Articolo metodologico

Incapsulamento del Cancro agente terapeutico dacarbazina Utilizzando Nanostrutturati Lipid Carrier

DOI:

10.3791/53760

⸱

26 aprile 2016

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

In questo articolo

Sommario

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Il metodo più comunemente utilizzato per nanostrutturato carrier lipidico sintesi (NLC) coinvolge olio in emulsione acquosa, omogeneizzazione e solidificazione. Questo è stato modificato qui applicando alta dispersione di taglio dopo la solidificazione di raggiungere un NLC con la dimensione auspicabile, una migliore incapsulamento di droga e l'efficienza farmaco carico come un potenziale vettore per la consegna dacarbazina.

Abstract

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L'unica formula di dacarbazina (DAC) in uso clinico è l'infusione endovenosa, presenta un profilo terapeutico povero a causa della bassa dispersità del farmaco in soluzione acquosa. Per ovviare a questo, un vettore nanostrutturato lipidica (NLC) costituito gliceril palmitostearato e isopropil miristato è stato sviluppato per incapsulare Dac. NLCS con dimensione controllata sono stati raggiunti con elevata dispersione di taglio (HSD) dopo la solidificazione di emulsione di olio in acqua. I parametri di sintesi, tra cui la concentrazione di tensioattivi, la velocità e il tempo di HSD sono stati ottimizzati per ottenere il NLC più piccolo con la dimensione, indice di polidispersione e potenziale zeta di 155 ± 10 nm, 0,2 ± 0,01, e -43,4 ± 2 mV, rispettivamente. I parametri ottimali sono stati anche impiegati per la preparazione NLC DAC-caricato. Il CNT risultante caricato con Dac possedeva dimensioni, l'indice di polidispersione e potenziale zeta di 190 ± 10 nm, 0,2 ± 0,01, e -43,5 ± 1,2 mV, rispettivamente. L'ef incapsulamento della drogaFICIENCY e caricamento del farmaco ha raggiunto il 98% e il 14% rispettivamente. Questo è il primo rapporto sulla incapsulamento del Dac utilizzando NLC, il che implica che NLC potrebbe essere un nuovo candidato potenziale come vettore di droga per migliorare il profilo terapeutico di Dac.

Introduzione

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Dacarbazina (DAC) è un agente alchilante che esercita l'attività anti-tumorale attraverso acidi nucleici metilazione del DNA o danni diretti, portando ad arresto del ciclo cellulare e la morte cellulare 1.

Come primo agente chemioterapico linea, Dac è stato usato da solo o in combinazione con altri farmaci chemioterapici per il trattamento di vari cancri 2-6. Esso è l'agente più attivo finora usato nel trattamento di melanoma cutaneo e metastatico, che è la forma più aggressiva di 3,7,8 cancro della pelle. Il tasso di risposta, tuttavia, è solo il 20% al massimo, e gli effetti terapeutici sono spesso accompagnate da gravi effetti collaterali sistemici.

Nella sua forma naturale, DAC è idrofilo ed è instabile a causa della sua fotosensibilità 9. L'unica formula disponibile per uso clinico attualmente è una polvere sterile per essere utilizzato in sospensione per via endovenosa 7,8 infusione. Il basso tasso di risposta ed elevata tossicità sistemica rmangiato del farmaco è in gran parte attribuibile alla sua scarsa solubilità in acqua, quindi a basso disponibilità al sito di destinazione, e alta la distribuzione in siti non bersaglio, che limita la dose massima del farmaco 10. La rapida degradazione e metabolismo dopo il ricovero endovenosa insieme allo sviluppo di resistenza ai farmaci limitano l'applicazione clinica ed effetto terapeutico del farmaco 11. Pertanto, non vi è un urgente bisogno di sviluppare formulazioni alternative DAC per il trattamento di melanoma maligno.

Sistemi colloidali contenenti liposomi, micelle o particelle nanostrutturate sono stati intensamente studiati per il loro uso nella somministrazione di farmaci come recensito da Marilene et al. 12 particelle nanostrutturati come portatori potenziali di farmaci sono state attirando sempre maggiore attenzione negli ultimi dieci anni a causa della loro capacità di aumentare carico di droga efficienza, controllo di rilascio del farmaco, migliorare la farmacocinetica di droga e la biodistribuzione, e quindi restrarre droga tossicità sistemica 13. Solo pochi nanoformulazioni, tuttavia, sono state studiate finora per la consegna Dac, che mostra la protezione del farmaco dal foto degenerazione, maggiore solubilità della droga, e migliorato effetto terapeutico 10,14,15. Tuttavia queste formulazioni sofferto di scarsa efficienza di incapsulamento, mentre alcuni anche utilizzando nanoparticelle polimeriche di sintesi che non sono convenienti.

Vettori nanostrutturati lipidici (NLC), costituiti da una miscela di lipidi solidi e liquidi, sono stati sviluppati per drug delivery 16,17. I farmaci devono essere incapsulate sono spesso solubili in entrambi i lipidi liquidi e fasi lipidi solidi 18, con un conseguente elevato carico e rilascio controllato 19. Questo studio mira a sviluppare una nuova formulazione Dac sulla base di NLC-incapsulamento utilizzando gliceril palmitostearato e isopropilmiristato come lipidi. La preparazione coinvolti olio in emulsione acquosa, evaporazione, solidificazione, e homogenization. I preparativi sono stati caratterizzati per la dimensione NLC, forma, ultrastruttura e dispersity, l'efficienza di incapsulamento di droga e di carico di droga 20.

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Protocollo

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1. Preparazione di emulsioni olio-in-acqua

  1. Pesare gliceril palmitostearato (120 mg), isopropilmiristato (60 mg), D-α-tocoferolo polietilene glicole succinato (30 mg) e lecitina di soia (30 mg), e aggiungerli al 12,5 ml di solventi organici (6,25 ml di acetone e 6,25 ml di etanolo). sciogliere rapidamente la miscela alla temperatura di 70 ° C (5 ° C sopra il punto di fusione del lipide solido) in bagno d'acqua.
  2. Aggiungere sia 125, 250 o 375 mg di Poloxamer188 in 12,5 ml di DDH 2 O per ottenere 1-3% (rispettivamente) Poloxamer 188 soluzione, che è soggetto a riscaldamento alla stessa temperatura come sopra.
  3. Aggiungere la soluzione fase acquosa dalla fase 1.2 alla soluzione fase olio dal punto 1.1 a gocce per formare emulsioni sotto agitazione magnetica a 400 rpm. Mescolare l'emulsione a 400 rpm per altri 4 ore per consentire l'evaporazione dei solventi organici.

2. solidificazione e omogeneizzazione

  1. lasciare tha emulsione in una stanza fredda (4 ° C) per 2 ore a solidificare / cristallizzare.
  2. Per ottenere NLC, sottoporre l'emulsione di elevata dispersione pura (HSD), con un omogeneizzatore a 10.000-15.000 rpm per 10-40 min.

3. Ottimizzazione del NLC Preparazione

  1. Prelevare campioni dal punto 2.2 con una concentrazione di tensioattivo di 1, 2 e 3% sottoposti HSD a velocità di 10.000, 15.000 e 20.000 rpm, rispettivamente, e gli intervalli di tempo di 10, 20, 30 e 40 minuti, rispettivamente,
  2. Esaminare i campioni per dimensione delle particelle (PS), poli indice di dispersione (PDI), morfologia e ultrastruttura 20.
    Nota: I parametri che producono particelle con il più piccolo formato (155 nm) e il valore di PDI (0,2) sono determinati come ottimale.

4. Preparazione di Dac-caricato NLC (NLC-Dac)

  1. Preparare la soluzione fase olio come descritto al punto 1.1 con l'aggiunta di Dac (70 mg) prima sciogliendo la miscela a 70 ° C a bagnomaria.
  2. Prepare una soluzione fase acquosa come descritto al punto 1.2 con 1% di tensioattivo, e aggiungere questa soluzione a quello preparato nella fase 4.1 a gocce per formare una emulsione sotto agitazione magnetica a 400 rpm. Mescolare l'emulsione per ulteriori 4 ore per evaporare i solventi organici.
  3. Lasciare l'emulsione in una stanza fredda (4 ° C) per 2 ore a solidificare / cristallizzare come descritto al punto 2, e, infine, sottoporre l'emulsione di elevata dispersione pura (HSD) utilizzando i parametri ottimali determinati nella fase 3.

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Risultati

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I preparativi della NLC e NLC-Dac utilizzando gliceril palmitostearato e isopropilmiristato con diversi parametri sono stati caratterizzati per PS, PDI, morfologia e ultrastruttura 20. Il PS e PDI del NLCS erano concentrazione di tensioattivi, la velocità HSD e la durata dipendente. Come giudicato da PS e PDI del NLCS, i migliori risultati sono stati ottenuti con 1% di tensioattivo e una velocità di dispersione pura di 15.000 rpm per 30 min (Figura 1A,

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Discussione

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particelle nanostrutturati a base di lipidi sono stati utilizzati per fornire un supporto altamente lipofilo per la consegna dei farmaci idrofobici. Un NLC è la seconda generazione del vettore lipidico nanostrutturato solido, che sono solidi a temperatura ambientale e del corpo. L'incorporazione di un lipide solido in un lipide liquido in un risultato NLC in una cristallizzazione meno perfetta, aumentando così l'efficienza droga carico e riducendo anche l'espulsione di farmaci incapsulati durante la conserva...

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Dichiarazioni

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

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Gli autori riconoscono la borsa di studio Arabia Saudita-finanziato (I821) per aver reso possibile la ricerca. Gli autori sono grati al dott Xianwei Liu per il supporto di esperti in analisi TEM presso la Cranfield University.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Dacarbazina (DAC)Sigma Aldrich (Gillingham Dorset, Regno Unito)D2390-100MGfarmaco utilizzato per caricare
gliceril palmitostearato Gattefossé (Saint_Priest_c&eacuto; dex, Francia)85251-77-0lipidi solidi 
d-&alfa;- Tocoferolo polietilenglicole succinato (TPGS)Sigma Aldrich (Gillingham Dorset, Regno Unito)57668tensioattivo in fase lipidica
Poloxamer 188Sigma Aldrich (Gillingham Dorset, Regno Unito)15759-1KGtensioattivo in fase liqiud
Acetone Sigma Aldrich (Gillingham Dorset, Regno Unito)650501-1Lsolvente organico
Etanolo Sigma Aldrich (Gillingham Dorset, Regno Unito)459836-1Lsolvente organico
Lecitina di soia (SL)Cuisine Innovation (Dijon, Francia)SLL1402tensioattivo in fase lipidica
L'acqua bidistillata è stata raccolta nel nostro laboratorio dalsistema di acqua ultrapura Millipore-Q Gradient A10 (Millipore, Francia)SAS - 67120 fase acquosa 
T 25 digitale ULTRA-TURRAXIKA3725000come dispersore ad alto taglio
Agitatore magnetico con piastra riscaldanteSupporto scientifico, Inc1454 omogeneizzazione delle emulsioni

Riferimenti

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