ES2913376A2 - Compuestos de curcumina y aminoacidos basicos - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a compuesto sólido formado por curcumina y arginina que comprende proporciones molares de 5:1 a 1:5 y con propiedades mejoradas de biodisponibilidad; comprende un compuesto sólido de curcumina y arginina y el uso de dicha composición en padecimientos de inflamación, dolor, rigidez, disminución de la amplitud de movimiento, así como padecimientos que causan discapacidad por presentar síntomas de dolor, inflamación y rigidez, disminución de la amplitud de movimiento entre otras. Una composición farmacéutica que comprende curcumina y L-arginina con un efecto de sinergismo en su actividad terapéutica de la combinación de curcumina y L-arginina donde la relación seleccionada permite obtener un efecto sinérgico en su actividad terapéutica, y donde la relación preferida de curcumina: L-arginina se encuentra entre 5:1 a 1:5. La presente invención es una nueva alternativa de apoyo terapéutico como agente antioxidante, antiinflamatorio, analgésico, antitumoral, anticancerígeno, antidiabético, entre otros.
Description
DESCRIPCIÓN
COMPUESTOS DE CURCUMINA Y AMINOÁCIDOS BÁSICOS
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a compuestos sólidos coamorfos y cocristalinos de curcumina y arginina con propiedades fisicoquímicas mejoradas, entre ellas, mejores propiedades de solubilidad y permeabilidad, lo que repercute en mejores propiedades de biodisponibilidad; así como composiciones que contienen dicho compuesto sólido, y el proceso de elaboración de la composición y su uso.
La presente invención también se refiere a una combinación farmacéutica que comprende curcumina con L-arginina y/o sus sales farmacéuticamente aceptables. También refiere una composición que comprende curcumina con L-arginina y/o sus sales, vehículos y/o excipientes farmacéuticamente aceptables; el proceso de elaboración de la composición y el uso de dicha composición en padecimientos que requieren de una actividad analgésica y/o antiinflamatoria, uso en dolor moderado a severo, como antioxidante y como agente antitumoral, entre otros.
La presente invención es una nueva alternativa de apoyo terapéutico como agente antioxidante, antiinflamatorio, analgésico, antitumoral, anticancerígeno, entre otros.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
A pesar del avance exponencial de la medicina, permanece la necesidad de tener alternativas para el tratamiento de padecimientos donde se requieren efectos antiinflamatorios, antioxidantes, analgésicos, antimutagénicos o anticancerígenos, entre otros; dichas alternativas repercutirán significativamente al ayudar a resolver el problema de discapacidad o disminución de la calidad de vida. También, se requieren alternativas para mejorar la recuperación y rendimiento en sujetos que realizan ejercicio.
La inflamación se ha identificado en el desarrollo de muchas enfermedades y afecciones crónicas, por ejemplo: enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Parkinson,
esclerosis múltiple, epilepsia, lesión cerebral, enfermedad cardiovascular, síndrome metabólico, cáncer, alergia, asma, bronquitis, colitis, artritis, osteoartritis, isquemia renal, psoriasis, diabetes, obesidad, depresión, ansiedad, hiperlipidemia, fatiga, SIDA entre otros.
La artritis es una enfermedad que cursa con inflamación de una articulación o más articulaciones, presenta dolor y rigidez. Los tipos más frecuentes de artritis son la artrosis u osteoartritis y la artritis reumatoide. La artritis reumatoide sigue una evolución crónica fluctuante que ocasiona destrucción, deformidad e incapacidad de las articulaciones. Afecta aproximadamente al 1% de la población mundial (Noa Pulg 2011; Fisiopatología).
La Curcuma longa es una planta que pertenece a la familia de las Zingiberáceas, cuyo rizoma de color naranja se utiliza como una especia debido a sus propiedades organolépticas y comúnmente se llama cúrcuma.
La cúrcuma ha sido reconocida durante mucho tiempo por sus propiedades medicinales, es de gran interés en el mundo médico, científico y gastronómico. La mayoría de los beneficios de la cúrcuma pueden atribuirse a los efectos antioxidantes y antiinflamatorios de los compuestos curcuminoides.
La curcumina es el principal metabolito activo de la cúrcuma, su nombre IUPAC es (1E,6E)-1,7-bis(4-hidroxi-3-metoxifenil)-1,6-heptadiene-3,5-diona. Existen dos formas tautoméricas, la forma ceto que es sólida y la forma enol que es líquida.
La curcumina es un sólido naranja-amarillo con punto de fusión 183°C, soluble en etanol y ácido acético concentrado
(Merck Index 15a ed.). Se descompone a altas temperaturas y es fotosensible.
Se ha reconocido que la curcumina ayuda en el manejo de diferentes afecciones, sin embargo, la ingesta de curcumina por sí sola no conduce a los beneficios para la salud asociados debido a su escasa biodisponibilidad, su mala absorción, metabolismo rápido y rápida eliminación.
Considerando su baja biodisponibilidad y su baja o nula solubilidad en agua se han buscado alternativas que mejoren estas propiedades y con ello poder conseguir los beneficios de la curcumina.
La curcumina tiene diferentes usos en el mundo y se ha combinado con diversos agentes potenciadores para proporcionar múltiples beneficios para la salud. De hecho, la
USFDA (United States Food and Drug Administration) la considera una sustancia GRAS (Generally Recognized as Safe). Estudios Clínicos han demostrado la tolerabilidad de la curcumina entre 4000mg y hasta 12,000mg por día.
A la fecha varios autores mencionan que la curcumina actúa mediante diferentes mecanismos de acción, uno de ellos es por la inhibición de la traslocación al núcleo del factor nuclear Kappa-p (NFk-P) que ha sido ligado a través de múltiples estudios científicos a un número de enfermedades inflamatorias, incluyendo cáncer, y más recientemente fibrosis pulmonar.
