Solid Lipid Nanoparticles for Drug Delivery: Pharmacological and Biopharmaceutical Aspects

In the golden age of pharmaceutical nanocarriers, we are witnessing a maturation stage of the original concepts and ideas. There is no doubt that nanoformulations are extremely valuable tools for drug delivery applications; the current challenge is how to optimize them to ensure that they are safe, effective and scalable, so that they can be manufactured at an industrial level and advance to clinical use. In this context, lipid nanoparticles have gained ground, since they are generally regarded as non-toxic, biocompatible and easy-to-produce formulations. Pharmaceutical applications of lipid nanocarriers are a burgeoning field for the transport and delivery of a diversity of therapeutic agents, from biotechnological products to small drug molecules. This review starts with a brief overview of the characteristics of solid lipid nanoparticles and discusses the relevancy of performing systematic preformulation studies. The main applications, as well as the advantages that this type of nanovehicles offers in certain therapeutic scenarios are discussed. Next, pharmacokinetic aspects are described, such as routes of administration, absorption after oral administration, distribution in the organism (including brain penetration) and elimination processes. Safety and toxicity issues are also addressed. Our work presents an original point of view, addressing the biopharmaceutical aspects of these nanovehicles by means of descriptive statistics of the state-of-the-art of solid lipid nanoparticles research. All the presented results, trends, graphs and discussions are based in a systematic (and reproducible) bibliographic search that considered only original papers in the subject, covering a 7 years range (2013-today), a period that accounts for more than 60% of the total number of publications in the topic in the main bibliographic databases and search engines. Focus was placed on the therapeutic fields of application, absorption and distribution processes and current efforts for the translation into the clinical practice of lipid-based nanoparticles. For this, the currently active clinical trials on lipid nanoparticles were reviewed, with a brief discussion on what achievements or milestones are still to be reached, as a way of understanding the reasons for the scarce number of solid lipid nanoparticles undergoing clinical trials.Fil: Scioli Montoto, Sebastián. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencas Exactas. Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Bioactivos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Muraca, Giuliana Sabrina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencas Exactas. Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Bioactivos; Argentina. Ministerio de Salud. Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica; ArgentinaFil: Ruiz, María Esperanza. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencas Exactas. Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Bioactivos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

OBTENCIÓN DE NANOVEHÍCULOS FARMACÉUTICOS PARA EL TRATAMIENTO DE LA ENFERMEDAD DE CHAGAS

La enfermedad de Chagas es una parasitosis endémica de América Latina cuyo agente etiológico es el Trypanosoma cruzi. Nuestro país se destaca en la región por su alto porcentaje de infectados (aproximadamente 4% de la población). La enfermedad se caracteriza por una fase aguda y una latente. Esta última etapa puede durar años, es generalmente asintomática, y en el 20-50% de los pacientes evoluciona a una fase crónica sintomática, caracterizada mayormente por cardiopatía severa y visceromegalia1. El fármaco de primera línea utilizado para el tratamiento, el benznidazol, presenta altas tasas de curación en fase aguda, pero una reducida eficacia en la fase crónica posiblemente debido a que la droga no alcanza concentraciones eficaces en los tejidos donde se aloja el parásito. Por esta razón, numerosos autores han sugerido incorporar el fármaco anti-infectivo en vehículos nanotecnológicos con el objetivo de mejorar la biodistribución, el perfil de seguridad y la adherencia al tratamiento2-4. El objetivo general de nuestro plan de trabajo es obtener y evaluar nanovehículos encapsulando benznidazol. Primeramente, se obtendrán nanopartículas mediante el método de emulsificación por ultrasonido utilizando matrices lipídicas y poliméricas. Seguidamente, se realizará la caracterización fisicoquímica y ensayos de cinética para dilucidar cómo es que sucede la liberación de la droga. Así, una vez concluida esa etapa, se procederá a estudiar la efectividad en parásitos y en un modelo murino de infección aguda y crónica. Hasta el momento se cuenta con nanopartículas lipídicas y poliméricas a las que se les realizó una caracterización de tamaño por dispersión dinámica de luz, carga superficial y observación microscópica en microscopio electrónico de transmisión. Además, se obtuvieron los perfiles de liberación a 37 °C en distintos medios de disolución (buffer salino, soluciones hidroalcohólicas de distinta concentración de solvente orgánico). Actualmente estamos evaluando el efecto de nuestras formulaciones en modelos celulares, comparando con el desempeño de la droga libre (no encapsulada)

