Integratori alimentari nel trattamento dell'osteoartrite: nuove formulazioni di origine biotecnologica e validazione dei metodi analitici di dosaggio.

Osteoarthritis is one of the most frequent chronic diseases today, with a strong prevalence in individuals over the age of 65. It mainly affects the joints of the hands, knees and hips, as well as the spine, causing pain, stiffness, severe limitation in movement and progressive functional decline. Until now, the treatment of osteoarthritis has mainly been characterized by the management of symptoms, that is, the reduction of pain and the improvement of joint function, combining pharmacological and non-pharmacological approaches. Among the main drug therapies used in the treatment of inflammation and pain from osteoarthritis, NSAIDs are certainly the choice of choice. However, it is known that prolonged treatments involving the administration of NSAIDs can cause numerous side effects on the gastric and cardio-circulatory system [Y. Henrotin et al., Maturitas 78 (2014)]. Among the pharmacological therapies recommended by the guidelines, the food supplements based on Chondroitin Sulphate and Glucosamine are noteworthy. In vitro studies conducted on cells deriving from the synovial joints, such as chondrocytes, synoviocytes and cells of the subchondral bone, have allowed to demonstrate how these two molecules in combination are able to exert beneficial effects on cellular metabolism, increasing the synthesis of type collagen II and by decreasing the production of pro-inflammatory precursors and proteases [C. Bottegoni et al., Carbohydrate Polymers 109 (2014)]. Numerous clinical studies have also reported the beneficial effects of these molecules on pain and joint function. This master's thesis work involved the study, development and validation of HPLC and potentiometric analytical methods for the dosage of the active ingredients present in a newly formulated dietary supplement used in the treatment of osteoarthritis: Chondroitin sulphate, Glucosamine and Vitamin C. According to the ICH Q2 (R1) guidelines, specificity, linearity, accuracy, precision and system suitability were evaluated for each method. The validation of the microbiological method was also performed, according to the current European Pharmacopeia, used to verify the adequacy and biological safety of the finished product, certifying the absence of any pathogenic organisms, typical of oral administration forms. In the new formulation of this product, the use of raw materials of biotechnological origin was envisaged: the active Chondroitin Sulphate and Glucosamine used are in fact obtained from fermentation processes that exploit specially engineered microorganisms for their large-scale production. A stability study of the finished product was also performed at different temperature and relative humidity conditions, useful to extrapolate, on the basis of the tests performed, the shelf-life of the product, based on the acceptability limits established for this reference in accordance with the current regulations and available guidelines.

L’osteoartrite rappresenta oggigiorno una delle malattie croniche più frequenti, con forte prevalenza negli individui di età superiore ai 65 anni. Essa colpisce maggiormente le articolazioni delle mani, delle ginocchia e dei fianchi, nonché la colonna vertebrale, causando dolore, rigidità, forte limitazione nei movimenti e progressivo declino funzionale. Fino ad oggi il trattamento dell’osteoartrite è stato caratterizzato principalmente dalla gestione dei sintomi, ovvero la riduzione del dolore ed il miglioramento della funzione articolare, combinando approcci farmacologici e non. Tra le principali terapie farmacologiche utilizzate nel trattamento dell’infiammazione e del dolore da osteoartrite i FANS rappresentano sicuramente la scelta d’elezione. Tuttavia è noto come cure prolungate che prevedano la somministrazione di FANS possano causare numerosi effetti collaterali a carico del sistema gastrico e cardio-circolatorio [Y. Henrotin et al., Maturitas 78 (2014)]. Tra le terapie farmacologiche raccomandate dalle linee guida risultano degni di nota gli integratori alimentari a base di Condroitina Solfato e Glucosamina. Studi in vitro condotti su cellule derivanti dalle articolazioni sinoviali, quali condrociti, sinoviociti e cellule dell’osso subcondrale, hanno permesso di dimostrare come queste due molecole in combinazione siano in grado di esercitare effetti benefici sul metabolismo cellulare, aumentando la sintesi di collagene di tipo II e diminuendo la produzione di precursori pro-infiammatori e proteasi [C. Bottegoni et al., Carbohydrate Polymers 109 (2014)]. Numerosi studi clinici hanno altresì riportato gli effetti benefici di tali molecole sul dolore e sulla funzione articolare. Questo lavoro di tesi magistrale ha previsto lo studio, la messa a punto e la validazione dei metodi analitici HPLC e potenziometrico per il dosaggio degli attivi presenti all’interno di un integratore alimentare di nuova formulazione utilizzato nella cura dell’osteoartrite: Condroitina solfato, Glucosamina e Vitamina C. Secondo le linee guida ICH Q2(R1) sono state valutate per ciascun metodo specificità, linearità, accuratezza, precisione e system suitability. È stata inoltre eseguita la validazione del metodo microbiologico, secondo la current European Pharmacopeia, utilizzato per verificare l’adeguatezza e la sicurezza biologica del prodotto finito, certificando l’assenza di eventuali organismi patogeni, tipici delle forme di somministrazione orale. Nella nuova formulazione di questo prodotto è stato previsto l’utilizzo di materie prime di origine biotecnologica: gli attivi Condroitina Solfato e Glucosamina utilizzati sono infatti ottenuti da processi fermentativi che sfruttano microrganismi ingegnerizzati ad hoc per la loro produzione su larga scala. È stato inoltre eseguito uno studio di stabilità del prodotto finito a diverse condizioni di temperatura ed umidità relativa utile ad estrapolare, sulla base dei test eseguiti, la shelf-life del prodotto, sulla base di limiti di accettabilità stabiliti per questa referenza in accordo con le normative vigenti e le linee guida disponibili.