RICERCA ITALIANA     

Fitoterapici e Prodotti salutistici di Origine Vegetale: studi tecnologici per il miglioramento della loro qualità e sicurezza d'uso

Università degli Studi di Firenze

Abstract

La ricerca sarà articolata su quattro punti:
1)Estrazione e caratterizzazione di fitocomplessi da matrici vegetali. L' UO di Pr si occuperà dell'estrazione con fluidi supercritici di matrici vegetali provenienti dalle UO di Fi, Ca e Sa. L'UO di Sa studierà matrici contenenti flavonoidi ad attività antiinfiammatoria e quella di Ca di oli essenziali ad attività antimicrobica, la UO di Fi matrici vegetali contenti polifenoli, terpenoidi, floroglucinoli e secoiridoidi. L'UO di Fi insieme a quella di Pi caratterizzerà diversi estratti commerciali con tecniche NMR ad alti campi (600 MHz), senza preventivo trattamento del campione ed inoltre cercherà di impiegare la tecnica NIR.
2) Progettazione e realizzazione di forme farmaceutiche non convenzionali per la veicolazione di fitoterapici. L'UO di Sa metterà a punto forme farmaceutiche orali a cessione controllata con matrici polimeriche idrofile gelificabili e/o erodibili per veicolare flavonoidi estratti da matrici vegetali. L'UO di Mi studierà formulazioni a base di polimeri metacrilici, per la preparazione di cerotti ad azione locale (trans)dermici, che verranno ottimizzate sia per quanto riguarda la permeazione dei singoli componenti i fitocomplessi, sia per quanto riguarda le proprietà adesive e coesive dei cerotti finiti; la stessa UO studierà la possibilità di realizzare formulazioni di estratti in sistemi microparticellari mucoadesivi. Utilizzando polimeri metacrilici l'UO di Fi realizzerà fitoterapici a rilascio locale ed in particolare di antimicrobici a livello gengivale. Saranno utilizzati copolimeri acido metacrilico-esteri metacrilici in cui saranno incorporati oli essenziali ad azione antimicrobica. I sistemi microdispersi di tipo colloidale di applicazione topica quali liposomi e niosomi e nanoparticelle lipidiche solide (SLN) saranno utilizzati quali carrier per la veicolazione di oli essenziali dall'UO di Ca allo scopo di aumentare la loro stabilità e biodisponibilità. L'UO di Fi utilizzerà diverse micelle ed in particolre quelle a base di ascorbil ottanoato (ASC8) per veicolare estratti e caratterizzerà le inclusioni mediante tecniche innovative NMR come esperimenti DOSY. L'UO di Fi preparerà complessi supramolecolari impiegando ciclodestrine e fitocomplessi o costituenti isolati che verranno caratterizzati con metodi classici e con tecniche NMR (NOE, ROESY, NOESY) presso l'UO di FI e UO di Pi. Per tutte le forme farmaceutiche a rilascio controllato locale comprese nel progetto, sarà valutata "in vitro" l'influenza dei vari fattori di formulazioni sulla cinetica del rilascio dei principi attivi per una scelta razionale della formulazione ottimale in termini di biodisponibilità e stabilità.
3)- Studi di stabilità e caratterizzazione biofarmaceutica di estratti e di loro preparazioni. Gli studi di stabilità sia sul materiale di partenza che sul formulato finale, sono essenziali per garantirne la sicurezza di uso. Attraverso i dati di stabilità si determinano le condizioni di conservazione e il tempo di validità del prodotto. L'UO di Fi valuterà la stabilità di estratti e fitoterapici, con particolare riguardo a quelli a base di micelle e di complessi supramolecolari, mediante tecniche analitiche convenzionali ed innovative (NMR ad alti campi). Valuterà inoltre l'applicabilità ai fitoterapici dei concetti e delle metodologie utilizzate per controllare la biodisponibilità e bioequivalenza di farmaci a composizione chimica definita.
