot plate test and we also evaluated the reinforcing properties of morphine through a CPP test. Morphine dependence was induced in mice by increasing doses of free or encapsulated morphine. To precipitate a withdrawal syndrome we used naloxone. Corticosterone analysis was performed by a radioimmunoanalysis kit. High performance liquid chromatography was used to determine DA, MHPG, NA and NMN. Dopamine receptors and BDNF were analyzed by means of western-blot. The results obtained allow us to make the following conclusions: 1. NPs encapsulated by DESD-AL provides a higher level of morphine entrapment and that increasing sonication time reduces the size but does not appreciable reduce the entrapment percentage. NPs stability was greater when Pluronic F68 than PVA. The obtained NPs enhanced morphine bioavailability, obtaining an extended delivery period. 2. The remote-loading procedure was used to load morphine in liposomes, reaching high levels of encapsulation. Both liposomes formulations have more prolonged antinociceptive effects than free drug and reduce the reinforcing properties of morphine using the CPP paradigm. Based in drug-entrapment efficiency yield and bioavailability, MLV formulation was chosen for molecular studies. 3. Morphine withdrawal-induced HPA axis activation is not antagonized by morphine encapsulation in MLV since no significant changes were observed in corticosterone levels. 4. MLV attenuates DA and NA turnover in the Nacc and affects the expression of D1 and D2 dopamine receptors in the mesolimbic drug-reward system during morphine withdrawal. 5. The results of the present study show an upregulation of BDNF function after morphine withdrawal in the Nacc whereas no significant changes where observed in CeA and BNST. This study provides novel data pointing out those nanotechnology-based delivery systems could represent a therapeutic intervention for treating drug addiction.

Keywords

Drogas; Consumo; Morfina; Toxicología; Toxicomanía; Tratamiento

Subjects

6 - Applied Sciences. Medicine. Technology; 61 - Medical sciences; 615 - Pharmacology. Therapeutics. Toxicology

Knowledge Area

Ciencias de la salud

Documents

TVGM.pdf

4.204Mb

 

Rights

ADVERTENCIA. El acceso a los contenidos de esta tesis doctoral y su utilización debe respetar los derechos de la persona autora. Puede ser utilizada para consulta o estudio personal, así como en actividades o materiales de investigación y docencia en los términos establecidos en el art. 32 del Texto Refundido de la Ley de Propiedad Intelectual (RDL 1/1996). Para otros usos se requiere la autorización previa y expresa de la persona autora. En cualquier caso, en la utilización de sus contenidos se deberá indicar de forma clara el nombre y apellidos de la persona autora y el título de la tesis doctoral. No se autoriza su reproducción u otras formas de explotación efectuadas con fines lucrativos ni su comunicación pública desde un sitio ajeno al servicio TDR. Tampoco se autoriza la presentación de su contenido en una ventana o marco ajeno a TDR (framing). Esta reserva de derechos afecta tanto al contenido de la tesis como a sus resúmenes e índices.

This item appears in the following Collection(s)