Desenvolvimento de métodos alternativos ao uso de animais para avaliação do desempenho e eficácia de produtos farmacêuticos inovadores de aplicação oftálmica

Abstract

Modelos animais in vivo ou tecidos oculares excisados em modelos in vitro são atualmente utilizados na pesquisa e desenvolvimento de medicamentos oftálmicos. No entanto, todos esses modelos apresentam limitações em simular condições fisiológicas naturais, seja pela falta de mecanismos de proteção dinâmica (como fluxo e drenagem lacrimal) ou pelas diferenças anatômicas em relação ao olho humano. O objetivo deste trabalho foi desenvolver modelos alternativos ex vivo e in vitro simulando as barreiras fisiológicas dinâmicas e físico-químicas a que estão submetidos os produtos farmacêuticos oftálmicos como forma de melhor avaliar seu desempenho. Para isso foram desenvolvidos dois modelos alternativos complementares: (i) o modelo ex vivo “dinâmico”, utilizando olho de porco inteiro e fluxo lacrimal simulado e (ii) o modelo “OphthalMimic”, completamente artificial para avaliação do desempenho de formulações. O primeiro modelo teve seu desenho otimizado de forma que no compartimento doador se atingisse um fluxo lacrimal simulado representativo da taxa de renovação fisiológica. Assim, para uma aplicação de 300 µL de formulação, considerou-se adequado um fluxo de fluido lacrimal simulado de 48 µL/min durante os primeiros 2 min + 33 µL/min por 13 min de experimento. O sistema foi desafiado pela análise de formulações de géis de poloxamer (PLX) com diferentes concentrações e diferentes propriedades mucoadesivas (adição de quitosana (CS) em diferentes proporções) contendo fluconazol 0,2%. Em uma segunda etapa foram avaliadas formulações inovadoras (lipossomas e nanoemulsão) utilizando curcumina 0,01%. O modelo dinâmico ex vivo desenvolvido foi capaz de diferenciar formulações que continham componente mucoadesivo (CS) em relação à quantidade de fármaco que penetrou a córnea (p<0,05). O segundo modelo foi projetado e suas peças produzidas por impressão 3D. O sistema foi composto por uma bomba peristáltica, entrada e saída de fluxo lacrimal simulado, uma área de cul-de-sac e uma pálpebra móvel projetada para se mover entre 0° e 50° para replicar o movimento de piscagem através de uma base reutilizável contendo uma membrana, polimérica ou de hidrogel, simulando a superfície corneana. Os resultados evidenciaram a capacidade das membranas desenvolvidas e do próprio modelo, o “Ophthalmimic” em diferenciar as formulações quanto a capacidade resistir aos mecanismos de drenagem ocular. O trabalho resultou, portanto, em dois modelos alternativos ao uso de animais promissores para avaliar o desempenho de produtos farmacêuticos tópicos oftálmicos. Além do potencial de redução do uso de animais em pesquisa, tais modelos representam novas ferramentas para a pesquisa e desenvolvimento de formulações farmacêuticas, na medida que são modelos de fácil implementação, baixo custo e alta reprodutibilidade.