Por mencionar otros mecanismos, se ha reportado que la curcumina actúa a nivel de los mediadores antiinflamatorios, promoviendo una disminución en la producción de citocinas pro-inflamatorias como la interleucina 1 beta (IL- 1p), la interleucina 6 (IL-6), la molécula soluble de adhesión de células vasculares (sVCAM-1), el ligando soluble CD40 (sCD40L), entre otros. Aunado a lo anterior, la curcumina es considerada un antioxidante, principalmente por su estructura y alto grado de insaturaciones que le permiten atrapar ERO (especies reactivas de oxígeno) directamente; además tiene la capacidad de modular la expresión de las proteínas reguladoras del estrés oxidativo. Por ejemplo, aumenta las enzimas superóxido dismutasa (SOD), catalasa y Glutatión peroxidasa (GPx), enzimas que eliminan o disminuyen sustancialmente las EROs y ERN (especies reactivas de nitrógeno).
La dosis oral recomendada de curcumina en adultos es de 500mg hasta 12,000mg diarios.
La arginina (ARG) es uno de los veinte aminoácidos que forman parte de las proteínas y se clasifica como un aminoácido semi-esencial.
La arginina participa en el mecanismo de síntesis del óxido nítrico, que causa la relajación de los vasos sanguíneos (vasodilatación).
La arginina se encuentra involucrada en muchas de las actividades de las glándulas endócrinas, como estimular la función inmunológica al aumentar el número de leucocitos, tiene un efecto vasodilatador. Además, está involucrada en la síntesis de creatina, poliaminas, producción de colágeno y el ADN (ácido desoxirribonucleótido), y puede también disminuir el colesterol, así como estimular la liberación de hormona de crecimiento, somatotropina.
Al igual que a la L-carnitina (L-CAR), a la L-arginina (L-ARG) se le atribuyen funciones potenciadoras en el empleo de los ácidos grasos como energía (combustible muscular). La L-arginina puede disminuir el colesterol mejorando la capacidad del aparato circulatorio, así como estimular la liberación de hormona de crecimiento, reducir los niveles de grasa corporal y facilitar la recuperación de los deportistas (resultante del ejercicio anaeróbico) de los músculos y convertirlo en urea que se excreta por la orina.
La dosis oral recomendada de L-arginina es de 500 mg hasta 6,000 mg diarios.
Las invenciones descritas en la presente solicitud, no se encuentran reportadas en ningún documento del estado de la técnica. Algunos documentos relacionados son:
WO2017187302-Inpha D. Combinación que consiste de p-sitosterol, proantocianidinas oligoméricas y curcumina, con actividad antiinflamatoria y antiproliferativa para uso en el tratamiento y prevención de desórdenes urológicos. Adicionalmente, en la composición se incluyen excipientes seleccionados de bromelina, un sucroester, arginina base o piperina.
CN107519219 (2017)- Shenzhen. Composición multivitamínico que contiene L-arginina, L-lisina, L-isoleucina, L- aminoácido, L-aspartato, L-citrulina, glicina, Vitaminas B1, B6, B2, B12; ácido fólico, hierro, extracto de curcumina, extracto de té de melón, colina, almidón, carboximetil almidón sódico, estearato de magnesio.
US6475530 (2000)-Kuhrts H. Composición para pérdida de peso que comprende inicialmente una sustancia generadora de noradrenalina termogénica como efedrina o sinefrina; un inhibidor de COX-2 seleccionado de un derivado botánico como polygonum cuspidatum, p. multiflorum, scatellaria baicalensis, corteza de sauce blanco, cúrcuma, curcumina, romero, té verde, albahaca santa o jengibre y una metilxantina. Además, la composición anterior incluye un compuesto productor de hormona de crecimiento seleccionado de L-lisina y L-arginina.
IN201003190I4 - Crystalin RPL. Formas sólidas de Curcumina forma II, forma III, amorfa y cocristales de curcumina resorcinol y Curcumina pirogallol.
WO2012138907A2 - Translation G. Formas sólidas de curcumina con 2-aminobenzimidazol, L-Lisina en forma amorfa.
WO2015052568A3 - Laurus Labs. Formas sólidas de curcumina con piperazina,
nicotinamida, isonicotinamida, naproxeno sódico, piperidina, curcumina sódica y la forma X de curcumina.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a una combinación que comprende curcumina y/o sus sales farmacéuticamente aceptables y L-arginina y/o sus sales farmacéuticamente aceptables.
La presente invención se refiere además a una composición que comprende curcumina con L-arginina y/o sus sales, vehículos y/o excipientes farmacéuticamente aceptables; el proceso de elaboración de la composición y el uso de dicha composición en padecimientos que causan discapacidad por presentar síntomas de dolor, inflamación, hinchazón, rigidez, disminución de la amplitud de movimiento y requieren de una actividad analgésica, antiinflamatoria, antioxidante, antitumoral, entre otras.
La presente invención también se refiere a una combinación de curcumina y L-arginina donde la relación seleccionada permite obtener un efecto sinérgico en su actividad terapéutica, y donde la relación de curcumina:L-arginina se encuentra entre 1:5 a 5:1 molar, en donde la relación preferida de curcumina:L-arginina se encuentra entre 1:3 a 3:1 molar, de 1:2 a 2:1.
La composición que contiene curcumina y L-arginina promueve un rápido inicio de la acción antiinflamatoria y analgésica, comparado con curcumina sola, debido al incremento en la disolución y absorción mejorada de curcumina.
La presente invención se refiere a un sólido coamorfo y a un sólido cocristalino de curcumina y L-arginina con propiedades terapéuticas mejoradas para tratar inflamación e hiperalgesia.
La presente invención se refiere a composiciones que comprenden un sólido coamorfo o cocristalino de curcumina y L-arginina, y vehículos y/o excipientes farmacéuticamente aceptables; el proceso de elaboración de la composición y el uso de dicha composición en padecimientos que requieren una actividad analgésica, antiinflamatoria, antioxidante, antitumoral entre otras.
