La encapsulación de cáncer terapéutica Agente dacarbazina Uso de lípidos nanoestructurados Carrier
26 de abril de 2016
El método más comúnmente utilizado para la síntesis de vehículo lipídico nanoestructurado (NLC) implica emulsión de aceite-en-agua, la homogeneización y la solidificación. Esto fue modificado aquí mediante la aplicación de dispersión de alta cizalladura después de la solidificación para lograr una NLC con el tamaño deseable, la mejora de la encapsulación de fármacos y la eficiencia de carga de fármaco como un vehículo potencial para la administración dacarbazina.
El objetivo general de este procedimiento es preparar un portador lipídico nanoestructurado para encapsular el agente terapéutico contra el cáncer dacarbazina. Este procedimiento es sencillo y está bien optimizado. Permitiendo la preparación de portadores lipídicos nanoestructurados con una capacidad bien controlada.
Las principales ventajas de la nueva formulación de dacarbazina incluyen el aumento de la dispersidad del fármaco en solución acuosa, la estabilidad histórica prolongada y la mejora del control de la liberación del fármaco. Esta mejora también puede conducir a una vida media prolongada in vivo. Comience añadiendo 6,25 ml de acetona y etanol a un matraz.
A los disolventes, añadir palmitostato de glicerilo, miristato de isopropilo, succinato de polietilenglicol D-a-tocoferil y lecitina de soja. Disuelve la mezcla a 70 grados centígrados en un baño de agua. En un matraz adicional, agregue 12,5 ml de agua.
Cree una solución de poloxamer 188 al 1% disolviendo 125 mg en el agua. Caliente el matraz a 70 grados centígrados para disolver completamente el producto químico. Mientras agita la solución orgánica a 400 rpm, agregue gota a gota la solución de poloxamer 188 al 1% para formar una emulsión.
Revuelva la emulsión durante cuatro horas más para evaporar el solvente orgánico. Después de cuatro horas, coloque la emulsión en un refrigerador a cuatro grados centígrados durante dos horas para que se solidifique. Para obtener portadores de lípidos nanoestructurados o NLCs, se utiliza un homogeneizador para someter las emulsiones solidificadas a una dispersión de alto cizallamiento.
Mezcle la solución a 15000 rpm durante 30 minutos para dispersar la emulsión. Muestree la solución en incrementos de 10 minutos. Tome 14 microlitros de emulsión en una cubeta de dispersión de luz dinámica o DLS.
Y diluir a 1 ml con agua deuterada para medir. Lea la muestra de la cubeta en el instrumento. Examine las muestras para evaluar qué muestras tienen el tamaño más pequeño y el índice de polidispersión más pequeño.
Por lo tanto, para determinar la velocidad de mezcla óptima y el tiempo de mezcla para la creación de NLC. Observar las muestras para determinar la morfología y la ultraestructura del NLC. Aplique la misma dilución de muestras a la rejilla de cobre recubierta de fibra de carbono de un instrumento de microscopio electrónico de transmisión.
Deje que la muestra se seque al aire y luego ejecute la muestra según las instrucciones del fabricante. Ahora que se han optimizado las condiciones, prepare una solución tal como se realizó para las emulsiones iniciales. Después de combinar los reactivos de glicerilo, isopropilo, succinato de polietilenglicol y lecitina de soja, agregue 70 mg de dacarbazina y luego caliente la solución a 70 grados centígrados.
Prepare 12,5 ml de una solución acuosa de poloxamer 188 al 1%. Calentar el matraz a 70 grados centígrados. Después de disolver el poloxamer 188, agregue la solución gota a gota a la solución orgánica, agitando a 400 rpm para formar una emulsión.
Revuelva la emulsión durante cuatro horas más para evaporar el solvente orgánico. Como antes, coloque la emulsión en una cámara frigorífica a cuatro grados centígrados durante dos horas para que se solidifique. Utilice la alta velocidad de dispersión optimizada de 15000 rpm durante 30 minutos para homogeneizar la emulsión.
