מאמר שיטה

Encapsulation של Dacarbazine הסוכן הטיפולי הסרטן בעזרת Carrier ליפידים Nanostructured

DOI:

10.3791/53760

⸱

26 באפריל 2016

 , 
1Institute of Environment, Health, Risks and Futures, Cranfield University

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

השיטה הנפוצה ביותר עבור ספק שומני nanostructured (NLC) סינתזה כרוכה שמן-ב-מים אמולסיה, המגון ומיצוק. זה שונה כאן על ידי יישום פיזור גזירה גבוהה לאחר התמצקות להשיג NLC עם גודל רצוי, אנקפסולציה סמים משופרת ויעילות טעינת סמים כנשא פוטנציאל למסירה dacarbazine.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הנוסחא היחידה של dacarbazine (DAC) בשימוש קליני היא עירוי תוך ורידים, הצגת פרופיל עניים טיפולי בשל dispersity הנמוך של התרופה בתמיסה מימית. כדי להתגבר על זה, נשאית השומנים nanostructured (NLC) המורכב palmitostearate glyceryl ו איזופרופיל myristate פותחה כדי לתמצת Dac. NLCs עם גודל מבוקר הושג באמצעות פיזור גזירה גבוה (HSD) הבאים מיצוק של תחליב שמן-ב-מים. פרמטרי הסינתזה, כולל ריכוז פעיל שטח, המהירות וזמן של HSD היו אופטימיזציה כדי להשיג את NLC הקטן עם גודל, מדד polydispersion ואת פוטנציאל זטה של ​​155 ± 10 ננומטר, 0.2 ± 0.01, ו -43.4 ± 2 mV, בהתאמה. הפרמטרים האופטימליים גם הועסקו להכנת NLC הטעונה Dac. NLC כתוצאה עמוס Dac דיבוק גודל, מדד polydispersion ואת פוטנציאל זטה של ​​190 ± 10 ננומטר, 0.2 ± 0.01, ו -43.5 ± 1.2 mV, בהתאמה. ה- EF אנקפסולציה סמיםficiency וטעינת התרופה הגיעו 98% ו -14%, בהתאמה. זהו הדיווח הראשון על אנקפסולציה של Dac באמצעות NLC, רומז כי NLC יכול להיות מועמד פוטנציאלי חדש כנשא סמים כדי לשפר את פרופיל הטיפולי של DAC.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dacarbazine (DAC) הוא סוכן אלקילציה המייצר פעילות אנטי גידולית באמצעות מתילציה חומצות גרעין או נזק לדנ"א ישירה, המוביל עיכוב מחזור התא מוות של תאים 1.

כסוכן כימותרפיות השורה הראשונה, Dac נעשה שימוש לבד או בשילוב עם תרופות כימותרפיות אחרות לטיפול בסוגי סרטן שונים 2-6. זהו החומר הפעיל ביותר עד כה בשימוש בטיפול במלנומה עורית גרורתי, שהיא הצורה האגרסיבית ביותר של סרטן העור 3,7,8. שיעור ההיענות, לעומת זאת, רק 20% במקרה הטוב, ואת ההשפעות הטיפוליות הם מלווים לעתים קרובות עם תופעות לוואי מערכתיות חמורות.

בצורתו הטבעית, Dac הוא הידרופילי אינו יציב בשל הרגישות שלה 9. הנוסחא הזמינה רק לשימוש קליני כרגע הוא אבקה סטרילי לשמש השעיה עבור 7,8 עירוי תוך ורידים. שיעור ההיענות הנמוך r הרעילה סיסטמית גבוההאכול של התרופה, ברובו, אל מסיסויות המים הירודות שלה, ולכן זמינות נמוכה באתר היעד, והפצה גבוהה באתרים שאינם יעד, אשר מגבילה את המינון המקסימאלי של התרופה 10. השפלתו המהירה מטבוליזם לאחר אשפוז תוך ורידים יחד עם ההתפתחות של עמידות לתרופות להגביל את היישום הקליני אפקט טיפולי של התרופה 11. לכן, יש צורך דחוף לפתח ניסוחי Dac חלופיים לטיפול מלנומה ממאירה.

