Study of molecular aggregation in l-tyrosine through superficial tension

Abstract

La l-tirosina és un aminoàcid sintetitzador de proteïnes amb potencial com a agent terapèutic, ja que és un precursor de catecolamines. Per tant, seria d'interès per malalties psiquiàtriques associades amb baixa síntesi de catecolamines. Un dels límits de la seva administració oral és la seva permeació a través de la barrera sang-cervell, regulada mitjançant proteïnes específiques de transport, així com les concentracions fluctuants de plasma que aquest tipus de dosis produeix. Aquest estudi presenta una possible solució per superar aquest desafiament mitjançant la proposta d'un sistema d'administració de fàrmacs capaç de penetrar aquesta barrera: microencapsular l-tirosina. El desenvolupament d'aquest disseny requereix un estudi previ de les característiques fisicoquímiques de tots els components implicats al sistema, cosa que permetrà trobar els paràmetres òptims per encapsular i per tant proporcionar el sistema d'administració més eficient. L'estudi de les propietats de la l-tirosina es duu a terme a través d'una àmplia revisió de la literatura i de l'estudi de la tensió superficial per analitzar la seva agregació La mateixa metodologia s'implementa per al tensioactiu biocompatible en el qual el compost serà atrapat, per així evitar la formació de grans agregats abans de l'execució de la microencapsulació. Després de la determinació d'aquests paràmetres, altres mètodes analítics es proposen per una caracterització més avançada del complex, així com una anàlisi dels millors biopolímers per microencapsular-lo per futures línies de treball.

La l-tirosina es un aminoácido sintetizador de proteínas con potencial como agente terapéutico, ya que es un precursor de catecolaminas. Por lo tanto, sería de interés para enfermedades psiquiátricas asociadas con baja síntesis de catecolaminas. Uno de los límites de su administración oral es su permeación a través de la barrera sangre-cerebro, regulada mediante proteínas específicas de transporte, así como las concentraciones fluctuantes de plasma producidas por este tipo de dosis. Este estudio presenta una posible solución para superar este desafío mediante la propuesta de un sistema de administración de fármacos capaz de penetrar esta barrera: microencapsular l-tirosina. El desarrollo de este diseño requiere un estudio previo de las características fisicoquímicas de todos los componentes implicados en el sistema, lo que permitirá encontrar los parámetros óptimos para encapsular y por tanto diseñar el sistema de administración más eficiente. El estudio de las propiedades de la l-tirosina se lleva a cabo a través de una amplia revisión de la literatura y del estudio de la tensión superficial para analizar su agregación. La misma metodología se implementa para el tensioactivo biocompatible en el que el compuesto será atrapado, para así evitar la formación de grandes agregados antes de la ejecución de la microencapsulación. Tras la determinación de estos parámetros, otros métodos analíticos se proponen para una caracterización más avanzada del complejo, así como un análisis de los mejores biopolímeros para microencapsularlo para futuras líneas de trabajo.

L-tyrosine is a proteinogenic amino acid that presents potential as a therapeutic agent, given that is a precursor of catecholamines, and thus would be of interest to psychiatric diseases associated with low catecholamine synthesis. One of the limits of its free oral administration is its permeation through the blood-brain barrier, which is regulated through specific transporter proteins, as well as the fluctuating concentrations in plasma levels this type of dosage produces. This study presents a possible solution to overcome these challenges through the proposal of a drug delivery system able to penetrate said barrier: microencapsulating l-tyrosine. The development of this design requires a previous study of the physicochemical characteristics of all the components involved in the system, which would enable to find the optimal parameters for encapsulation thus also providing the most efficient drug delivery. The study of l-tyrosine’s physicochemical properties is carried out through an extensive review of the literature pertaining to it, along with a study of its surface tension to analyze its self-assembly and aggregation. The same methodology is implemented for the biocompatible surfactant in which the compound will later be entrapped, so as to avoid the formation of large aggregates before the execution of its microencapsulation. After the determination of said parameters, a few other analytical techniques are suggested for further characterization of the complex, alongside an analysis of the best biopolymers to microencapsulate it for future lines of work.