4)Valutazione dell'attività antinfiammatoria di estratti e fitoterapici e frazionamento guidato da saggio biologico. La UO di Tr opererà come unità di servizio per le altre UO utilizzando sia gli estratti che i fitoterapici ad attività antinfiammatoria sottoponendoli a modelli sperimentali predittivi quali il test dell'olio di Croton per l'azione topica ed il test della carragenina per l'attività sistemica. <<<

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Franco Francesco VINCIERI Università degli Studi di FIRENZE

Obiettivo del Programma di Ricerca

Il progetto è orientato allo studio innovativo dell'ottimizzazione delle caratteristiche tecnologiche di alcuni fitoterapici e prodotti salutistici. Le varie Unità Operative (UO) opereranno con diversi approcci metodologici. La complementarietà delle competenze fra le UO del progetto e le collaborazioni fra di esse già esistenti da tempo permetterà di affrontare e risolvere le problematiche individuate. In particolare verranno effettuati:
A- ESTRAZIONE E CARATTERIZZAZIONE DI FITOCOMPLESSI DA MATRICI VEGETALI.-
Questa problematica verrà affrontata dalle UO di Sa, Ca, Pr e Fi. In particolare le UO di Sa si occuperà di flavonoidi ad attività antiinfiammatoria e quella di Ca di oli essenziali ad attività antimicrobica ed antivirale. L'UO di Fi si occuperà dell'estrazione di piante della flora mediterranea per l'ottenimento di fitocoplessi di interesse farmaceutico e salutistico e dell'estrazione innovativa,insieme alla UO di Pr, di droghe convenzionali quali Artemisia annua L. (artemisia), Arnica montana L. (arnica), Hypericum perforatum L. (iperico),Vaccinum myrtillum L. (mirtillo) e Verbena officinalis L. (verbena). Saranno inoltre continuati gli studi su kava-kava utilizzandolo come sistema modello alla luce della sua recente sospensione dal commercio.
L'iperico ha riconosciuta attività antidepressiva, il kava-kava ha attività sedativa, l'arnica viene impiegata per uso esterno nelle ecchimosi l'artemisia contro la malaria, il mirtillo impiegato nelle patologie interessanti la microcircolazione vasale e verbena impiegata come antiinfiammatoria ed antiossidante. L'UO di Pr provvederà all'estrazione di fitocomplessi e di oli essenziali da matrici vegetali con la tecnica della CO2 supercritica al fine di valutarla come sistema estrattivo alternativo. Questa tecnica innovativa può ragionevolmente portare a estratti di qualità superiore e quindi con valore aggiunto maggiore rispetto agli estratti ottenuti con le tecniche tradizionali. Per la caratterizzazione degli estratti le UO di Sa e di Fi hanno una consolidata esperienza, riconosciuta a livello internazionale, sull'analisi dei costituenti naturali e l'UO di Ca da tempo si occupa dell'analisi degli oli essenziali. L'UO di Fi ha in programma anche la caratterizzazione innovativa di estratti commerciali e estratti innovativi realizzati con CO2 supercritica dalla UO di Pr impiegando tecniche NMR monodimensionali (1H-NMR, 13C-NMR, NOE) e bidimensionale (COSY, HMQC, HMBC, TOCSY, NOESY) ad alti campi. Si disporrà così di un metodo analitico alternativo a quello cromatografico, che non necessita nè della preparazione del campione nè di una lunga messa a punto delle condizioni strumentali.
B- PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DI FORME FARMACEUTICHE INNOVATIVE PER LA VEICOLAZIONE DI FITOTERAPICI E PRODOTTI SALUTISTICI
Particolare attenzione verrà posta all'utilizzo di matrici polimeriche per uso orale e topico per realizzare forme farmaceutiche a rilascio controllato. L'UO di Sa di occuperà di forme farmaceutiche orali a cessione controllata mediante l'impiego di matrici polimeriche idrofile gelificabili e/o erodibili per veicolare flavonoidi estratti da matrici vegetali tipiche della regione mediterranea quali diverse specie di Thymus, Calendula officinalis L., Capparis spinosa L., e di alcune piante impiegate nella medicina tradizionale dei paese europei e del bacino del mediterraneo. Su questa tematica l'UO di Sa potrà far valere la sua esperienza relativa a studi di rilascio controllato per via orale, frutto di collaborazioni con il gruppo di Tecnica Farmaceutica dell'Università di Pavia. I relativi test farmacologici di attività antiinfiammatoria di fitoterapici, fitocomplessi, frazioni o singoli costituenti saranno eseguite dall'UO di Tr. L'UO di Mi si occuperà di preformulazione, formulazione e controllo di qualità di cerotti (trans)dermici ad azione locale. Le formulazioni a base di polimeri metacrilici, verranno ottimizzate sia per quanto riguarda la permeazione dei singoli componenti i fitocomplessi impiegati sia per quanto riguarda le proprietà reologiche delle matrici che determinano le proprietà adesive e coesive dei cerotti finiti. Saranno valutati estratti di arnica e ginger. E' già in atto una collaborazione con l'UO di Fi su questa tematica e sono previsti sulla forma farmaceutica finita studi farmacologici per valutare l'attività antiinfiammatoria presso l'UO di Tr. L'UO di Mi studierà anche sistemi microparticellari mucoadesivi per la veicolazione di estratti nella cavità buccale. Altre forme farmaceutiche innovative previste da applicare ai fitoterapici per uso topico sono i sistemi microdispersi di tipo colloidale. In questo ambito l'UO di Ca si occuperà di liposomi e niosomi e di SLN (dipersioni vescicolari e particelle lipidiche solide) come carrier per la veicolazione di oli essenziali e di fitocomplessi allo scopo di aumentare la loro stabilità e biodisponibilità. La caratterizzazione delle formulazioni verrà condotta con tecniche diverse (TEM, cryo-TEM, light scattering, UV, DSC. Alcune preparazioni saranno valutate "in vitro" utilizzando celle di Franz ed "in vivo" dall'UO di Tr.