מערכות קולואיד המכיל ליפוזומים, מיצלות או חלקיקים nanostructured נחקרו באופן אינטנסיבי לשימושם משלוח סמים כפי שנסקרו על ידי Marilene et al. 12 חלקיקים Nanostructured כנשאים תרופה פוטנציאלית היה למשוך תשומת לב גוברת בעשור האחרון בשל יכולתם להגדיל טעינת סמים יעיל, שחרור תרופה מלא, לשפר הפרמקוקינטיקה בסמי biodistribution, ולכן rלְהַסִיק רעילות התרופה מערכתית 13. רק מעטי nanoformulations, לעומת זאת, נחקר עד כה למסירת Dac, מראה הגנה של התרופה מניוון צילום, מסיסות תרופה גדלה, ושפר אפקט טיפולי 10,14,15. עם זאת ניסוחים אלה סבלו encapsulating יעילות נמוכה ובמידה מסוימת גם באמצעות חלקיקים פולימר סינתטי שאינם וחסכוניים.

ספקי שומני nanostructured (NLC), עשויים מתערובת של שומנים מוצקים ונוזליים, פותחו עבור משלוח סמים 16,17. התרופות כדי להיות במארז הן בדרך כלל מסיסות הוא שומנים הנוזלים שלבי שומנים מוצקים 18, וכתוצאה מכך טעינה גבוהה ולשחרור מבוקר 19. מחקר זה נועד לפתח ניסוח Dac חדש המבוסס על NLC-אנקפסולציה באמצעות glyceryl palmitostearate ו איזופרופיל myristate שומנים. המעורבים בהכנת שמן-ב-מים אמולסיה, אידוי, מיצוק, ו homogenization. ההכנות מתאפיינות גודל NLC, צורה, ultrastructure, ו dispersity, יעילות תרופה אנקפסולציה תרופה טעינת 20.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. הכנת שמן-ב-מים אמולסיה

  1. לשקול palmitostearate glyceryl (120 מ"ג), איזופרופיל myristate (60 מ"ג), succinate פוליאתילן גליקול ד-α-tocopheryl (30 מ"ג) לציטין סויה (30 מ"ג), ולהוסיף אותם 12.5 מ"ל של ממיסים אורגניים (6.25 מ"ל אצטון 6.25 אתנול מ"ל). במהירות לפזר את התערובת בטמפרטורת 70 מעלות צלזיוס (5 מעלות צלזיוס מעל נקודת התכה של השומנים מוצק) באמבט מים.
  2. להוסיף או 125, 250 או 375 מ"ג של Poloxamer188 ב 12.5 מ"ל של DDH 2 O להשיג 1-3% (בהתאמה) של פתרון Poloxamer 188, אשר כפופה חימום באותה טמפרטורה כנ"ל.
  3. מוסיף את פתרון השלב מימייה משלב 1.2 לפתרון שלב הנפט dropwise צעד 1.1 כדי ליצור אמולסיות תחת בחישה מגנטית ב 400 סל"ד. מערבבים את תחליב ב 400 סל"ד במשך 4 אחר hr לאפשר אידוי של ממיסים אורגניים.

2. התמצקות המגון

  1. השאירו tהוא תחליב בחדר קר (4 מעלות צלזיוס) במשך שעה 2 כדי לחזק / להתגבש.
  2. כדי להשיג NLC, לייחד התחליב לפיזור מוחלט גבוה (HSD) עם homogenizer ב 10,000-15,000 סל"ד במשך 10-40 דקות.

אופטימיזציה 3. הכנת NLC

  1. קח דגימות משלב 2.2 עם ריכוז פעיל שטח של 1, 2 ו -3 HSD והתנסות% במהירויות של 10,000, 15,000 ו -20,000 סל"ד, בהתאמה, ומרווחי זמן של 10, 20, 30 ו -40 דקות, בהתאמה,
  2. בדיקת דגימות עבור גודל החלקיקים (PS), מדד פיזור פולי (PDI), מורפולוגיה ultrastructure 20.
    הערה: הפרמטרים לייצר חלקיקים עם הגודל הקטן ביותר (155 ננומטר) PDI (0.2) הערך נקבעים אופטימלי.

