Follicular targeted drug delivery via nanocarriers in the treatment of (auto)inflammatory skin diseases

Abstract

Today, it is widely known that nanoparticles (NPs) maximize follicular and minimize interfollicular drug delivery, thereby reducing systemic drug levels and severe side effects. Non-life-threatening skin diseases, like Alopecia Areata (AA), a reversible hair loss disorder associated with major negative effect on quality of life, lack of sufficient treatment, among other things caused by negative risk-benefit profiles of potent drugs such as Janus Kinase inhibitors, e.g., tofacitinib (TFB). Therefore, NPs are predestined to enable a targeted drug delivery into hair follicles (HFs) for a safer treatment against skin diseases like AA. As proof of concept, the NP deposition inside human scalp HFs was studied by adjustment of a quantification method for human forearm HFs. Investigations on healthy human, AAaffected hairless and hairy body donor scalp HFs showed that NP uptake into HFs depends on follicular density but is independent of hair shaft presence and hair type. Accordingly, TFB-loaded NPs were developed. Previously-synthesized squalenyl derivative NPs exceeded other approaches, demonstrating high drug loading capacity, biocompatibility, colloidal stability, and enhanced follicular delivery in an ex vivo pig ear model, which was supported by a biological effect in an in vivo dermatitis mouse model. Further investigations on follicular targeted delivery via NPs for a safe and potent treatment of skin diseases, leading to translation into the clinics, are highly desired.

Nanopartikel (NP) maximieren den follikulären und minimieren den interfollikulären Arzneistofftransport. Sie reduzieren dabei systemische Wirkstoffspiegel und schwere Nebenwirkungen. Für nicht lebensbedrohliche Hauterkrankungen wie Alopecia Areata (AA) gibt es keine zufriedenstellende Behandlung, da unter anderem für potente Arzneistoffe wie Janus Kinase Inhibitor Tofacitinib (TFB) negative Nutzen-Risiko-Verhältnisse existieren. Daher ist ein gezielter Arzneistofftransport durch NP in Haarfollikeln (HF) prädestiniert, um eine sichere und effiziente Behandlung von AA zu ermöglichen. Die Machbarkeitsstudie untersuchte die NP-Deposition in menschlichen Kopfhaut-HF unter Zuhilfenahme einer Quantifizierungsmethode für menschliche Unterarm-HF. Sowohl Untersuchungen an gesunden, an AA-befallenen haarlosen als auch an Körperspenden Kopfhaut-HF zeigten, dass die NP-Aufnahme in HF abhängig ist von der Follikeldichte, jedoch nicht vom Haarschaft-Vorhandensein oder dem Haartyp. TFB beladene Squalen-Derivat-NP überzeugten durch hohe Arzneistoffbeladung, Biokompatibilität, kolloidale Stabilität und verbesserten follikulären Arzneistofftransport – gezeigt im Ex-vivo-Schweineohrmodell und unterstützt durch eine biologische Antwort im In-vivo-Dermatitis-Mausmodell. Weitere Untersuchungen des follikulären gezielten Arzneistofftransports mit NP zur Erreichung einer sicheren und effizienten Behandlung von Hauterkrankungen, welche zu einer Translation in die Klinik führen, sind sehnlichst erwünscht.