L'UO di Fi si occuperà anche della preparazione e veicolazione in mezzo acquoso di micelle ed in particolare di quelle ottenute da ASC8 (ascorbil ottanoato) per realizzare sistemi micellari in cui incorporare estratti di arnica, iperico, artemisia, verbena, kava-kava e mirtillo. Con estratti saranno preparati anche complessi supramolecolari con ciclodestrine (CDs) al fine di migliorarne il profilo di biodisponibilità e stabilità. L'UO di Pi si occuperà della caratterizzazione di tali complessi supramolecolari mediante tecniche di CD e con esperimenti NMR (NOE, NOESY, ROESY). Infine l'UO di Pr si occuperà della preparazione da diverse matrici vegetali di forme solide in fase finemente dispersa mediante l'uso di fluidi supercritici per migliorarne le caratteristiche tecnologiche e biofarmaceutiche.
C- STUDI DI STABILITÀ E DI CARATTERIZZAZIONE BIOFARMACEUTICA DI ESTRATTI E DI LORO PREPARAZIONI
Gli studi di stabilità sono essenziali per ottenere l'autorizzazione all'immissione in commercio del prodotto farmaceutico. Questi determinano le condizioni di conservazione e il tempo di validità del prodotto. Nel tempo si possono avere cambiamenti di tipo microbiologico, di biodisponibilità, di tipo chimico, di tipo fisico etc. L'UO di Fi studierà la termo e fotostabilità dei principi attivi di estratti e delle loro preparazioni fitoterapiche, impiegando in maniera innovativa anche l'NMR ad alti campi direttamente sugli estratti (vedi punto A).Tale indagine sarà soprattutto estesa alle formulazioni contenti CDs e ASC8. L'UO di Fi sarà inoltre punto di riferimento delle altre UO per la valutazione della stabilità degli estratti e dei fitoterapici convenzionali e innovativi messi a punto nelle varie sedi.
L'UO di Fi valuterà inoltre l'applicabilità ai fitoterapici dei concetti e delle metodologie utilizzate per controllare la biodisponibilità e la bioequivalenza dei farmaci a composizione chimica definita.