4. הכנת Dac טעון NLC (NLC-DAC)

  1. כן פתרון שלב שמן כמתואר בשלב 1.1 בתוספת Dac (70 מ"ג) לפני המסת את התערובת על 70 מעלות צלזיוס באמבט מים.
  2. Prepare פתרון שלב מימי כמתואר בשלב 1.2 עם פעילי שטח 1%, ולהוסיף פתרון זה לזה מוכן בשלב 4.1 dropwise כדי ליצור אמולסיה תחת בחישה מגנטית ב 400 סל"ד. מערבבים את תחליב במשך שעה 4 נוסף להתאדות ממיסים אורגניים.
  3. השאר את התחליב בחדר קר (4 מעלות צלזיוס) במשך שעה 2 כדי לחזק / להתגבש כמתואר בשלב 2, ולבסוף, לייחד התחליב לפיזור מוחלט גבוה (HSD) באמצעות הפרמטרים האופטימליים נקבעו בשלב 3.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ההכנות של NLC ו NLC-DAC באמצעות palmitostearate glyceryl ו איזופרופיל myristate עם פרמטרים שונים התאפיינו עבור PS, PDI, מורפולוגיה ultrastructure 20. נ.ב. ו PDI של NLCs היה ריכוז פעיל שטח, מהירות HSD ומשך תלויים. כמו להישפט על ידי PS ו- PDI של NLCs, את התוצאות הטובות ביותר הושגו עם 1% של פעילי שטח ומהירות פיזור עצומה של 15,000 סל"ד למשך 30 דקות (איור 1 א ', ב' וג '), ולפיכך wwew נבחרה הפ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ליפידים מבוססי חלקיקי nanostructured כבר נוצל כדי לספק ספק lipophilic ביותר עבור משלוח של תרופות הידרופובי. NLC הוא הדור השני של נושאת nanostructured שומנים מוצקה, שהן מוצקות חדר טמפרטורת גוף. השילוב של שומנים מוצקים לתוך שומנים נוזלים בתוך תוצאות NLC ב התגבשות פחות מושלמת, ובכך מגדיל את יעילות תרופת ההעמסה גם צמצום גירוש תרופות כמוסות במהלך האחסון.

לסינתזה NLC, השיטה הנפוצה ביותר כרוכה שמן-ב-מים אמולסיה, המגון ו...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

החוקרים אין לי מה לחשוף.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מודים המלגה במימון סעודיה (I821) לביצוע מחקר אפשרי. המחברים מודים לד"ר Xianwei ליו כדי לקבל תמיכה מקצועית בניתוח TEM ב אוניברסיטת קרנפילד.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
Dacarbazine (DAC)Sigma Aldrich (Gillingham Dorset, UK)D2390-100MGהמשמשת להעלאת
גליצריל פלמיטוסטארט Gattefossé (Saint_Priest_c ו-eacute; dex, צרפת)85251-77-0ליפידים מוצקים 
d-α- טוקופרול פוליאתילן גליקול סוקסינט (TPGS)סיגמא אולדריץ' (גילינגהם דורסט, בריטניה)57668שטח פאזה ליפידים
פולוקסמר 188סיגמא אולדריץ' (גילינגהם דורסט, בריטניה)15759-1KGחומר פעילי שטח פאזה ליקיודי
אצטון סיגמא אולדריץ' (גילינגהם דורסט, בריטניה)650501-1Lממס אורגני
אתנול סיגמא אולדריץ' (גילינגהם דורסט, בריטניה)459836-1Lממס אורגני
לציטין סויה (SL)Cuisine Innovation (דיז'ון, צרפת)SLL1402פעילי שטח בשלב השומני
מים מזוקקים כפולים נאספו במעבדה שלנוממערכת המים האולטרה-טהורים Millipore-Q Gradient A10 (Millipore, צרפת)SAS - 67120 שלב מימי 
T 25 דיגיטלי ULTRA-TURRAXIKA3725000כמפזר גזירה גבוהה
Hotplate Magnetic Stirrerתמיכה מדעית, Inc1454 הומוגניזציה של אמולסיה
תרופה פעילי