La presente invención también se refiere a un sólido coamorfo o cocristalino de
curcumina y L-arginina que presenta mejores propiedades de solubilidad que la curcumina, lo que impacta aumentando su absorción y favorece su concentración.
A partir de estudios empleando modelos de inflamación e hiperalgesia se puede considerar que se modifican procesos farmacocinéticos (absorción) y procesos farmacodinámicos que favorecen la potenciación del efecto analgésico y antiinflamatorio de curcumina y L-arginina.
La presente invención se refiere a un compuesto sólido amorfo con propiedades mejoradas que comprende curcumina y un compuesto orgánico como coformador seleccionado del grupo que consiste en arginina, alanina, glicina, lisina, histidina, ácido azeláico, ácido pimélico, ácido 2,4-dihidroxibenzoico, ácido 3,5-dihidroxibenzoico, ácido 3,4-dihidroxibenzoico, ácido 3,4,5-trihidroxibenzoico, ácido malónico, ácido oxálico, y picolinamida. Cuando el coformador es un aminoácido, éste puede encontrarse en configuración L-, en configuración D-, o como una mezcla racémica DL-.
El método utilizado para preparar las nuevas formas sólidas de la presente invención se selecciona del grupo que consiste en slurry, evaporación rápida y reacción mecanoquímica.
Las invenciones de la presente invención disminuyen efectos adversos de los antiinflamatorios no esteroideos (AINES) y de los opioides empleado mecanismos de acción diferentes para proporcionar una actividad analgésica, antiinflamatoria, antioxidante y antitumoral, entre otras.
Las invenciones de la presente invención se presentan como una herramienta valiosa en el control del dolor e inflamación con la ventaja de disminución de consumo de AINE’S u opioides y otros compuestos que pudieran causar daño gástrico, ulceras gástricas, reacciones severas de daño en célula y daño hepático.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Las figuras ilustran la caracterización de los sólidos obtenidos y el comportamiento de la invención al ser administrada en los sujetos de estudio.
Figuras 1a y 1b. Efecto que produce la administración oral de 100 y 320 mg/kg de curcumina (-1h) sobre la inflamación inducida por el adyuvante completo de Freund (ACF).
La Figura 1a corresponde al perfil temporal y la Figura 1b muestra áreas bajo la curva (ABC) (-1h significa administración 1 hora antes).
Figuras 2a y 2b. Efecto que produce la administración oral de 100 y 320 mg/kg de curcumina (-1h) sobre la inflamación inducida por carragenina (CAR). La Figura 2a corresponde al perfil temporal y la Figura 2b muestra las áreas bajo la curva (ABC).
Figuras 3a y 3b. Efecto que produce la administración oral de 100 y 320 mg/kg de L-Arginina(-1h) sobre la inflamación inducida por ACF. La Figura 3a corresponde al perfil temporal y la Figura 3b muestra las áreas bajo la curva (ABC).
Figuras 4a y 4b. Efecto que produce la administración oral de 100 y 320 mg/kg de L-Arginina(-1h) sobre la inflamación inducida por CAR. La Figura 4a corresponde al perfil temporal y la Figura 4b muestra las áreas bajo la curva (ABC).
Figuras 5a y 5b. Efecto antiinflamatorio de la administración oral de 10, 30 y 100 mg/kg del coamorfo formado por curcumina y L-arginina (proporción 1:2, -1h) en el modelo del adyuvante completo de Freund (ACF). La Figura 5a corresponde al perfil temporal y la Figura 5b muestra las áreas bajo la curva (ABC).
Figuras 6a y 6b. Efecto antiinflamatorio de la administración oral de 10, 30 y 100 mg/kg del coamorfo formado por curcumina y L-arginina (proporción 1:2, -1h) en el modelo de CAR. La Figura 6a corresponde al perfil temporal y la Figura 6b muestra las áreas bajo la curva (ABC).
Figuras 7a y 7b. Efecto que produce la administración oral de 100 mg/kg de la combinación curcumina L-arginina (Cur+L-Arg) en proporción 1:2, vehículo (Veh), celecoxib (Cel), diclofenaco (Dic) y el coamorfo (Coamo) formado por curcumina y L-arginina (proporción 1:2) sobre la inflamación inducida por el ACF. La Figura 7a corresponde al perfil temporal y la Figura 7b muestra las áreas bajo la curva (ABC).
Figuras 8a y 8b. Efecto que produce la administración oral de 100 mg/kg de la combinación curcumina L-arginina (Cur+L-Arg) en proporción 1:2, vehículo (Veh), celecoxib (Cel), diclofenaco (Dic) y el coamorfo (Coamo) formado por curcumina y L-arginina (proporción 1:2) sobre la inflamación inducida por la CAR. La Figura 8a corresponde al perfil temporal y la Figura 8b muestra las áreas bajo la curva (ABC).
Figuras 9a y 9b. Efecto que produce la administración oral de 100 mg/kg de curcumina (Cur), L-arginina (L-Arg), vehículo (Veh) y el coamorfo (Co-Amo) de curcumina y L-arginina (proporción 1:2) sobre la hiperalgesia térmica inducida por el ACF. La Figura 9a corresponde al perfil temporal y la Figura 9b muestra las áreas bajo la curva (ABC).
Figuras 10a y 10b. Efecto que produce la administración oral de 100 mg/kg de curcumina (Cur), L-arginina (L-Arg), vehículo (Veh) y el coamorfo (Co-Amo) de curcumina y L-arginina (proporción 1:2) sobre la hiperalgesia térmica inducida por la CAR. La Figura 10a corresponde al perfil temporal y la Figura 10b muestra las áreas bajo la curva (ABC).
Figura 11. Espectro de absorción de UV de un complejo de curcumina y L-arginina en solución de dimetilsulfóxido a diferentes concentraciones.