D-VERIFICA "IN VIVO" DELL'ATTIVITA' ANTIINFIAMMATORIA DI ESTRATTI, LORO FRAZIONI E LORO PREPARAZIONI. Tali studi saranno effettuati dall'UO di Tr che utilizzerà modellli sperimentali predittivi quali il test olio di Croton per la valutazione dell'attività topica ed il test della carragenina per l'azione sistemica. L'UO di Tr sarà in tal senso al servizio dell'intero progetto per verificare oltre all'attività antiinfiammatoria degli estratti e fitoterapici preparati dalle altre UO, anche la cinetica dei loro principi attivi e l'effetto che esse hanno sulle possibili soluzioni formulative. Contribuirà inoltre all'individuazione di matrici vegetali ad attività antiinfiamatoria attraverso il frazionamento guidato da saggio biologico. <<<

Risultati parziali attesi

Individuazione di matrici vegetali a potenziale impiego in campo salutistico e fitoterapico
- Ottenimento di estratti per mezzo di CO2 supercritica, a più alta concentrazione di principi attivi e con migliori caratteristiche tecnologiche
- Selezione di un modello matematico in grado di predire la solubilità in CO2 supercritica e raccolta di dati circa l'influenza di parametri come pressione, temperatura, presenza, percentuale e natura del co-solvente, durata del processo, eventuale pre-macerazione nel fluido supercritico o altro solvente possono avere sulle caratteristiche degli estratti
- Verifica delle potenzialità dell'NMR ad alti campi e NIR per l'analisi diretta di estratti vegetali complessi
- Realizzazione di complessi sopramolecolari di artemisinina con micelle e loro caratterizzazione strutturale
- Determinazione della struttura e della stereochimica di composti isolati e di complessi sopramolecolari con Cds. Informazioni sulle interazioni tra fitoterapici e proteine di trasporto plasmatiche
- Preformulazione e formulazione di sistemi bioadesivi e valutazione della fattibilità della somministrazione percutanea e/o transmucosale di estratti dello Zingiber officinalis L. e di oli essenziali ad attività antinfiammatoria ed antimicrobica
- Realizzazione di preformulazioni di forme fitoterapiche innovative e valutazione delle loro caratteristiche tecnologiche e biofarmaceutiche. Preformulazione di forme farmaceutiche per via orale a cessione controllata, contenente biflavonoidi .
- Individuazione per mezzo di test in vitro ed in vivo di matrici vegetali contenenti polifenoli ad attività antinfiammatoria e antiossidante.
- Valutazione, per mezzo di test in vivo, dell'attività di fitocomplessi e prodotti isolati; verifica di eventuali effetti degli eccipienti di potenziale utilizzo per la realizzazione di fitoterapici
- Miglioramento dell'attività antivirale di oli essenziali, sia come conseguenza dell'identificazione dei componenti o della frazione responsabile dell'attività, che per la loro veicolazione in dispersioni vescicolari .
- Definizione della composizione e dell'attività biologica (antinfiammatoria, antimicrobica, antivirale) di fitocomplessi e di oli essenziali. Individuazione dei componenti responsabili della loro attività biologica.- Caratterizzazione di nuove matrici di potenziale utilizzo in campo salutistico e fitoterapico e ottenimento di estratti con maggior concentrazione di principi attivi e con migliori caratteristiche tecnologiche.
- Messa a punto di sistemi di analisi innovativi (NMR ad alti campi e biosensori) per la caratterizzazione di estratti vegetali
- Messa a punto di forme fitoterapiche innovative come cerotti (trans)dermici ad azione locale e forme farmaceutiche e rilascio buccale.
- Realizzazione di forme fitoterapiche a base di micelle e ciclodestrine caratterizzate con DSC,UV,IR,DC e con NMR (NOE,NOESY;ROESY).
- Messa a punto di forme farmaceutiche nanoparticellari e microparticellari per fitocomplessi. Ottimizzazione e caratterizzazione di forme farmaceutiche orali per la cessione controllata di flavonoidi e confronto della loro farmacocinetica con quella dei flavonoidi puri.
- Verifica della stabilità di preparazioni a base di estratti e di loro forme farmaceutiche finite secondo le normative ICH, allo scopo di valutarne la loro applicabilità nel campo dei fitoterapici.
- Verifica dell'applicabilità al campo dei fitoterapici dei concetti e delle metodologie utilizzate per controllare la biodisponibilità e le bioequivalenza dei farmaci a composizione chimica definita.
- Valutazione dell'attività antinfiammatoria locale e sistemica di estratti e forme fitoterapiche innovative. Valutazione dell'attività antimicrobica e antivirale di fitoterapici innovativi.
- Ottenimento, per mezzo di CO2 supercritica, di formulati farmaceutici di fitocomplessi con caratteristiche tecnologiche e biofarmaceutiche ottimizzate; correlazione fra i parametri tecnologici e/o biofarmaceutici e quelli del processo produttivo impiegato .
- Messa a punto di saggi specifici per il controllo delle proprietà tecnologiche e biofarmaceutiche di cerotti (trans)dermici e di sistemi microparticellari mucoadesivi per la somministrazione nella cavità buccale contenenti estratti vegetali. Determinazione dei fattori formulativi e di processo critici ai fini delle prestazioni terapeutiche dei sistemi bioadesivi .
- Dati sulla stechiometria e stereoisomeria di aggregati molecolari a base di fitocomplessi e/o di loro prodotti isolati .
- Acquisizione di dati sulle interazioni tra molecole di origine vegetale e proteine di trasporto (sieroalbumina umana) per mezzo di spettroscopia ottica e di CD per comprendere meccanismi di azione e di assorbimento . <<<

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Il termine fitoterapico è la traduzione di Herbal Medicinal Products data dal Herbal Medicinal Products Working Party (HMPWP) dell'EMEA (The European Agency for the Evaluation of Medicinal Products), creato nel 1997 per l'esigenza di armonizzare e regolamentare a livello europeo l'immissione in commercio di questi particolari prodotti medicinali.
Con tale iniziativa è stato riconosciuto al fitoterapico il ruolo di prodotto medicinale a tutti gli effetti e che quindi deve garantire i requisiti di qualità, sicurezza ed efficacia. In quest'ottica sono state rivisitate le guidelines di AIC per poterle applicare a farmaci che hanno questa particolare matrice di partenza. Il relativo documento "Report from the HMPWG" (1) rappresenta la bozza della stesura definitiva in attesa dell'approvazione finale da parte della Commissione Europea.
L'attualità e l'interesse per lo studio dei fitoterapici è sottolineato dall'attenzione che l'Organizzazione Mondiale della Sanità (WHO) dà a queste problematiche attraverso sia la realizzazione di linee guida, che la realizzazione di apposite monografie (2,3,4). A livello di monografie anche l'ESCOP (European Scientific Cooperative on Phytotherapy) ha realizzato una raccolta di cinquanta monografie (5) e sta per pubblicare un ulteriore aggiornamento.
La AESGP (Association of the European Self-Medication Industry) ha pubblicato "Herbal medicinal products in the European Union" (6). La European Pharmacopoeia ha aggiornato le monografie relative all'Herbal Drugs e Herbal Drug Preparations (7) e ha classificato gli estratti in base alla loro composizione, efficacia ed eventuale processo di purificazione (8), inoltre ha in programma la pubblicazione di un numero consistente di monografie di droghe vegetali e loro estratti. E' in fase di approvazione una direttiva del Parlamento Europeo e del Consiglio per regolamentare la registrazione dei fitoterapici tradizionali(9) ed a breve sarà possibile registrare con procedura semplificata un fitoterapico che è stato usato tradizionalmente in Europa da almeno 15 anni che completa i 30 anni previsti in aree al di fuori della Comunità. L'attualità della problematica dell'ottimizzazione delle caratteristiche tecnologiche e biofarmaceutiche dei fitoterapici è stata sottolineata nel "4th World Meeting on Pharmaceuthics, Biopharmaceuthics and Pharmaceuthical Thecnology" . Questo congresso organizzato dalle associazioni di tecnologie farmaceutiche (APGI) francese, (APV) tedesca e (ADRITELF) italiana, si è tenuto a Firenze nel 2002. In quella occasione dove il proponente del presente progetto è stato co-chair, si è tenuta una sessione interamente dedicata alle problematiche tecnologiche e biofarmaceutiche dei fitoterapici. Anche per il farmacista in farmacia le problematiche delle preparazioni galeniche in generale e fitoterapiche in particolare, è molto sentita. La qualità e la stabilità delle preparazioni galeniche sono punti qualificanti delle "Norme di buona preparazione in Farmacia" che sono state inserite nella XI edizione della Farmacopea Italiana. La SIFAP (Società Italiana dei Farmacisti Preparatori) svolge un'intensa attività informativa e formativa in questo campo e la stessa FOFI (Federazione dell'Ordine dei Farmacisti Italiani) è estremamente interessata a questo aspetto professionale del farmacista. Le problematiche relative alla tecnologia delle preparazioni galeniche fitoterapiche è quindi molto viva e soluzioni innovative potranno essere utili oltre che a livello dell'Industria anche a livello della Professione. Con queste premesse risulta quanto sia fondamentale applicare al fitoterapico, tutte le innovazioni della tecnologia farmaceutica per poter ottenere vantaggi terapeutici ed economici. Accanto ai fitoterapici veri e propri esiste anche un'altra categoria di derivati vegetali, i cosiddetti prodotti salutistici che hanno la proprietà di mantenere o promuovere la salute. E' una categoria che solo adesso sta trovando una sua legittimità dal punto di vista normativo (10,11). Nel caso del prodotto salutistico, mancando i claims terapeutici, è fondamentale la qualità e la sicurezza d'uso. Molto spesso le matrici di partenza dei prodotti salutistici sono a comune con quelle dei fitoterapici e talvolta quest'ultimi ne rappresentano un'evoluzione dovuta a rigorosi studi fitochimici, tecnologici e clinici. E' per questa ragione che intendiamo studiare anche questo aspetto dei fitocomplessi.
