Recensione di pubblicazione da progetto FFC
Abbiamo avuto modo di parlare della promettente strategia anti-Pseudomonas che prevede l’utilizzo di farmaci che inibiscono la capacità del batterio di causare infezione e formare il biofilm di autoprotezione (su questo sito: Formulazioni aerosol per Flucitosina e Niclosamide, 18.06.2015). Questi farmaci anti-virulenza, usati da soli o in combinazione con gli antibiotici, potrebbero non solo ridurre la necessità di trattamenti antibiotici aggressivi, ma anche aiutare a eradicare l’infezione cronica.
Abbiamo anche parlato dell’approccio metodologico seguito da alcuni ricercatori: il riposizionamento di farmaci già in commercio, con lo scopo di identificare nuove attività collaterali anti-virulenza in medicinali già usati nell’uomo per la cura di altre malattie. Essi, tuttavia, per un uso ottimale nella terapia della fibrosi cistica (FC), dovrebbero essere somministrati direttamente nelle vie respiratorie. Per questo il progetto FFC 10/2013, coordinato da Livia Leoni dell’Università di Roma Tre, ha indagato la messa a punto di formulazioni, in forma liquida o in polvere, per l’inalazione di farmaci riposizionati e ne ha valutato la loro sicurezza ed efficacia.
I ricercatori si sono particolarmente rivolti alla Flucitosina (5-FC), che è un composto attivo usato attualmente per la cura delle infezioni fungine causate da Candida e Cryptococcus, principalmente in combinazione con altri agenti antimicotici. Gli stessi ricercatori hanno recentemente dimostrato che è anche capace di ridurre la virulenza del batterio P. aeruginosa (1): la somministrazione sistemica di Flucitosina ha quasi completamente prevenuto la letalità di P. aeruginosa in modelli di topo con infezione polmonare (1). Tuttavia, il massimo effetto terapeutico viene ottenuto quando il farmaco è depositato in modo adeguato nelle vie respiratorie, rimane in situ il più a lungo possibile ed è in grado di superare le barriere cellulari, il biofilm batterico e il muco FC. Quindi, per ottenere una somministrazione efficiente in vivo, il vecchio farmaco deve essere riformulato, tenendo conto delle sue proprietà fisico-chimiche e delle peculiarità dei pazienti FC.
Scopo di questo lavoro (2), che fa capo al progetto FFC 10/2013, è stato lo sviluppo di un composto di polvere secca per la somministrazione nei polmoni di flucitosina, valutando la formulazione ideale in termini di proprietà di aerosolizzazione. Infatti, attraverso l’inclusione di opportuni eccipienti è possibile produrre polveri secche ottimali per l’inalazione, ben conservabili e con buona capacità di rilasciare il farmaco. Ispirati da incoraggianti precedenti ricerche riportate in letteratura sull’utilizzo dell’acido ialuronico e il mannitolo come trasportatori per l’inalazione (il primo anche con evidenti proprietà anti-infiammatorie), gli studiosi hanno ottimizzato il composto e hanno eseguito esperimenti in vitro, caratterizzando la polvere secca per la capacità di rilasciare 5-FC nei fluidi polmonari e per la sua efficacia come polvere per aerosol. Inoltre, sono state determinate in vitro le proprietà antifungine e di antivirulenza, così come la tossicità verso le cellule epiteliali bronchiali. Infine, esperimenti in vivo su modelli murini, hanno permesso un confronto di farmacocinetica (studio quantitativo di assorbimento, distribuzione, metabolismo ed eliminazione dei farmaci) tra la nuova polvere 5-FC per inalazione e una soluzione salina di 5-FC somministrata per via intratracheale, segnalando la superiorità della formulazione in polvere, in termini sia di somministrazione che di permanenza nei polmoni. I dati ottenuti supportano l’idea di una effettiva fattibilità nello sviluppo di una polvere di flucitosina, somministrabile al polmone per via inalatoria; tale polvere costituisce un metodo valido e robusto per costringere il composto attivo a raggiungere il polmone alle dovute concentrazioni, dove sono localizzati i microorganismi causa di infezioni locali gravi.
Lavoro reso possibile dal progetto FFC 10/2013, coordinato da Livia Leoni dell’Università di Roma Tre, grazie al supporto di Gruppo di Sostegno FFC Tremestieri-Messina, Delegazione FFC di Verbania V.C.O., Delegazione FFC di Messina, Delegazione FFC di Verona, Antonio Guadagnin & Figlio srl, Delegazione FFC di Genova, Delegazione FFC di Cosenza 2, Delegazione FFC di Siena, Loifur srl, Amici per la Ricerca di Bassano.
Flucytosine (5-fluorocytosine, 5-FC) is a fluorinated analogue of cytosine currently approved for the systemic treatment of fungal infections, which has recently demonstrated a very promising antivirulence activity against the bacterial pathogen Pseudomonas aeruginosa (1). In this work (2), supported by FFC Grant No 10/2013 and coordinated by Livia Leoni from University of Roma Tre, the Authors propose novel inhalable hyaluronic acid (HA)/mannitol composite dry powders for repositioning 5-FC in the local treatment of lung infections, including those affecting cystic fibrosis patients. The optimized 5-FC/HA/mannitol powder was characterized for 5-FC release in simulated lung fluids and for in vitro aerosolization properties. In vitro antifungal and anti-virulence properties were determined, as well as toxicity towards human bronchial epithelial cells. Pharmacokinetic experiments in rats were also performed, the results highlighting that an appropriate formulation design can improve the persistence of the drug at lungs, where microorganisms causing severe infections are located.
1) Imperi F, Massai M, Facchini E, Frangipani D, Visaggio L, Leoni A, Bragonzi P, Visca P, Repurposing the antymicotic drug flucytosine for suppression of Pseudomonas aeruginosa pathogenicity. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 110 (2013) 7458-7463
2) Costabile G, d’Angelo I, d’Emmanuele di Villa Bianca R, Mitidieri E, Pompili B, Del Porto P, Leoni L, Visca P, Miro A, Quaglia F, Imperi F, Sorrentino R, Ungaro F, Development of inhalable hyaluronan/mannitol composite dry powders for flucytosine repositioning in local therapy of lung infections. J Control Release, 2016, 238:80-91