The Pseudomonas aeruginosa biofilm matrix and cells are drastically impacted by gas discharge plasma treatment: A comprehensive model explaining plasma-mediated biofilm eradication

Biofilms are microbial communities encased in a protective matrix composed of exopolymeric substances including exopolysaccharides, proteins, lipids, and extracellular DNA. Biofilms cause undesirable effects such as biofouling, equipment damage, prostheses colonization, and disease. Biofilms are also more resilient than free-living cells to regular decontamination methods and therefore, alternative methods are needed to eradicate them. The use of non-thermal atmospheric pressure plasmas is a good alternative as plasmas contain reactive species, free radicals, and UV photons well-known for their decontamination potential against free microorganisms. Pseudomonas aeruginosa biofilms colonize catheters, indwelling devices, and prostheses. Plasma effects on cell viability have been previously documented for P. aeruginosa biofilms. Nonetheless, the effect of plasma on the biofilm matrix has received less attention and there is little evidence regarding the changes the matrix undergoes. The aim of this work was to study the effect plasma exerts mostly on the P. aeruginosa biofilm matrix and to expand the existing knowledge about its effect on sessile cells in order to achieve a better understanding of the mechanism/s underlying plasma-mediated biofilm inactivation. We report a reduction in the amount of the biofilm matrix, the loss of its tridimensional structure, and morphological changes in sessile cells at long exposure times. We show chemical and structural changes on the biofilm matrix (mostly on carbohydrates and eDNA) and cells (mostly on proteins and lipids) that are more profound with longer plasma exposure times. We also demonstrate the presence of lipid oxidation products confirming cell membrane lipid peroxidation as plasma exposure time increases. To our knowledge this is the first report providing detailed evidence of the variety of chemical and structural changes that occur mostly on the biofilm matrix and sessile cells as a consequence of the plasma treatment. Based on our results, we propose a comprehensive model explaining plasma-mediated biofilm inactivation.Fil: Soler Arango, Juliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales; ArgentinaFil: Fígoli, Cecilia Beatríz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales; ArgentinaFil: Muraca, Giuliana Sabrina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales; ArgentinaFil: Bosch, María Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales; ArgentinaFil: Brelles Mariño, Graciela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales; Argentin

Trypanosomatid-caused conditions: State of the art of therapeutics and potential applications of lipid-based nanocarriers

Trypanosomatid-caused conditions (African trypanosomiasis, Chagas disease, and leishmaniasis) are neglected tropical infectious diseases that mainly affect socioeconomically vulnerable populations. The available therapeutics display substantial limitations, among them limited efficacy, safety issues, drug resistance, and, in some cases, inconvenient routes of administration, which made the scenarios with insufficient health infrastructure settings inconvenient. Pharmaceutical nanocarriers may provide solutions to some of these obstacles, improving the efficacy–safety balance and tolerability to therapeutic interventions. Here, we overview the state of the art of therapeutics for trypanosomatid-caused diseases (including approved drugs and drugs undergoing clinical trials) and the literature on nanolipid pharmaceutical carriers encapsulating approved and non-approved drugs for these diseases. Numerous studies have focused on the obtention and preclinical assessment of lipid nanocarriers, particularly those addressing the two currently most challenging trypanosomatid-caused diseases, Chagas disease, and leishmaniasis. In general, in vitro and in vivo studies suggest that delivering the drugs using such type of nanocarriers could improve the efficacy–safety balance, diminishing cytotoxicity and organ toxicity, especially in leishmaniasis. This constitutes a very relevant outcome, as it opens the possibility to extended treatment regimens and improved compliance. Despite these advances, last-generation nanosystems, such as targeted nanocarriers and hybrid systems, have still not been extensively explored in the field of trypanosomatid-caused conditions and represent promising opportunities for future developments. The potential use of nanotechnology in extended, well-tolerated drug regimens is particularly interesting in the light of recent descriptions of quiescent/dormant stages of Leishmania and Trypanosoma cruzi, which have been linked to therapeutic failure.Fil: Muraca, Giuliana Sabrina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencas Exactas. Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Bioactivos; Argentina. Ministerio de Salud. Administración Nacional de Medicamentos, Alimentos y Tecnología Médica; ArgentinaFil: Rivero Berti, Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales; ArgentinaFil: Sbaraglini, Maria Laura. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencas Exactas. Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Bioactivos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Fávaro, Wagner J.. Universidade Estadual Do Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Biologia Estructural y Funcional.; BrasilFil: Durán, Nelson. Universidade Estadual Do Campinas. Instituto de Biologia. Departamento de Biologia Estructural y Funcional.; Brasil. Universidad Federal do Abc; BrasilFil: Castro, Guillermo Raul. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales; ArgentinaFil: Talevi, Alan. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencas Exactas. Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Bioactivos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentin

Nanostructured lipid carriers containing benznidazole: physicochemical, biopharmaceutical and cellular in vitro studies

Chagas disease is a neglected endemic disease prevalent in Latin American countries, affecting around 8 million people. The firstline treatment, benznidazole (BNZ), is effective in the acute stage of the disease but has limited efficacy in the chronic stage, possibly because current treatment regimens do not eradicate transiently dormant Trypanosoma cruzi amastigotes. Nanostructured lipid carriers (NLC) appear to be a promising approach for delivering pharmaceutical active ingredients as they can have a positive impact on bioavailability by modifying the absorption, distribution, and elimination of the drug. In this study, BNZ was successfully loaded into nanocarriers composed of myristyl myristate/Crodamol oil/poloxamer 188 prepared by ultrasonication. A stable NLC formulation was obtained, with ≈80% encapsulation efficiency (%EE) and a biphasic drug release profile with an initial burst release followed by a prolonged phase. The hydrodynamic average diameter and zeta potential of NLC obtained by dynamic light scattering were approximately 150 nm and −13 mV, respectively, while spherical and well-distributed nanoparticles were observed by transmission electron microscopy. Fourier-transform infrared spectroscopy, differential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis, and small-angle X-ray scattering analyses of the nanoparticles indicated that BNZ might be dispersed in the nanoparticle matrix in an amorphous state. The mean size, zeta potential, polydispersity index, and %EE of the formulation remained stable for at least six months. The hemolytic effect of the nanoparticles was insignificant compared to that of the positive lysis control. The nanoparticle formulation exhibited similar performance in vitro against T. cruzi compared to free BNZ. No formulation-related cytotoxic effects were observed on either Vero or CHO cells. Moreover, BNZ showed a 50% reduction in CHO cell viability at 125 μg/mL, whereas NLC-BNZ and non-loaded NLC did not exert a significant effect on cell viability at the same concentration. These results show potential for the development of new nanomedicines against T. cruzi.Fil: Muraca, Giuliana Sabrina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencas Exactas. Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Bioactivos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Ruiz, María Esperanza. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencas Exactas. Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Bioactivos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Gambaro, Rocío Celeste. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico CONICET- La Plata. Instituto de Genética Veterinaria "Ing. Fernando Noel Dulout". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Veterinarias. Instituto de Genética Veterinaria; ArgentinaFil: Scioli Montoto, Sebastián. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencas Exactas. Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Bioactivos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Sbaraglini, Maria Laura. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencas Exactas. Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Bioactivos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Padula, Gisel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico CONICET- La Plata. Instituto de Genética Veterinaria "Ing. Fernando Noel Dulout". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Veterinarias. Instituto de Genética Veterinaria; ArgentinaFil: Cisneros, José Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Chain, Cecilia Yamil. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Alvarez, Vera Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Huck Iriart, Cristián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Castro, Guillermo Raul. Universidad Federal Do Abc; Brasil. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales; ArgentinaFil: Piñero, María Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Marchetto, Matias Ildebrando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Alba Soto, Catalina Dirney. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; ArgentinaFil: Islan, German Abel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales; ArgentinaFil: Talevi, Alan. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencas Exactas. Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Bioactivos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentin

Pharmaceutical nanosystems to treat Chagas disease

La enfermedad de Chagas es una parasitosis endémica de América Latina cuyo agente etiológico es el Trypanosoma cruzi. Nuestro país se destaca en la región por su alto porcentaje de infectados (aproximadamente 4% de la población). La enfermedad se caracteriza por una fase aguda y una latente. Esta última etapa puede durar años, es generalmente asintomática, y en el 20-50% de los pacientes evoluciona a una fase crónica sintomática, caracterizada mayormente por cardiopatía severa y visceromegalia. El fármaco de primera línea utilizado para el tratamiento, el benznidazol, presenta altas tasas de curación en fase aguda, pero una reducida eficacia en la fase crónica posiblemente debido a que la droga no alcanza concentraciones eficaces en los tejidos donde se aloja el parásito. Por esta razón, numerosos autores han sugerido incorporar el fármaco anti-infectivo en vehículos nanotecnológicos con el objetivo de mejorar la biodistribución, el perfil de seguridad y la adherencia al tratamiento2-4. El objetivo general de nuestro plan de trabajo es obtener y evaluar nanovehículos encapsulando benznidazol. Primeramente, se obtendrán nanopartículas mediante el método de emulsificación por ultrasonido utilizando matrices lipídicas y poliméricas. Seguidamente, se realizará la caracterización fisicoquímica y ensayos de cinética para dilucidar cómo es que sucede la liberación de la droga. Así, una vez concluida esa etapa, se procederá a estudiar la efectividad en parásitos y en un modelo murino de infección aguda y crónica. Hasta el momento se cuenta con nanopartículas lipídicas y poliméricas a las que se les realizó una caracterización de tamaño por dispersión dinámica de luz, carga superficial y observación microscópica en microscopio electrónico de transmisión. Además, se obtuvieron los perfiles de liberación a 37 °C en distintos medios de disolución (buffer salino, soluciones hidroalcohólicas de distinta concentración de solvente orgánico). Actualmente estamos evaluando el efecto de nuestras formulaciones en modelos celulares, comparando con el desempeño de la droga libre (no encapsulada).Facultad de Ciencias ExactasLaboratorio de Investigación y Desarrollo de Bioactivo

The Pseudomonas aeruginosa biofilm matrix and cells are drastically impacted by gas discharge plasma treatment: A comprehensive model explaining plasma-mediated biofilm eradication.

Biofilms are microbial communities encased in a protective matrix composed of exopolymeric substances including exopolysaccharides, proteins, lipids, and extracellular DNA. Biofilms cause undesirable effects such as biofouling, equipment damage, prostheses colonization, and disease. Biofilms are also more resilient than free-living cells to regular decontamination methods and therefore, alternative methods are needed to eradicate them. The use of non-thermal atmospheric pressure plasmas is a good alternative as plasmas contain reactive species, free radicals, and UV photons well-known for their decontamination potential against free microorganisms. Pseudomonas aeruginosa biofilms colonize catheters, indwelling devices, and prostheses. Plasma effects on cell viability have been previously documented for P. aeruginosa biofilms. Nonetheless, the effect of plasma on the biofilm matrix has received less attention and there is little evidence regarding the changes the matrix undergoes. The aim of this work was to study the effect plasma exerts mostly on the P. aeruginosa biofilm matrix and to expand the existing knowledge about its effect on sessile cells in order to achieve a better understanding of the mechanism/s underlying plasma-mediated biofilm inactivation. We report a reduction in the amount of the biofilm matrix, the loss of its tridimensional structure, and morphological changes in sessile cells at long exposure times. We show chemical and structural changes on the biofilm matrix (mostly on carbohydrates and eDNA) and cells (mostly on proteins and lipids) that are more profound with longer plasma exposure times. We also demonstrate the presence of lipid oxidation products confirming cell membrane lipid peroxidation as plasma exposure time increases. To our knowledge this is the first report providing detailed evidence of the variety of chemical and structural changes that occur mostly on the biofilm matrix and sessile cells as a consequence of the plasma treatment. Based on our results, we propose a comprehensive model explaining plasma-mediated biofilm inactivation

Challenges and strategies for improving the regenerative effects of mesenchymal stromal cell-based therapies

Cell-based therapies have the potential to revolutionize current treatments for diseases with high prevalence and related economic and social burden. Unfortunately, clinical trials have made only modest improvements in restoring normal function to degenerating tissues. This limitation is due, at least in part, to the death of transplanted cells within a few hours after transplant due to a combination of mechanical, cellular, and host factors. In particular, mechanical stress during implantation, extracellular matrix loss upon delivery, nutrient and oxygen deprivation at the recipient site, and host inflammatory response are detrimental factors limiting long-term transplanted cell survival. The beneficial effect of cell therapy for regenerative medicine ultimately depends on the number of administered cells reaching the target tissue, their viability, and their promotion of tissue regeneration. Therefore, strategies aiming at improving viable cell engraftment are crucial for regenerative medicine. Here we review the major factors that hamper successful cell engraftment and the strategies that have been studied to enhance the beneficial effects of cell therapy. Moreover, we provide a perspective on whether mesenchymal stromal cell-derived extracellular vesicle delivery, as a cell-free regenerative approach, may circumvent current cell therapy limitations