Le basi scientifiche di partenza possono pertanto essere presentate descrivendo:
A-Fitocomplessi che intendiamo studiare
B-Problematiche tecnologiche che intendiamo sviluppare
C-Tematiche innovative di analisi
A-FITOCOMPLESSI CHE INTENDIAMO STUDIARE
A1- DROGHE VEGETALI

In questo ambito verranno prese in considerazione droghe vegetali già commercializzate in Europa come fitoterapici e,talvolta con limiti di uso, come prodotti salutistici. L'Hypericum perforatum L. (iperico) è la più conosciuta ed è impiegata nelle sindromi depressive medie e moderate (12). La nostra UO ha valutato recentemente la stabilità sia della droga e di alcune sue preparazioni fitoterapiche (13, 14, 15). Saranno inoltre studiati estratti di Arnica montana L. (arnica) (16), attiva negli stati infiammatori, saranno continuati gli studi su kava-kava con attività sedativa (7) utilizzandolo come sistema modello alla luce della sua recente sospensione dal commercio, e su Artemisia annua L. (artemisia) per la sua azione antimalarica (18). Saranno inoltre iniziati gli studi su Vaccinum myrtillum L. (mirtillo) impiegato nelle patologie interessanti la microcircolazione vasale (19) e su Verbena officinalis L. (verbena)per l'azione antiinfiammatoria ed antiossidante (20).
A2-MATRICI VEGETALI CONTENENTI POLIFENOLI E SECOIRIDOIDI.
Fra i polifenoli, i flavonoidi estratti da matrici vegetali sono stati scelti come base di preparazione di fitoterapici. I flavonoidi posseggono un ampio range di attività biologiche quali: antiinfiammatoria, epatoprotettiva, antiosteoporotica, antiallergica e vasoprotettiva(21-23). Come potenziali fonti di queste molecole saranno studiate piante della macchia mediterranea, e piante utilizzate tradizionalmente nei paesi europei e nel bacino del Mediterraneo. Alcune fra queste matrici vegetali costituiscono anche una fonte di secoiridoidi.Ai secoiridoidi delle foglie d'olivo sono attribuite proprietà ipotensive, ipoglicemiche ed antiinfiammatorie (24). Anche il frutto dell'olivo contiene quantità apprezzabili di flavonoidi e di secoiridoidi.
A3-OLI ESSENZIALI-
Vengono impiegati in varie patologie quali infezioni cutanee e vaginali, infezioni dell'apparato digerente e malattie dell'apparato respiratorio. Alcuni oli essenziali sono impiegati come revulsivi altri come aromatizzanti. Recentemente si sta valutando attentamente l'impiego di alcuni di essi come modificatori della penetrazione transdermica di farmaci. L'evoluzione della tecnologia farmaceutica sia nel campo estrattivo (CO2 supercritica), sia in campo formulativo (sistemi microdispersi) ha messo a disposizione prodotti di alta qualità, stabili e biodisponibili per l'impiego topico e locale di oli essenziali quali timo, mirto, santolina e malaleuca a riconosciuta attività microbica (25-27).
B-PROBLEMATICHE TECNOLOGICHE CHE INTENDIAMO SVILUPPARE
B1-UTILIZZAZIONE CO2 SUPERCRITICA-
Per semplicità d'uso e per la possibilità di escludere o minimizzare l'impiego di solventi organici, la tecnologia della CO2 supercritica può rappresentare nel prossimo futuro un validissimo strumento nella ricerca farmaceutica tecnologica ed applicativa. Essa può costituire un mezzo solvente ideale, anche da un punto di vista ecologico, per una serie di operazioni tecnologiche di interesse farmaceutico quali estrazioni purificazione di prodotti biologicamente attivi da matrici vegetali, allontanamento di solventi residui, preparazione di particelle di dimensioni microniche e submicroniche (28-29).
B2-FORME FARMACEUTICHE ORALI CONVENZIONALI ED A CESSIONE CONTROLLATA-
Miscele standardizzate di flavonoidi semisintetici sono già utilizzati in clinica come fitoterapici in compresse a pronto rilascio (30). Forme farmaceutiche orali a rilascio controllato di flavonoidi potrebbero poter offrire vantaggi rispetto alle forme convenzionali.
In particolare, valuteremo sistemi terapeutici che utilizzano matrici polimeriche di origine naturale o sintetica idrofile gelificabili e/o erodibili (31-32).
B3A-FORME FARMACEUTICHE A RILASCIO LOCALE DERMICO: CEROTTI (TRANS)DERMICI AD AZIONE LOCALE.
Recentemente sta crescendo l'interesse verso nuovi dispositivi mirati all'azione locale o regionale, cerotti (trans)dermici (33).
Estratti di piante attivi nei confronti di patologie cutanee o regionali sono dei buoni candidati per essere incorporati in cerotti (trans)dermici. Fra questi intendiamo studiare l'Arnica montana L. (16) e lo Zingiber officinalis L. ad attività anticitosico, antinasea ed antiemetico (34-35)
B3B- FORME FARMACEUTICHE A RILASCIO LOCALE BUCCALE: CESSIONE LOCALIZZATA DI ANTIMICROBICI A LIVELLO GENGIVALE-
La cessione localizzata di antimicrobici a livello gengivale può essere effettuata con sistemi terapeutici costituiti da films realizzati con matrici adesive polimeriche formate per esempio da copolimeri acido metacrilico-esteri metacrilici. Ciò permette la riduzione degli effetti collaterali rispetto all'impiego di una terapia sistemica accompagnato da una buona compliance del paziente (36). Verranno considerati oli essenziali a nota attività antimicrobica quali quelli di timo e malaleuca. Verranno inoltre valutate anche forme di somministrazione bioadesive (37) per realizzare sia sistemi a rilascio prolungato utili per patologie locali, sia per veicolare fitoterapici a livello sistemico.
B4-FORME FARMACEUTICHE INNOVATIVE (LIPOSOMI, NIOSOMI, SLN, MICELLE, COMPLESSI SUPRAMOLECOLARI CON CICLODESTRINE)-
I liposomi ed i niosomi sono vescicole di dimensioni variabili tra 20 nm ed alcuni micrometri(38).I sistemi microdispersi e le nanoparticelle lipidiche solide (SLN),sono ritenuti un sistema di trasporto che può contribuire a migliorare l'attività terapeutica e la sicurezza di molti principi attivi. Essi inoltre esplicano una funzione protettiva nei confronti delle sostanze incapsulate al loro interno, permettendone il rilascio prolungato nel tempo.I liposomi sono stati largamente studiati per la veicolazione di principi attivi ad attività antibiotica, antifungina ed antivirale per il trattamento di infezioni in modelli animali e per migliorarne l'attività in vitro. Per la loro abilità nel veicolare i farmaci attraverso le membrane cellulari rappresentano inoltre dei veicoli particolarmente interessanti per la terapia antivirale a causa della natura intracellulare dell'attività e della proliferazione dei virus. In questi ultimi anni, molti estratti di droghe vegetali sono stati proposti come agenti antivirali e di recente, anche oli essenziali in toto quale quello della Santolina insularis L. (39).
Le micelle sono aggregati molecolari di dimensioni colloidali che possono incorporare molecole idrofobe aumentandone la solubilità in acqua mentre le cosiddette micelle inverse possono contribuire a veicolare sostanze idrofile in ambienti lipofili (38). Micelle di sodiododecilsolfato (SDS) e di ascorbilottanoato (ASC8) sono già state studiate da una nostra UO per incorporare sostanze naturali (40-41).
Le ciclodestrine (CDs) sono interessanti oligosaccaridi ciclici che possono formare complessi supramolecolari con molecole ospiti modificandone la solubilità in acqua e migliorando le caratteristiche tecnologiche e biofarmaceutiche della preparazione ottenuta. Le esperienze in tal senso l'UO di Fi nel campo delle sostanze naturali sono riportate in quattro pubblicazioni (42-45).