Las preparaciones del NLC y el NLC cargado con dacarpichina con diferentes parámetros se caracterizaron para el tamaño de partícula y el índice de polidispersión. El tamaño de partícula y el índice de polidispersión de los NLC fueron dependientes de la concentración de surfactante, la velocidad de dispersión de alto cizallamiento y la duración. A juzgar por el tamaño de partícula y el índice de polidispersión, los mejores resultados se lograron con un 1% de surfactante y la velocidad de dispersión por cizallamiento de 15000 rpm durante 30 minutos.
Los cuales fueron seleccionados como los parámetros óptimos para la preparación de NLC en este estudio. Cuando se utilizaron los parámetros óptimos para la preparación de NLC cargada con dacarbazina, el tamaño más pequeño alcanzado fue de 155 nanómetros para NLC y de 190 nanómetros para NLC cargado con dacarbazina. Ambos con un índice de polidispersión de 0,2, lo que indica una buena uniformidad.
La carga y encapsulación de dacarbazina en NLC está indicada por los cambios de tamaño y estructura. Donde el NLC cargado de dacarbazina muestra un tamaño mayor y estructuras internas alteradas en comparación con el NLC. Una vez dominada, esta técnica se puede realizar en ocho horas si se realiza a la perfección.
Al intentar este procedimiento, es muy importante recordar que las líneas de evaporación y solidificación son muy críticas. Ya que demasiado largo o demasiado corto tendrá un efecto negativo en la generación de portadores de lípidos nanoestructurados. Después de este procedimiento, el portador de lípidos nanoestructurado reducido es estable durante seis meses a cuatro grados centígrados.
Permitiendo realizar caracterizaciones como farmacología y toxicología. Esta técnica allanó el camino para que aquellos en constante investigación exploraran la formulación nanoestructurada de dacarbazina basada en portadores para una variedad de tratamientos contra el cáncer. Hasta la fecha, la dacarbazina es el agente más activo en el tratamiento del melanoma cutáneo y metastásico.
Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo preparar un portador de lípidos nanoestructurado y usar un portador de lípidos nanoestructurado para encapsular dacarbazina. Al trabajar con materiales peligrosos como la dacarbazina, siempre se debe usar equipo de protección personal, incluida una bata de laboratorio, guantes protectores y protección para los ojos. También es necesario acceder a él para trabajar con el disolvente peligroso.
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Descripción general
Este estudio presenta un método modificado para sintetizar portadores lipídicos nanoestructurados (NLCs) para la administración del fármaco anticancerígeno dacarbacina. El nuevo enfoque mejora la encapsulación del fármaco y la eficiencia de carga, lo que potencialmente mejora los resultados terapéuticos.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Nanotecnología
- Ciencias Farmacéuticas
- Terapia contra el Cáncer
Antecedentes
- Los portadores lipídicos nanoestructurados son eficaces para la administración de fármacos.
- La dacarbacina es un agente quimioterapéutico utilizado en el tratamiento del cáncer.
- Mejorar los sistemas de administración de fármacos puede aumentar la eficacia terapéutica.
- Los métodos tradicionales pueden limitar la encapsulación y estabilidad del fármaco.
Objetivo del estudio
- Desarrollar un NLC más eficiente para la administración de dacarbacina.
- Lograr una mayor dispersión y estabilidad del fármaco en solución.
- Mejorar el control de la liberación del fármaco para obtener mejores resultados terapéuticos.
Métodos Utilizados
- Técnica de emulsión aceite-en-agua para la síntesis de NLC.
- Aplicación de dispersión de alta cizalla tras la solidificación.
- Caracterización del tamaño de las NLC y de la eficiencia de carga del fármaco.
- Evaluación de la dispersidad del fármaco y de la estabilidad en soluciones acuosas.
Resultados principales
- El método de síntesis modificado dio como resultado un tamaño deseable de NLC.
- Se observó una mayor eficiencia de encapsulación y carga del fármaco.
- Mejor dispersidad del fármaco y estabilidad prolongada en solución.
- Potencial para un mejor control de la liberación del fármaco y una semivida prolongada in vivo.
Conclusiones
- La nueva formulación de NLC muestra potencial para la terapia contra el cáncer.
- Las modificaciones del método pueden conducir a mejoras significativas en la administración de fármacos.
