Liberação específica de fármacos para administração no cólon por via oral. I - O cólon como local de liberação de fármacos / Colonic drug delivery. I- The colon as a site for drug delivery

A liberação específica de fármacos no cólon tem atraído a atenção de investigadores interessados no tratamento de patologias locais e no seu potencial na liberação de proteínas e peptídeos. O tratamento de patologias do cólon como é o caso da doença inflamatória do intestino pode ser otimizada com o recurso destes sistemas que se propõem a liberar o agente farmacológico adequado, seletivamente no local ativo de inflamação, na medida em que diminuem a dose oral e os seus efeitos adversos. A atividade das peptidases no cólon é muito baixa, o que torna possível que moléculas tão lábeis como as proteínas e peptídeos possam ser administrados oralmente sem comprometer a sua biodisponibilidade. Para desenvolver estes sistemas é fundamental entender completamente o cólon enquanto local de liberação de fármacos e, em particular, aspetos como o tempo de trânsito, pH e atividade enzimática do cólon que são a base dos mecanismos utilizados para iniciar a liberação de fármacos no cólon. Outro aspecto importante é a capacidade de absorção do cólon. Neste contexto, o extenso tempo de residência e a presença de barreiras químicas e biológicas podem, respectivamente, aumentar ou limitar a absorção de fármacos.O impacto da doença inflamatória do intestino na eficácia destes sistemas pode ter sido subestimado, na medida em que esta patologia pode alterar o pH e a actividade enzimática do cólon.

Drug delivery to the colon has become attractive to researchers interested in the treatment of local diseases and for its potential for the delivery of proteins and therapeutic peptides. The treatment of colonic disorders like the inflammatory bowel disease can be improved by the use of systems capable of delivering the appropriate pharmacological agent selectively in the active site of inflammation, because it reduces the oral dose and its systemic side effects. The activity of the peptidases in the colon is very low, which makes possible to such labile molecules like proteins and peptides to be orally administered, without compromising their bioavailability. In the development of these systems it is fundamental to fully understand the colon as a site for drug delivery and, in particular, aspects like transit time, pH and enzyme activity of the colon, which are the basic mechanisms used to trigger release of a drug in the colon. Another important aspect is the absorptive capacity of the colon. In this context, the long residence time and the presence of some biological and chemical barriers might, respectively, enhance or limit drug absorption. The impact of the active inflammatory bowel disease on the efficacy of the systems used for targeting drugs to the colon might have been underestimated, since this pathology can alter the colonic pH and the enzyme activity of the colon.

Liberação específica de fármacos no cólon por via oral. II - Tipos de sistemas utilizados / Colonic drug delivery. II- Types of delivery systems

Dois tipos de abordagens podem ser utilizadas para liberar fármacos no cólon: liberação retardada ou liberação específica no cólon. O primeiro caso diz respeito a formulações concebidas de forma a prolongar a dissolução do fármaco e a sua absorção, até que a formulação chegue ao cólon. Esta estratégia demonstra falta de especificidade quando comparada com outras que se baseiam nas características particulares do cólon. A liberação específica no cólon explora as suas propriedades como o pH, atividade enzimática e pressão intraluminal. No geral, o sistema ideal pode ser obtido com a utilização de peletes, que como é sabido possuem maior previsibilidade no seu esvaziamento gástrico e maior tempo de residência no cólon, ou sistemas revestidos com um design simples. Teoricamente, os sistemas baseados na atividade enzimática, e, sobretudo, os que são constituídos por polissacarídeos, são mais específicos e possuem baixa toxicidade. No entanto, qualquer outro sistema pode ser eficaz na liberação específica de fármacos no cólon. Na realidade, alguns sistemas tempo e pH dependentes comercializados, têm mostrado benefícios no tratamento da doença inflamatória do intestino, apesar da sua baixa especificidade. As investigações neste campo, devem ser conduzidas de forma a identificar a estratégia apropriada, que permita a liberação específica do fármaco de maneira segura, efetiva, pouco dispendiosa e com a mínima flutuação em termos de liberação de fármacos no local alvo.

Two basic approaches may be taken in delivering drugs to the colon: time-delayed release or colonic targeting. The former involves sustained release dosage forms, which are designed to prolong drug dissolution and hence absorption, until it reaches the colon. This strategy shows lack of specificity when compared with others that take advantage of unique characteristics present in the colon. Direct targeting involves the exploitation of environmental properties of the colon, like pH of the colon, enzymatic activity or intraluminal pressure. In general, the ideal colonic drug delivery may be accomplished by using pellets, which are known to have more predictable gastric emptying and great colonic residence times, and coated dosage forms with a simple design since they are easy to manufacture. Theoretically, the enzyme dependent systems, and, specially, those based in the use of polysaccharides, are more specific and non-toxic. Nevertheless, any of the others approaches might be suitable to obtain a colonic delivery system with the appropriate characteristics. Some commercially time-dependent and pH-dependent systems have shown important benefits in the treatment of inflammatory bowel disease, despite their less specificity. The investigations in this field should be conducted to identify the appropriate approach, which can result in the delivery of drugs in a safe, effective and less expensive manner with minimum fluctuation in terms of release of drug at target site.