Per quanto riguarda le interazioni con le CDs verrà condotto prima uno studio modello, impiegando flavonoli naturali isolati e CDs.In particolare sceglieremo come molecole "ospite" flavonoidi strutturalmente correlati che presentino o un diverso grado di idrossilazione dell'anello B o una catena di zuccheri legata sull'ossidrile in 3. Questo per studiare le differenze sul modo e la forza del legame che s'instaura con le CDs al variare delle caratteristiche strutturali dell' "ospite". In seguito gli studi verranno estesi ad estratti di iperico, arnica e meliloto.
B5-VALUTAZIONE STABILITÀ DI PREPARATI A BASE DI ESTRATTI. La stabilità di un prodotto farmaceutico può essere definita come la capacità che una particolare formulazione in uno specifico contenitore ha di mantenere, entro limiti specifici e per il suo periodo di utilizzo, le stesse proprietà e caratteristiche che possedeva al momento della sua produzione. I criteri per accettabili livelli di stabilità sono per i farmaci classici riportati dalla Farmacopea Europea e Americana (46-47). Per quanto riguarda i fitoterapici l'HMPWP ha riportato i criteri di applicabilità dell'ICH a questa particolare classe di composti nella sua relazione del 1999 (1). Gli studi dell'UO di Fi sulla stabilità dell'estratto e di alcune preparazioni di iperico sono stati i primi in tal senso (13) a cui sono seguiti studi sulla calendula, passiflora, cardo mariano e carciofo (15,48).E' nostra intenzione valutare in particolare la stabilità degli estratti di arnica e di loro preparati.
Complessi supramolecolari con CDs di molecole instabili e/o volatili presenti negli estratti (49) potrebbero portare a stabilizzare ed a migliorare la biodisponibilità degli estratti stessi(42,50).
B6-CARATTERIZZAZIONE BIOFARMACEUTICA DEI FITOTERAPICI
A differenza dei prodotti farmaceutici a base di sostanze chimiche ben definite, la qualità biofarmaceutica dei fitoterapici non è ben documentata in quanto la "in vitro"/"in vivo" caratterizzazione biofarmaceutica è complicata dalla loro complessa composizione.I saggi esistenti relativi alle sostanze chimiche ben definite, riguardanti il saggio di dissoluzione (Eur.Pharm.)e gli studi di biodisponibilità e bioequivalenza (CPMP/EWP/QWP/1401/98),non sono ancora stati completamente trasferiti alle problematiche dei fitoterapici. In tal senso esiste una proposta (CPMP/QWP/2820/00) che prevede il test di dissoluzione da noi già studiato (51),ed una più recente della FIP (52-53), che implementa il documento CPMP/EWP/QWP/1401/98 per i fitoterapici.L'HMPWP dell'EMEA sta affrontando queste problematiche ed ha stilato un documento "Points to consider on the biopharmaceutical characterisation of herbal medicinal products" (54) attualmente in fase di revisione.
C-ANALISI INNOVATIVE DI FITOTERAPICI
Una tecnica molto promettente come strumento analitico affidabile, semplice e veloce per caratterizzare e controllare qualità e stabilità di estratti commerciali titolati è la risonanza magnetica nucleare ad alti campi. Essa ha il vantaggio di non richiedere premanipolazioni del campione. Le sole tecniche monodimensionali non sono in genere sufficienti a dare un completo fingerprint degli estratti naturali. L'impiego innovativo, di esperimenti bidimensionali(COSY, TOCSY, HMBC, HMQC, NOESY, ROESY, DOSY)ad alti campi (600 MHz) rappresenta invece un'efficace strumento per l'analisi di complesse miscele contenenti molecole con dimensioni relativamente simili, come da noi recentemente sperimentato(13,50,51).
La tecnologia NIR(52)rappresenta un innovativo approccio analitico e una nostra UO l'applicherà per l'analisi di estratti e droghe vegetali .
D- VERIFICA DELL'ATTIVITA'"IN VIVO"
Si tratta di verificare l'attività antiinfiammatoria di estratti e loro preparati a base di flavonoidi studiati nel presente progett nazionale. La risposta antiinfiammatoria è un insieme di molti eventi collegati fra loro che si influenzano a vicenda, ed è virtualmente impossibile riprodurne "in vitro" tutte le complessità.Verranno pertanto impiegati i tests di modelli "in vivo" utilizzando modelli sperimentali predittivi quali il test dell'olio di Croton eper l' azione topica e il test della carragenina per l'azione sistemica. <<<