- Se necesitan estudios adicionales para evaluar la eficacia in vivo.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Los portadores lipídicos nanoestructurados (NLCs) abordan la baja dispersibilidad acuosa de la dacarbacina, una limitación clave en su formulación intravenosa, al mejorar la solubilidad y estabilidad del fármaco. Este sistema de administración permite una semivida prolongada y un control mejorado de la liberación, facilitando la evaluación preclínica de agentes quimioterapéuticos. El método proporciona una plataforma escalable para la reformulación de fármacos oncológicos hidrófobos con el fin de mejorar el índice terapéutico y reducir la pérdida relacionada con la formulación.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite la formulación de agentes anticancerígenos poco solubles en agua, como la dacarbacina, para la evaluación farmacológica in vitro e in vivo.
- Valor operativo: Proporciona un sistema reproductible de nanopartículas para aislar los efectos específicos del fármaco de los artefactos de formulación en ensayos de validación de dianas.
Desarrollo de Pruebas y Tamizaje
- Valor científico: Genera NLC uniformes (190 ± 10 nm, PDI 0.2 ± 0.01) adecuados para ensayos de citotoxicidad de alto rendimiento y de mecanismo de acción.
- Valor operativo: Alcanza una eficiencia de encapsulación alta (98 %) y una carga de fármaco (14 %), asegurando una dosificación consistente en bibliotecas de compuestos.
Investigación Traductiva y Preclínica
- Valor científico: Apoya estudios de farmacocinética y toxicología al mejorar la dispersión y estabilidad del fármaco durante seis meses a 4°C.
- Valor operativo: Permite la ampliación mediante dispersión de alta cizalladura (15.000 rpm, 30 min) tras la solidificación, un proceso compatible con la producción piloto cercana a las Buenas Prácticas de Manufactura (GMP).
Integración de la Línea de Producción y Flujo de Trabajo
Esta formulación de NLC se integra en la continuidad del descubrimiento oncológico, desde la validación del compuesto activo hasta la optimización del fármaco líder, donde la liberación controlada del fármaco y la solubilidad son fundamentales para evaluar la interacción con el objetivo y los márgenes de seguridad.
- Biología del Descubrimiento: Facilita la comprobación de hipótesis al administrar dacarbazina en una forma estable y dispersable para evaluar las respuestas de líneas celulares de melanoma.
- Tamizaje: Produce NLC con un potencial zeta de -43,5 ± 1,2 mV, asegurando la estabilidad coloidal en medios acuosos de tamizaje.
- Análisis: Permite la cuantificación de la liberación del fármaco y la eficiencia de encapsulación mediante DLS y HPLC, apoyando estudios de relación estructura-actividad.
- Investigación Traducional: Se alinea con la continuidad preclínica al proporcionar un nanovehículo estable para modelos de biodistribución y xenoinjertos de melanoma.
- Reutilización Empresarial: La plataforma de NLC basada en HSD es adaptable a otros fármacos hidrófobos, reduciendo el esfuerzo de redesarrollo en las líneas de oncología.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Mejora la confianza predictiva en los ensayos anticancerígenos al minimizar la variabilidad debida a la agregación o precipitación del fármaco.
- Valor operativo: Utiliza lípidos fácilmente disponibles (palmitostearato de glicerilo, miristato de isopropilo) y surfactantes (poloxámero 188, lecitina) para una síntesis rentable.
- Valor estratégico: Reduce el riesgo de fracaso en fases avanzadas al abordar tempranamente en el desarrollo los problemas de biodisponibilidad relacionados con la solubilidad.
- Impacto en la cartera: Permite la priorización ajustada al riesgo de derivados y análogos de dacarbacina mediante una viabilidad mejorada de la formulación.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en la formulación de nanopartículas lipídicas y en técnicas de homogeneización de alta cizalladura.
- Depende del acceso a homogeneizadores capaces de alcanzar 15.000 rpm y herramientas analíticas como la DLS y el MET para la caracterización.
- Necesita la estandarización de la concentración de surfactante (1 %) y de los protocolos de solidificación (4 °C, 2 h) entre los equipos para garantizar la consistencia entre lotes.
- La adaptación a otros terapéuticos contra el cáncer podría requerir la optimización de la matriz lipídica para mantener la eficiencia de encapsulación.
- Está limitado por la necesidad de almacenamiento en frío (4 °C) para mantener la estabilidad de las NLC durante seis meses, lo que afecta la logística de almacenamiento a largo plazo.