Improving ciprofloxacin antimicrobial activity through lipid nanoencapsulation or non-thermal plasma on Pseudomonas aeruginosa biofilms

Antibiotic resistance is a significant challenge in the clinical practice. Pseudomonas aeruginosa is a multidrug-resistant opportunistic pathogen prevalent in hospital settings. Besides, P. aeruginosa forms biofilms that aggravate the problem since biofilms are more resilient to conventional decontamination methods than their planktonic counterparts. Due to the lack of novel antibiotics, the emergence of multidrug-resistant strains, and the resilience of biofilms to antimicrobials, new approaches based on the combination of agents are desirable. Non-thermal plasma (NTP) and nanotechnology-based strategies are an alternative to conventional decontamination/sterilization methods. NTP causes microbial cell damage or death, and it has been proved effective to inactivate more than 99% of biofilm cells after a short exposure to plasma. Nanotechnology is a promising strategy to overcome antibiotic resistance/tolerance of microbial biofilms and nanotechnology-based drug delivery systems may interact with the biofilm matrix and help remove bacterial biofilms. Nanoparticles known as “nanostructured lipid carriers” (NLCs) have been proposed as efficient and tailorable drug delivery systems since their physicochemical properties facilitate their penetrability. The aim of this study was to assess the effectiveness of ciprofloxacin-loaded NLC formulations and their potential synergy with plasma on P. aeruginosa biofilms. A decrease in the minimum inhibitory concentration was reported for biofilms exposed to plasma and free ciprofloxacin, and for biofilms treated with NLCs. The synergy between NLCs and NTP was not found under the experimental conditions used, and further research is needed to test other conditions that might result in synergy. Results show the potential of nanoparticles and plasma for biofilm inactivation.Fil: Muraca, Giuliana Sabrina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales; ArgentinaFil: Soler Arango, Juliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales; ArgentinaFil: Castro, Guillermo Raul. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales; ArgentinaFil: Islan, German Abel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales; ArgentinaFil: Brelles Mariño, Graciela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales; Argentin

Trypanosomatid-Caused Conditions: State of the Art of Therapeutics and Potential Applications of Lipid-Based Nanocarriers

Trypanosomatid-caused conditions (African trypanosomiasis, Chagas disease, and leishmaniasis) are neglected tropical infectious diseases that mainly affect socioeconomically vulnerable populations. The available therapeutics display substantial limitations, among them limited efficacy, safety issues, drug resistance, and, in some cases, inconvenient routes of administration, which made the scenarios with insufficient health infrastructure settings inconvenient. Pharmaceutical nanocarriers may provide solutions to some of these obstacles, improving the efficacy-safety balance and tolerability to therapeutic interventions. Here, we overview the state of the art of therapeutics for trypanosomatid-caused diseases (including approved drugs and drugs undergoing clinical trials) and the literature on nanolipid pharmaceutical carriers encapsulating approved and non-approved drugs for these diseases. Numerous studies have focused on the obtention and preclinical assessment of lipid nanocarriers, particularly those addressing the two currently most challenging trypanosomatid-caused diseases, Chagas disease, and leishmaniasis. In general, in vitro and in vivo studies suggest that delivering the drugs using such type of nanocarriers could improve the efficacy-safety balance, diminishing cytotoxicity and organ toxicity, especially in leishmaniasis. This constitutes a very relevant outcome, as it opens the possibility to extended treatment regimens and improved compliance. Despite these advances, last-generation nanosystems, such as targeted nanocarriers and hybrid systems, have still not been extensively explored in the field of trypanosomatid-caused conditions and represent promising opportunities for future developments. The potential use of nanotechnology in extended, well-tolerated drug regimens is particularly interesting in the light of recent descriptions of quiescent/dormant stages of Leishmania and Trypanosoma cruzi, which have been linked to therapeutic failure.Laboratorio de Investigación y Desarrollo de BioactivosCentro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriale