Nano-emulsioni per applicazione nose-to-brain a base di olio di geraniolo, chitosano oleato e DMF: sviluppo e valutazione su colture cellulari

Multiple sclerosis (MS) is a chronic inflammatory autoimmune disease of the central nervous system (CNS) in which neuronal demyelination and neurodegeneration occur.  Dimethyl fumarate (DMF) was licensed in 2013 as an oral first-line therapy for relapsing-remitting MS (RRMS) patients; however, it has side effects mainly interesting the gastro-intestinal tract. In this work, a nano-emulsion based on geraniol oil and chitosan-oleate (CS-OA) containing DMF was developed to be administered by nose-to-brain route, thus avoiding the blood-brain barrier (BBB) and the first-pass effect typical of oral administration. Geraniol was chosen as an oil phase and adjuvant for its anti-inflammatory, neuroprotective and antioxidant properties. CS-OA was selected as a stabilizer for its ability to prevent phase separation and improve drug permeability through the nasal mucosa, altering the cell membrane fluidity and the tight junctions regulation in the epithelium.  The work was articulated in a first pre-formulative phase in which the interaction between drug and geraniol was investigated, followed by a phase of optimization of the parameters later used to formulate the NE. Finally, the formulation was tested on RPMI 2650 cell cultures.

La sclerosi multipla (SM) è una malattia autoimmune infiammatoria cronica del sistema nervoso centrale (SNC) caratterizzata da demielinizzazione dei neuroni e neurodegenerazione. Il dimetil fumarato (DMF) è stato autorizzato nel 2013 come terapia orale di prima linea per i pazienti con MS recidivante-remittente (RRMS); tuttavia, presenta effetti collaterali principalmente a livello gastro-intestinale. In questo lavoro è stata sviluppata una nano-emulsione a base di olio di geraniolo e chiosano-oleato (CS-OA) contentente DMF da veicolare per via nose-to-brain evitando così la barriera emato-encefalica (BBB) e l’effetto di primo passaggio tipici per una somministrazione per via orale. Il geraniolo è stato scelto come fase oleosa e adiuvante per le sue proprietà antinfiammatorie, neuroprotettive e antiossidanti. Il CS-OA è stato selezionato come stabilizzante per la sua capacità di impedire la separazione di fase e migliorare la permeabilità del farmaco attraverso la mucosa nasale, alterando la fluidità della membrana cellulare e la regolazione delle giunzioni cellulari nell'epitelio. Il lavoro si è articolato in una prima fase pre-formulativa in cui si è indagata l’interazione tra farmaco e geraniolo, seguita da una fase di ottimizzazione dei parametri utilizzati in seguito per formulare la NE. Infine, la formulazione è stata testata su colture cellulari RPMI 2650.