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Loo, T. L., Housholder, G. E., Gerulath, A. H., Saunders, P. H., Farquhar, D. Mechanism of action and pharmacology studies with DTIC (NSC 45388). Cancer Treat Rep. 60 (2), 149-152 (1976).
  2. Behringer, K., et al. Omission of dacarbazine or bleomycin, or both, from the ABVD regimen in treatment of early-stage favourable Hodgkin's lymphoma (GHSG HD13): An open-label, randomised, non-inferiority trial. The Lancet. 385 (9976), 1418-1427 (2014).
  3. Carvajal, R. D., et al. A phase 2 randomised study of ramucirumab (IMC-1121B) with or without dacarbazine in patients with metastatic melanoma. Eur J Cancer. 50 (12), 2099-2107 (2014).
  4. Jiang, G., Li, R., Sun, C., Liu, Y., Zheng, J. Dacarbazine combined targeted therapy versus dacarbazine alone in patients with malignant melanoma: A meta-analysis. PLoS ONE. 9 (12), (2014).
  5. Lazar, V., et al. Sorafenib plus dacarbazine in solid tumors: A phase i study with dynamic contrast-enhanced ultrasonography and genomic analysis of sequential tumor biopsy samples. Invest New Drugs. 32 (2), 312-322 (2014).
  6. Niemeijer, N. D., Alblas, G., Van Hulsteijn, L. T., Dekkers, O. M., Corssmit, E. P. M. Chemotherapy with cyclophosphamide, vincristine and dacarbazine for malignant paraganglioma and pheochromocytoma: Systematic review and meta-analysis. Clin Endocrinol (Oxf). 81 (5), 642-651 (2014).
  7. Bedikian, A. Y., Garbe, C., Conry, R., Lebbe, C., Grob, J. J. Dacarbazine with or without oblimersen (a Bcl-2 antisense oligonucleotide) in chemotherapy-naive patients with advanced melanoma and low-normal serum lactate dehydrogenase: 'The AGENDA trial'. Melanoma Res. 24 (3), 237-243 (2014).
  8. Daponte, A., et al. Phase III randomized study of fotemustine and dacarbazine versus dacarbazine with or without interferon-a in advanced malignant melanoma. J Trans Med. 11 (1), (2013).
  9. Jiao, J., Rhodes, D. G., Burgess, D. J. Multiple Emulsion Stability: Pressure Balance and Interfacial Film Strength. J Colloid Interface Sci. 250 (2), 444-450 (2002).
  10. Kakumanu, S., Tagne, J. B., Wilson, T. A., Nicolosi, R. J. A nanoemulsion formulation of dacarbazine reduces tumor size in a xenograft mouse epidermoid carcinoma model compared to dacarbazine suspension. Nanomedicine. 7 (3), 277-283 (2011).
  11. Xie, T., Nguyen, T., Hupe, M., Wei, M. L. Multidrug resistance decreases with mutations of melanosomal regulatory genes. Cancer Res. 69 (3), 992-999 (2009).
  12. Estanqueiro, M., Amaral, M. H., Conceição, J., Lobo, J. M. S. Nanotechnological carriers for cancer chemotherapy: the state of the art. Colloids Surf., B. 126, 631-648 (2015).
  13. Koziara, J. M., Whisman, T. R., Tseng, M. T., Mumper, R. J. In-vivo efficacy of novel paclitaxel nanoparticles in paclitaxel-resistant human colorectal tumors. J Controlled Release. 112 (3), 312-319 (2006).
  14. Ding, B., et al. Biodegradable methoxy poly (ethylene glycol)-poly (lactide) nanoparticles for controlled delivery of dacarbazine: Preparation, characterization and anticancer activity evaluation. Afr J Pharm Pharacol. 5 (11), 1369-1377 (2011).
  15. Ding, B., et al. Anti-DR5 monoclonal antibody-mediated DTIC-loaded nanoparticles combining chemotherapy and immunotherapy for malignant melanoma: target formulation development and in vitro anticancer activity. Int J Nanomedicine. 6, 1991-2005 (2011).
  16. Jenning, V., Thünemann, A. F., Gohla, S. H. Characterisation of a novel solid lipid nanoparticle carrier system based on binary mixtures of liquid and solid lipids. Int J Pharm. 199 (2), 167-177 (2000).
  17. Müller, R. H., Radtke, M., Wissing, S. A. Nanostructured lipid matrices for improved microencapsulation of drugs. Int J Pharm. 242 (1-2), 121-128 (2002).
  18. Pouton, C. W. Lipid formulations for oral administration of drugs: Non-emulsifying, self-emulsifying and 'self-microemulsifying' drug delivery systems. Eur. J. Pharm. Sci. 11 (Suppl. 2), S93-S98 (2000).
  19. Jores, K., Mehnert, W., Drechsler, M., Bunjes, H., Johann, C., Mäder, K. Investigations on the structure of solid lipid nanoparticles (SLN) and oil-loaded solid lipid nanoparticles by photon correlation spectroscopy, field-flow fractionation and transmission electron microscopy. J Controlled Release. 95 (2), 217-227 (2004).
  20. Almousallam, M., Zhu, H. Encapsulation of cancer therapeutic agent dacarbazine using nanostructured lipid carrier. Int nano lett. , (2015).
  21. Ng, W. K., et al. Thymoquinone-loaded nanostructured lipid carrier exhibited cytotoxicity towards breast cancer cell lines (MDA-MB-231 and MCF-7) and cervical cancer cell lines (HeLa and SiHa). BioMed Research International. , (2015).
  22. Sun, M., et al. Quercetin-nanostructured lipid carriers: Characteristics and anti-breast cancer activities in vitro. Colloids Surf., B. 113, 15-24 (2014).
  23. Savla, R., Garbuzenko, O. B., Chen, S., Rodriguez-Rodriguez, L., Minko, T. Tumor-Targeted Responsive Nanoparticle-Based Systems for Magnetic Resonance Imaging and Therapy. Pharm Res. 31 (12), 3487-3502 (2014).
  24. Chen, Y., et al. Formulation, characterization, and evaluation of in vitro skin permeation and in vivo pharmacodynamics of surface-charged tripterine-loaded nanostructured lipid carriers. Int J Nanomedicine. 7, 3023(2012).
  25. Sanna, V., Caria, G., Mariani, A. Effect of lipid nanoparticles containing fatty alcohols having different chain length on the ex vivo skin permeability of Econazole nitrate. Powder Technol. 201 (1), 32-36 (2010).
  26. Brigger, I., Dubernet, C., Couvreur, P. Nanoparticles in cancer therapy and diagnosis. Adv Drug Deliv Rev. 54 (5), 631-651 (2002).
  27. Visaria, R. K., et al. Enhancement of tumor thermal therapy using gold nanoparticle-assisted tumor necrosis factor-a delivery. Mol Cancer Ther. 5 (4), 1014-1020 (2006).
  28. Tripathi, A., Gupta, R., Saraf, S. A. PLGA nanoparticles of anti tubercular drug: Drug loading and release studies of a water in-soluble drug. Int J PharmTech Res. 2 (3), 2116-2123 (2010).
  29. Joshi, M., Patravale, V. Nanostructured lipid carrier (NLC) based gel of celecoxib. Int J Pharm. 346 (1-2), 124-132 (2008).
  30. Lim, W. M., Rajinikanth, P. S., Mallikarjun, C., Kang, Y. B. Formulation and delivery of itraconazole to the brain using a nanolipid carrier system. Int J Nanomedicine. 9 (1), 2117-2126 (2014).
  31. Bei, D., Zhang, T., Murowchick, J. B., Youan, B. C. Formulation of dacarbazine-loaded cubosomes. Part III. physicochemical characterization. AAPS PharmSciTech. 11 (3), 1243-1249 (2010).
  32. Lei, M., et al. Dual drug encapsulation in a novel nano-vesicular carrier for the treatment of cutaneous melanoma: Characterization and in vitro/in vivo evaluation. RSC Advances. 5 (26), (2015).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

מאמרים קשורים