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Previous issue date: 2018-07-24 === Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES === Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq === Voriconazole, a second-generation triazole with a large spectrum of action is one of the most
recommended systemic antifungal agents as the first line therapy against several clinically
important fungal pathogens, among them Candida albicans. This antifungal has moderate water
solubility and exhibits a nonlinear pharmacokinetic profile due to metabolic clearance saturation.
By entrapping voriconazole into liposomes it is possible to circumvent its physico-chemical
limitations, avoid the high toxicity of the antimicrobial, caused by sulfobutyl ether-betacyclodextrin,
vehicle used to increase its solubility, present in its commercially available
formulation: VFEND®. Pharmacokinetics and biodistribution of voriconazole modified by
encapsulation in liposomes allowed its antifungal activity to be potentiated, leading to increased
specificity and tissue penetration, protection the drug from biological degradation and reduced
metabolism. Liposomes entrapping voriconazole (LVCZ) showed a particle size of 95.3 ± 1.27 nm,
PdI of 0.09 ± 0.01, zeta potential near to neutrality, as well as a high efficiency of encapsulation of
the antifungal and vesicles presenting spherical morphology uni and/or multilamellar. In vitro and
in vivo evaluations of the performance of the liposomal formulation containing voriconazole were
all performed in a comparative fashion with the commercially available formulation, VFEND®. In
the in vitro assays using different species of fungal isolates of Candida and Aspergillus sp. the
liposomal formulation was equivalent or superior to VFEND®. In a non-clinical pharmacokinetic
assay in Balb/c mice, using a dose of 10 mg/kg, the main pharmacokinetic parameters were
obtained: Cmax (μg/mL) = 1.23 ± 0.28 and 0.61 ± 0.15; AUC0-24 (μg/ml*h) = 4.86 ± 1.01 and 1.96 ±
0.30; Cl (mL/h) = 52.75 ± 8.88
and 100.91 ± 20.14; Vd (mL) = 230.18 ± 53.61 and 314.18 ± 106.24 for LVCZ and VFEND®,
respectively. In all calculated/observed parameters, the liposomal formulation presented superior
performance, using the same dose as the commercial formulation. Increases in antifungal
concentrations found in blood, liver and kidneys and lower amounts of the inactive metabolite
formed when using the liposomal formulation can be attributed to the ability of liposomes to alter
the pharmacokinetics and biodistribution of voriconazole in the body mainly because of their
capacity to protect the drug from accelerated metabolism. In vivo efficacy evaluation of
voriconazole was also performed in a systemic candidiasis model in immunosuppressed animals,
as well as parameters such as weight loss, fungal burden in the liver and kidneys and histological
alterations caused by infection and treatment. As a consequence of voriconazole pharmacokinetics
and biodistribution modified by the encapsulation in liposomes, the antifungal activity of drug was
potentiated, leading to greater specificity and tissue penetration. In conclusion, in order to provide
appropriate dose regimens for the treatment of systemic fungal infections, avoiding obstacles such
as toxicity and resistance mechanisms we developed na alternative therapeutic platform, able to
lead to safe and effective treatment. === O voriconazol, um triazólico de segunda geração de amplo espectro de ação, é um dos agentes
antifúngicos sistêmicos mais recomendados como terapia de primeira linha contra vários patógenos
fúngicos clinicamente importantes, dentre eles Candida albicans. Este antifúngico apresenta
algumas desvantagens do ponto de vista tecno-farmacêutico: baixa solubilidade em água e perfil
farmacocinético não-linear devido à saturação de depuração metabólica. Alem disso, sua
formulação comercialmente disponível (VFEND®), utiliza um agente complexante, a sulfobutil
éter-beta-ciclodextrina, para aumentar a solubilidade do voriconazol em água, porém esse agente
apresenta consideráveis efeitos de toxicidade. Diante dessas limitações, encapsular o antifúngico
em uma formulação lipossomal, que utiliza componentes biodegradáveis e biocompatíveis, os
fosfolipídeos, é uma alternativa para aumentar a solubilidade do voriconazol em água,
possibilitando o uso intravenoso. Além de contornar suas limitações físico-químicas, o uso de
lipossomas permite eliminar o uso do veiculo tóxico presente na formulação comercial, além de
possibilitar melhoras na farmacocinética e na distribuição tecidual do voriconazol. Os lipossomas
contendo voriconazol (LVCZ) apresentaram tamanho de partícula de 95,3 ± 1,27 nm, índice de
polidispersão de 0,09 ± 0,01, potencial zeta próximo da neutralidade, bem como uma elevada
eficiência de encapsulação do antifúngico (aproximadamente 80%) e vesículas de morfologia
esférica uni e/ou multilamelares. As avaliações in vitro e in vivo da performance da formulação
lipossomal contendo voriconazol foram realizadas de forma comparativa com o VFEND®. Nos
ensaios in vitro utilizando diferentes espécies de isolados fúngicos de Candida e Aspergillus sp. a
formulação lipossomal se mostrou equivalente ou superior ao VFEND®. No estudo não-clínico de
farmacocinética em camundongos Balb/c com dose de 10 mg/kg, foram obtidos os principais
parâmetros farmacocinéticos: Cmax (μg/mL) = 1,23 ± 0,28 e 0,61 ± 0,15; AUC0-24 (μg/mL*h) =
4,86 ± 1,01 e 1,96 ± 0,30; Cl (mL/h) = 52,75 ± 8,88 e 100,91± 20,14; Vd (mL) = 230,18 ± 53,61 e
314,18 ± 106,24 para LVCZ e VFEND®, respectivamente. Em todos os parâmetros
calculados/observados, a formulação lipossomal apresentou melhor desempenho, utilizando a
mesma dose que a formulação comercial. Aumentos nas concentrações do antifúngico encontradas
no sangue, fígado e nos rins e menores quantidades do metabólito inativo (voriconazol-N-óxido)
formado, quando se utilizou a formulação lipossomal podem ser atribuídos à capacidade dos
lipossomas de alterar a farmacocinética e biodistribuição do voriconazol no organismo,
principalmente devido à sua capacidade de proteger o fármaco do metabolismo acelerado. A
avaliação da eficácia in vivo do voriconazol também foi realizada em modelo de candidíase
sistêmica em animais imunossuprimidos, assim como parâmetros como a perda de peso, a carga
fúngica no fígado e rins e alterações histológicas provocadas pela infecção e pelo tratamento.
Como consequência da farmacocinética e da biodistribuição de voriconazol modificadas devido à
encapsulação do voriconazol em lipossomas, a atividade antifúngica do fármaco foi potencializada,
levando a maior especificidade e penetração tecidual. Em conclusão, a fim de fornecer regimes de
dose adequados para o tratamento de infecções fúngicas sistêmicas, evitando obstáculos, como
mecanismos de resistência e alta toxicidade, desenvolvemos uma plataforma terapêutica
alternativa, capaz de prover a um tratamento seguro e eficaz.
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