Figura 12. Espectro de FT-IR de: I) L-arginina; II) coamorfo de curcumina y L-arginina 1:1 obtenido por evaporación rápida con etanol; y III) curcumina de alta pureza (C3 complex).
Figura 13. Espectro de FT-IR de: I) L-arginina; II) coamorfo de curcumina y L-arginina 1:2 obtenido por evaporación rápida con etanol; y III) curcumina de alta pureza (C3 complex).
Figura 14. Espectro de FT-IR de: I) L-arginina; II) coamorfo de curcumina y L-arginina 2:1 obtenido por evaporación rápida con etanol; y III) curcumina de alta pureza (C3 complex).
Figura 15. Termograma de DSC-TGA de la curcumina amorfa obtenida por evaporación rápida con etanol.
Figura 16. Termograma de DSC-TGA para cocristal de curcumina y L-arginina 1:1 obtenida por reacción mecanoquímica en agua.
Figura 17. Termograma de DSC-TGA de la fase coamorfa de curcumina y L-arginina 1:1 obtenida por evaporación rápida en etanol.
Figura 18. Termograma de DSC-TGA de la fase coamorfa de curcumina y L-Arginina 1:2 obtenida por evaporación rápida en etanol.
Figura 19. Termograma de DSC-TGA de la fase coamorfa de curcumina y L-Arginina 2:1 obtenida por evaporación rápida en etanol.
Figura 20. Difractograma de polvos obtenido de las pruebas de estabilidad acelerada a 40 y 50°C en seco y 40°C con 75% de humedad relativa para coamorfo curcumina y L-arginina 1:1.
Figura 21. Difractograma de polvos obtenido de las pruebas de estabilidad acelerada
a 40 y 50°C en seco y 40°C con 75% de humedad relativa para coamorfo curcumina y L-arginina 1:2 .
Figura 22 Difractograma de polvos obtenido de las pruebas de estabilidad acelerada a 40 y 50°C en seco y 40°C con 75% de humedad relativa para coamorfo curcumina y L-arginina 2:1.
Figura 23. Perfil de solubilidad de los coamorfos de curcumina y L-arginina a diferentes estequiometrías: a) 1:2, b) 1:1 y c) 2:1; así como d) curcumina de alta pureza (C3 complex) utilizando como medio de disolución agua y una temperatura de 37.5°C.
Figura 24. Perfil de solubilidad del coamorfo de curcumina y L-arginina 1:2 utilizando como medio de disolución buffer de HCl a pH 1.2, buffer de acetato a un pH 4.5 y buffer de fosfato a pH 6.8.
Figura 25. Perfiles de difusión de la curcumina y la fase coamorfa de curcumina y L-arginina 1:2 en agua obtenidos de los estudios de permeabilidad con membranas de cerdo.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención proporciona una combinación que comprende cantidades efectivas de curcumina y L-arginina con un efecto inesperado antiinflamatorio y con otros efectos benéficos como son la disminución de dolor, en donde los fármacos se encuentran en una proporción desde 3:1 a 1:3 curcumina:L-arginina.
Por otra parte, se refiere a compuestos sólidos coamorfos y cocristalinos de curcumina y L-arginina con propiedades mejoradas, y composiciones que los contienen, así como el proceso de elaboración de la composición y su uso. Proporciona una herramienta nueva, valiosa, con mejores propiedades fisicoquímicas, entre ellas, mejores propiedades de solubilidad lo que repercute en mejores propiedades de biodisponibilidad.
La presente invención es una nueva alternativa de apoyo terapéutico como antioxidante, antiinflamatorio, analgesia, antitumoral, anticancerígeno, entre otras. Exhibe una invención para el control o supresión de la inflamación y el dolor que disminuye o evita los posibles efectos adversos de AINEs u Opioides.
Una forma de saber el efecto que tienen los compuestos de curcumina y L-arginina sobre el efecto antinflamatorio e inclusive antinociceptivo es mediante el empleo de modelos
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de dolor. Los modelos de dolor agudo utilizan un estímulo físico o químico que tiene como objeto determinar una latencia de respuesta del animal a dicho estímulo. Con los modelos se objetiva el umbral nociceptivo del animal de manera que los parámetros determinados son consecuencia del mecanismo clásico del dolor como reflejo dentro de una marca fisiológica.
Mediante estudios preclínicos la presente invención demuestra el curso farmacodinámico que presenta la combinación curcumina:L-arginina.
La lesión inflamatoria localizada en articulaciones puede ofrecer un modelo intermedio de inflamación entre agudo y crónico, mientras que la inducción de artritis generalizada con adyuvante de Freund es un modelo crónico de inflamación (ACF).
En la evaluación del efecto agudo, se utilizó el modelo de edema subplantar inducido con carragenina (CAR).
Se han desarrollado varios procedimientos para examinar las propiedades antiinflamatorias de los fármacos en animales de laboratorio, por ejemplo, en roedores. Cada uno de estos procedimientos implica ejercer un estímulo potencialmente doloroso (nociceptivo), seguido de la medición de una respuesta claramente observable.
Se realizaron estudios preclínicos en ratas usando un modelo crónico de inflamación empleando el adyuvante completo de Freund (ACF) administrado por vía intraarticular (AIA), así como un modelo agudo inducido con carragenina (CAR) administrada por vía subplantar. Estudio preclínico empleando el modelo de adyuvante completo de Freund (ACF)
Para la evaluación de la interacción farmacológica, es preciso considerar que cuando dos fármacos son administrados conjuntamente, existe la necesidad de caracterizar el efecto de la combinación en relación al efecto de cada fármaco de manera individual como se muestra en las figuras.
Se obtuvo el curso temporal del efecto antiinflamatorio que produce la curcumina sola, L-arginina sola, compuesto sólido coamorfo de curcumina y L-arginina, administrados por vía oral, en el modelo de artritis inducida por adyuvante de completo de Freund (ACF) por vía intraarticular (AIA) en ratas macho de la cepa Sprague-Dawley (n=6).
Se emplearon los modelos del adyuvante completo de Freund (inflamación crónica) y carragenina (inflamación aguda) con la finalidad de evaluar el posible efecto antiinflamatorio que pudieran producir curcumina (Figuras 1a, 1b, 2a y 2b), L-arginina (Figuras 3a, 3b, 4a y
4b) o el coamorfo de curcumina y L-arginina en una proporción 1:2 (Figuras 5a, 5b, 6a, 6b). En estos modelos, la inflamación inducida por el adyuvante completo de Freund y carragenina se determina por el desplazamiento de volumen medido con un pletismómetro. En las Figuras 1a, 1b, 2a y 2b se puede observar que la curcumina administrada por vía oral (100-320 mg/kg) es incapaz de revertir el efecto inflamatorio inducido por el adyuvante completo de Freund (Figura 1b) o carragenina (Figura 2b). Incluso, se puede observar que la curcumina muestra un efecto inflamatorio con respecto al vehículo a las 3 y 4 horas con la dosis de 100 mg/kg y entre 2 y 6 horas con las dosis de 320 mg/kg en el modelo del adyuvante completo de Freund (Figura 1a), el mismo fenómeno se observa con curcumina de 320 mg/kg en el modelo de carragenina a 1 y 2 horas de evaluación. Sin embargo, las dos dosis evaluadas de curcumina en este modelo (100 y 320 mg/kg) parecen revertir el efecto inflamatorio inducido por carragenina a las 6 horas (Figura 2a).
En las Figuras 3a, 3b, 4a y 4b se puede apreciar que al igual que la curcumina, la L-arginina oral a las dosis evaluadas (100 y 320 mg/kg) no fue capaz de revertir el efecto inflamatorio inducido por el adyuvante completo de Freund (Figura 3b) o carragenina (Figura 4b). Por el contrario, L-arginina mostró un efecto inflamatorio con respecto al vehículo entre las 2 y las 4 horas de evaluación en el modelo de adyuvante completo de Freund (Figura 3a), mientras que en el modelo de carragenina, L-arginina tuvo una tendencia a mostrar un efecto proinflamatorio durante las primera dos horas de evaluación, no obstante, a las 4 y 6 horas de evaluación (Figura 4a).
Contrario a lo observado con la administración oral individual de curcumina o L-arginina, la administración oral del coamorfo de curcumina y L-arginina 1:2 fue capaz de revertir la inflamación inducida por el adyuvante completo de Freund (Figuras 5a y 5b) o carragenina (Figuras 6a y 6b) de manera dosis dependiente y estadísticamente significativa con respecto al vehículo. En ambos modelos la diferencia estadística con respecto al vehículo se alcanzó a las dosis de 30 y 100 mg/kg (Figuras 5b y 6b). En cuanto a los cursos temporales, la dosis de 30 mg/kg alcanzó diferencia estadística a partir de la octava hora, mientras que la dosis de 100 mg/kg fue estadísticamente significativa con respecto al vehículo a partir de la hora sexta en el modelo del adyuvante completo de Freund (Figura
5a), en tanto, que en el modelo de carragenina, la dosis de 10 mg/kg fue significativa a partir de la cuarta hora. La P usada es 0.05.
Adicionalmente, se compararon los tratamientos de curcumina, L-arginina y el coamorfo de curcumina y L-arginina a una dosis fija de 100 mg/kg. En este comparativo, sólo la administración oral del coamorfo de curcumina y L-arginina fue capaz de revertir significativamente la inflamación inducida por el adyuvante completo de Freund o carragenina. En los cursos temporales, a partir de la sexta hora el coamorfo de curcumina y L-arginina, pero no curcumina o L-arginina de manera individual, alcanza diferencia estadística respecto al vehículo en el modelo del adyuvante completo de Freund. Respecto, al modelo de carragenina, el coamorfo de curcumina L-arginina muestra un efecto antiinflamatorio a partir de la segunda hora, en tanto, curcumina o L-arginina alcanza dicha diferencia sólo en la última medición.
Comprobación de eficacia de la combinación.
Se comparó 100 mg/kg del coamorfo de curcumina y L-arginina contra 100 mg/kg de una mezcla física de curcumina L-arginina a la proporción 1:2 (51.4 mg/kg de curcumina 48.6 mg/kg de L-arginina). En las Figuras 7a, 7b, 8a y 8b se puede apreciar que el coamorfo y no la mezcla física, es capaz de revertir el efecto inflamatorio inducido por el adyuvante completo de Freund (Figuras 7a y 7b) o carragenina (Figuras 8a, 8b). Además, se puede observar que tanto celecoxib, como diclofenaco (controles positivos), presentaron efecto antiinflamatorio a la misma dosis de 100 mg/kg en ambos modelos (Figura 7a, 8a). Al comparar estadísticamente los tratamientos de celecoxib, diclofenaco y el coamorfo de curcumina y L-arginina 1:2, no hubo diferencia estadísticamente significativa entre ellos, lo que sugiere que el coamorfo de curcumina y L-arginina 1:2 presenta una eficacia similar a la de fármacos utilizados en la clínica para tratar padecimientos que cursan por un proceso inflamatorio. Este resultado no es posible obtenerlo con la mezcla física de curcumina L-arginina.
Con la finalidad de establecer, si el coamorfo de curcumina y L-arginina es capaz de producir un efecto antihiperalgésico, se prueba la dosis de 100 mg/kg del coamorfo en el modelo de hiperalgesia térmica inducida por el adyuvante completo de Freund o carragenina. En las Figuras 9a, 9b, 10a y 10b puede observarse que el coamorfo de curcumina y L-
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arginina, es capaz de producir un efecto antihiperalgésico estadísticamente significativo en el modelo del adyuvante completo de Freund (Figura 9a-b). En el modelo de carragenina se aprecia que los tres tratamientos producen un efecto antihiperalgésico, sin embargo, el coamorfo presenta alivio a la hiperalgesia estadísticamente mayor con respecto al vehículo, a curcumina o L-arginina.
Caracterización de las Nuevas Formas de Curcumina y L-Arginina
Para determinar la estequiometría del complejo curcumina y L-Arginina en solución, se obtuvo un espectro de absorción para por el método de relaciones molares.
La Figura 11 muestra los espectros de absorción de UV obtenidos para un complejo formado por curcumina y L-arginina en solución de dimetilsulfóxido a diferentes concentraciones. La gráfica se obtiene se la siguiente manera: Se coloca curcumina en solución de dimetilsulfóxido (DMSO), se obtiene el espectro UV y se agregan gradualmente diferentes alícuotas de L-arginina (10 pL de una disolución 0.0081M) tomando los espectros UV para cada adición. Como resultado, se aprecia que se conserva la estabilidad y unión del complejo curcumina y L-Arginina.
La imagen muestra el espectro de absorción de curcumina, de una concentración de 0.000027M y que corresponde a 0.03 unidades de absorbancia a 580 nm y los espectros resultantes de la adición de diferentes alícuotas de arginina a la disolución de curcumina. En la imagen se observa a 580 nm una banda de absorción que se genera e incrementa con la adición de arginina a la disolución de curcumina. Esta banda de absorción no corresponde a curcumina ni a L-arginina, quienes a esta longitud de onda no presentan actividad UV-Vis tal como se muestra en el espectro de las materias primas. Lo anterior sugiere que esta banda de absorción corresponde a la formación de un complejo supramolecular curcumina:L-arginina en disolución. Por otro lado, la gráfica muestra la absorción del complejo de curcumina y L-arginina a 580 nm en función de la concentración de L-arginina, en donde con el incremento de la concentración de arginina se favorece la formación de una mayor cantidad del complejo y por ende el incremento en la absorción hasta 0.2518 unidades de absorbancia, lo que está en acuerdo con la ley de Lambert-Beer. Cabe mencionar que con el incremento constante de la concentración de L-arginina a la disolución de curcumina, los sitios de interacción de curcumina se saturan y generan un menor cambio hasta la saturación
en donde ya no se observan cambios significativos. De acuerdo con esta gráfica, la constante de equilibrio de la formación del complejo es de 9254.
Por otra parte, se sometió a análisis la curcumina inicial, correspondiente a la curcumina sin tratar, y/o la curcumina sometida al tratamiento por slurry, evaporación rápida o reacción mecanoquímica, así como el coformador sin tratar, para caracterizar las formas sólidas obtenidas.
En la prueba de Difracción de rayos X de polvos (DRXP) las tres fases amorfas de curcumina y L-arginina con estequiometria 1:1, 1:2 y 2:1 exhiben la forma característica de un compuesto amorfo.
-Espectroscopia FT-IR de las tres fases coamorfas de curcumina y L-arginina con estequiometria 1:1, 1:2 y 2:1.
En las figuras 12 a 14 se muestran los espectros FT-IR para las fases coamorfas de curcumina y L-arginina 1:1, 1:2 y 2:1, respectivamente. Se observan cambios importantes en la zona asignada para las vibraciones O-H y N-H de los grupos hidroxilo y amino de la L-arginina (de 3510 a 3049 cm-1) lo que significa que los grupos hidroxilo de la curcumina interactúan con las aminas de la arginina.
La banda de estiramiento H-O de curcumina inicial muestra una banda bien definida a 3507 cm-1, que desaparece por completo en las fases coamorfas de curcumina y L-arginina, indicando que los grupos hidroxilos de la curcumina no forman una interacción importante en la materia prima de curcumina, y en presencia de la L-arginina los hidroxilos de la curcumina establecen una interacción importante con los grupos amino de la L-arginina. Los desplazamientos de las bandas de carbonilos se muestran la Tabla 1.
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Tabla 1. Desplazamientos (en cm-1) de las bandas de los carbonilos en la NFS amorfas.
Los carbonilos (C=O) de la curcumina muestran una banda bien definida a 1628 cm-1 misma que no sufre desplazamientos importantes en los espectros de IR para las fases de curcumina y L-arginina 2:1, 1:1 y 1:2 (Figuras 12, 13 y 14, respectivamente), desplazándose a 1621 cm-1. Esto es indicativo de que, posiblemente, el patrón de interacción que establecen los grupos carbonilo en la curcumina inicial se mantiene sin cambios cuando se forma la fase coamorfa con la L-arginina.
La banda asignada a la vibración del enlace C=O del ácido carboxílico de la L-arginina aparece a 1675 cm-1. Para las fases 1:1 (Figura 13) y 1:2 (Figura 14), la banda aparece a 1668 y 1667 cm-1 respectivamente. En el caso de la fase 2:1, no se observa ningún desplazamiento de la banda C=O del ácido carboxílico de L-arginina, lo cual podría ser atribuido a que no existe una interacción importante con la curcumina.
Es importante mencionar que no se observan bandas intensas y bien definidas entre los 1500 y 1600 cm-1, que son indicativo de la formación de iones carboxilato de la sal de arginina, por lo que podemos concluir que no hay trasferencia de protones del coformador hacia el fármaco y que se tratan de fases coamorfas.
-Caracterización NFS de curcumina y L-arginina, obteniendo los respectivos termogramas de DSC y TGA.
La Figura 15 muestra un termograma de DSC-TGA de la curcumina amorfa obtenida por evaporación rápida en etanol.
La Figura 16 corresponde al termograma de DSC-TGA para la fase cocristalina
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obtenida por reacción mecanoquímica de curcumina y L-arginina 1:1 en agua.
En las Figuras 17 a 19 se presentan los termogramas de DSC y TGA del coamorfo de curcumina y L-Arginina en las relaciones 1:1, 1:2 y 2:1. En todas las fases obtenidas se observa un evento endotérmico entre 93 y 100°C que corresponde a una deshidratación de las fases con pérdidas que van desde 3 a 5% del peso, según el TGA, y que corresponden a 1.5 o 2 moles de agua contenidas en las fases, concluyendo que son fases coamorfas hidratadas.
Posterior a la deshidratación, en aproximadamente 140°C se observa en el DSC, un posible evento exotérmico que pudiera atribuirse a una cristalización, sin embargo, el TGA muestra que a esa temperatura, comienza otra pérdida de masa del compuesto, esto puede atribuirse a que a 140°C el coamorfo comienza a descomponerse, sublimándose la curcumina (punto de fusión 183°C) y cristalizando la arginina, la que finalmente se sublima a aproximadamente 250°C (punto de fusión de arginina 260°C).
-Caracterización de las fases coamorfas por determinación de densidad de los sólidos obtenidos.
Se determinaron las densidades de los sólidos obtenidos, observándose un incremento poco significativo en la densidad. Ver Tabla 2.
Tabla 2. Valores de densidad de las :ases coamorfas obtenidas. Densidades en /cm3
-Pruebas de estabilidad acelerada, solubilidad y disolución
Se realizaron estudios de estabilidad acelerada dejando las muestras de las fases coamorfas durante 1 mes a 40°C y 50°C con 0% de humedad y 40°C con 75% de HR. Posteriormente, las muestras fueron caracterizadas por difracción de Rayos X y comparadas con las respectivas fases iniciales y las materias primas. En las Figuras 20 a 22 se muestran los difractogramas de las diferentes fases coamorfas sometidas a la prueba de estabilidad indicativa, en donde se puede observar que las fases son estables a 40 y 50°C en seco.
La Figura 23 muestra el perfil de solubilidad de los coamorfos de curcumina y L-Arginina, a) 1:2, b) 1:1, c) 2:1 y d) curcumina comercial de alta pureza (C3 complex)utilizando como medio de disolución agua a una temperatura de 37.5°C. Se observa claramente que la fase de curcumina y L-arginina 1:2 es la fase que presenta mayor solubilidad en agua y a temperatura de 37.5°C, alcanzando una solubilidad de 350 a 400 mg por litro. Las fases 1:1 y 2:1 alcanzaron solubilidades de 250 y 150 mg por litro, respectivamente. Aunado a lo anterior, la curcumina comercial de alta pureza no logró una solubilidad al menos en estas condiciones.
Se realizaron pruebas de estabilidad en pH fisiológicamente relevantes.
La Figura 24 muestra los datos de solubilidad de la fase de curcumina y L-arginina 1:2 utilizando como medio de disolución buffer de HCl a pH 1.2, buffer de acetato a pH 4.5 y buffer de fosfato a pH 6.8. De los resultados se puede observar que la fase de curcumina y
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L-arginina 1:2 presenta baja solubilidad en medios muy ácidos, como en el buffer de HCl a pH 1.2; sin embargo, se observa una buena solubilidad en los buffers de acetato (pH 4.5) y de fosfato (pH 6.8) en donde a los 30 minutos alcanza una solubilidad de 13-15 g/L.
La Figura 23 muestra un notorio incremento en la solubilidad en agua de las tres fases coamorfas con respecto a la curcumina sola.
Estudios de solubilidad termodinámica
Esta prueba muestra el equilibrio entre la fase líquida correspondiente a la solución saturada y la fase sólida correspondiente al fármaco no disuelto. Se realizó adicionando 2g de la fase solida en medio LSS (lauril sulfato de sodio) con agitación a 37.5°C, tomando alícuotas a 3, 5, 10 y 30 min. Las alícuotas se filtraron y se realizaron mediciones por espectroscopia UV-Vis a 420 nm. Debido a la escasa solubilidad de curcumina en agua, el coeficiente de absortividad molar fue calculado en agua con 1% de LSS.
Se evaluaron muestras a alta concentración en agua al 1% de LSS de las fases coamorfas de curcumina y L-arginina, liposomas de lecitina de curcumina (INDENA), muestra comercial de alta pureza (Complex C3) y el compuesto curcumina:L-lisina.
Se evidencia que los sólidos coamorfos de curcumina y L-arginina con estequiometria 1:1 y 2:1 presentan un incremento considerable en la solubilidad de la curcumina alcanzando los 3.2 y 4.0 g/L respectivamente.
Se observa que curcumina y el compuesto curcumina:L-lisina presentan la menor solubilidad de todas las fases, solubilizándose 0.11 y 0.34 g/L a los 30 min.
Es importante mencionar que no se pudo determinar la solubilidad de la curcumina sola en virtud de que prácticamente es insoluble en agua.
Para conocer el efecto de la concentración en el fenómeno de agregación, se determinó la solubilidad de las fases coamorfas a menor concentración, 0.05 g en 3.5 ml. Se muestra una disminución en la solubilidad debido a que la cantidad para saturar la fase fue mucho menor, sin embargo, a bajas concentraciones el fenómeno de agregación se inhibe por completo, no observándose la reprecipitación.
Estudios de permeabilidad
Se realizaron estudios de permeabilidad utilizando membranas de cerdo y agua como medio de disolución. Los perfiles de difusión se obtuvieron graficando mg acumulados del
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fármaco vs tiempo (h). El flujo (flux) se obtuvo mediante la fórmula J=Q/(A*t) donde Q es la cantidad de fármaco que atraviesa la membrana en mg acumulados, A es el área expuestas de la membrana en cm2 y t es el tiempo en que se realizó la medición, el perfil del flux se obtuvo graficando el flujo (mg accum cm-2 t-1) vs el tiempo (h).
La Figura 25 muestra el perfil de flujo para la curcumina y la fase de curcumina y L-arginina 1:2, utilizando agua como medio de difusión. En la gráfica se puede observar un incremento en el flujo para la fase de curcumina y L-arginina 1:2, alcanzando a los 10 min su flujo máximo, para después llegar al estado estacionario. Por el contrario, para la curcumina se puede observar que el flujo continúa incrementándose hasta los 45 min, para después entrar al estado estacionario.
Este incremento en el flujo para la fase de curcumina y L-arginina 1:2 puede atribuirse al incremento de la solubilidad que tiene la fase de curcumina y L-arginina 1:2 en agua, que al ser mayor que la curcumina, hay mayor cantidad de curcumina presente en el medio para que permee, en cambio la solubilidad de curcumina en agua es muy baja, por lo que la concentración de curcumina disuelta en agua, que pueda permear por la membrana es prácticamente nula.
Como resultado de estas evaluaciones, las gráficas de las Figuras 1-10 muestran que el coamorfo de curcumina y L-arginina presenta un sorprendente efecto antinflamatorio y/o antialodínico, además de que se demostró la existencia un compuesto formado por curcumina y arginina que es estable (Figuras 11-19); dicho compuesto le confiere propiedades distintas a las de sus componentes iniciales reflejándose un incremento notable en solubilidad y permeabilidad (Figuras 23, 24 y 25).
La combinación curcumina+L-arginina se administra en diferentes composiciones. Esta se puede presentar en forma de suspensión, comprimido, tableta, granulado, polvo, cápsula, semisólido, ungüento, crema o líquido.
Un diseño de la composición sólida puede ser como comprimido, tableta, granulado, gragea, polvo o polvo para reconstituir una solución, y en su caso, puede contener vehículo de compresibilidad, aglutinante diluente, antiestático, lubricante, plastificante y desintegrante en un compartimiento separado de la capa exterior final. Sobre la capa que contiene a los principios activos, se adiciona una cubierta o capa aislante que se compone de un polímero
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de recubrimiento que le confiere protección tanto de factores como son humedad, luz, entre otros.
La presente invención refiere adicionalmente a una nueva forma coamorfa de curcumina y L-arginina con propiedades mejoradas y composiciones que la contienen y el proceso de elaboración de la composición y su uso.
La nueva forma sólida presenta propiedades químicas, biológicas o físicas mejoradas, tales como mejor solubilidad, velocidad de disolución, biodisponibilidad, farmacocinética, resistencia mecánica, propiedades de flujo, tamaño de partícula, punto de fusión, entre otros.
Un cocristal es un sólido cristalino constituido por un ingrediente activo y un coformador, los cuales se encuentran en la misma celda cristalina. Un coamorfo es un sólido constituido por un ingrediente activo y un coformador, que se encuentran en un arreglo molecular desordenado.
Los métodos para identificar una forma sólida, y distinguir un cocristal de un coamorfo, incluyen análisis de Difracción de Rayos X de Polvos (XRPD, por sus siglas en inglés), Espectrometría Infrarroja por Transformada de Fourier (FT-IR, por sus siglas en inglés), y Calorimetría Diferencial de Barrido - Análisis Termogravimétrico (DSC-TGA, por sus siglas en inglés).
La presente invención proporciona la forma sólida de curcumina y arginina en distintas proporciones molares o relaciones estequiométricas selecciona del grupo que consiste en (1:1), (1:2), (2:1), (1:3) y (3:1).
El método utilizado para preparar la forma sólida se selecciona del grupo que consiste en slurry, evaporación rápida, y reacción mecanoquímica. El solvente, puede ser cualquier solvente capaz de disolver la curcumina y el coformador. Preferiblemente, se utiliza un disolvente no tóxico o de baja toxicidad para el organismo y/o de fácil evaporación, como agua o etanol.
En una modalidad, la condición o enfermedad que puede ser tratada por medio de los métodos de la presente invención, o los usos de la presente invención, puede ser cualquier enfermedad o condición que es tratable con un agente antitumoral, anticancerígeno, antioxidante, antiartritis, neuroprotector, antiinflamatorio, antiviral o antiinfeccioso.
En una modalidad, la composición farmacéutica de la presente invención comprende
una cantidad de forma sólida de curcumina y arginina que represente aproximadamente 90% a aproximadamente 1%, en peso, con base en el peso total de la composición.
En ciertas modalidades, la composición farmacéutica puede presentarse en una forma de dosificación apropiada. Por ejemplo, la composición farmacéutica puede adecuarse para tabletas, polvos, cápsulas, pastillas, líquidos, jarabes, suspensiones, emulsiones, elíxires, gotas, ungüentos, geles, parches transdérmicos, formas de dosificación parenteral, y formas de solución oral.
Claims (8)
1. Un compuesto sólido amorfo que comprende curcumina y arginina, en donde estos dos componentes interaccionan por enlaces no covalentes.
2. El compuesto sólido según la reivindicación 1, en donde la arginina es L-arginina.
3. Un compuesto sólido que comprende curcumina y arginina en un arreglo cristalino.
4. El compuesto sólido cristalino de la reivindicación 3, en donde la proporción molar de curcumina y arginina es igual a 1:1.
5. El compuesto sólido cristalino según la reivindicación 3, en donde la arginina es L-arginina.
6. Una composición que comprende el compuesto sólido curcumina y arginina de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y uno o más excipientes farmacéuticos.
7. El uso de la composición de la reivindicación 6 para la preparación de un medicamento útil para padecimientos que requieren una actividad analgésica, antiinflamatoria, antioxidante, antitumoral, antidiabético, entre otras.
8. El uso como se reclama en la reivindicación 7 para la preparación de un medicamento útil en padecimientos de inflamación, dolor, rigidez, disminución de la amplitud de movimiento, así como padecimientos que causan discapacidad por presentar síntomas de dolor, inflamación y rigidez, disminución de la amplitud de movimiento, entre otras.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| BA2A | Patent application published |
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| EC2A | Search report published |
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| FG2A | Definitive protection |
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