Incapsulamento del Cancro agente terapeutico dacarbazina Utilizzando Nanostrutturati Lipid Carrier
26 aprile 2016
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.
L'obiettivo generale di questa procedura è quello di preparare un vettore lipidico nanostrutturato per l'incapsulamento dell'agente terapeutico antitumorale dacarbazina. Questa procedura è semplice e ben ottimizzata. Permette la preparazione di carrier lipidici nanostrutturati con una capacità ben controllata.
I principali vantaggi della nuova formulazione di dacarbazina includono una maggiore dispersione del farmaco in soluzione acquosa, una stabilità storica prolungata e un migliore controllo del rilascio del farmaco. Questo miglioramento può potenzialmente portare a un'emivita prolungata anche in vivo. Inizia aggiungendo 6,25 ml ciascuno di acetone ed etanolo in un pallone.
Ai solventi, aggiungere gliceril palmitosterato isopropil miristato, D-a-tocoferil polietilenglicole succinato e lecitina di soia. Sciogliere il composto a 70 gradi Celsius a bagnomaria. In un altro pallone, aggiungere 12,5 ml di acqua.
Creare una soluzione di 188 polossamero sciogliendo 125 mg nell'acqua. Riscaldare il pallone a 70 gradi Celsius per sciogliere completamente la sostanza chimica. Mescolando la soluzione organica a 400 giri/min goccia a goccia, aggiungere la soluzione di poloxamer 188 all'1% per formare un'emulsione.
Mescolare l'emulsione per altre quattro ore per far evaporare il solvente organico. Trascorse le quattro ore, mettete l'emulsione in frigo a quattro gradi per due ore a solidificare. Per ottenere vettori lipidici nanostrutturati o NLC, utilizzare un omogeneizzatore per sottoporre le emulsioni solidificate ad un'elevata dispersione di taglio.
Mescolare la soluzione a 15000 giri/min per 30 minuti per disperdere l'emulsione. Campionare la soluzione con incrementi di 10 minuti. Prelevare 14 microlitri di emulsione in una cuvetta a diffusione dinamica della luce o DLS.
E diluire a 1 ml con acqua deuterata per la misurazione. Leggere il campione di cuvetta nello strumento. Esaminare i campioni per valutare quali campioni hanno le dimensioni più piccole e l'indice di polidispersione più piccolo.
Pertanto, per determinare la velocità di miscelazione e il tempo di miscelazione ottimali per la creazione di NLC. Osservare i campioni per la morfologia e l'ultrastruttura dell'NLC. Applicare la stessa diluizione dei campioni alla griglia di rame rivestita in fibra di carbonio di uno strumento per microscopio elettronico a trasmissione.
Lasciare asciugare il campione all'aria e quindi eseguire il campione secondo le istruzioni del produttore. Ora che le condizioni sono state ottimizzate, preparare una soluzione come eseguito per le emulsioni iniziali. Dopo aver combinato i reagenti glicerile, isopropilico, polietilenglicole succinato e lecitina di soia, aggiungere 70 mg di dacarbazina e quindi riscaldare la soluzione a 70 gradi Celsius.
Preparare 12,5 ml di una soluzione acquosa di poloxamer 188 all'1%. Scaldare il pallone a 70 gradi Celsius. Dopo aver sciolto il poloxamer 188, aggiungere la soluzione goccia a goccia alla soluzione organica, mescolando a 400 giri/min per formare un'emulsione.
Mescolare l'emulsione per altre quattro ore per far evaporare il solvente organico. Come prima, mettere l'emulsione in una cella frigorifera a quattro gradi Celsius per due ore per solidificare. Utilizzare l'elevata velocità di dispersione ottimizzata di 15000 giri/min per 30 minuti per omogeneizzare l'emulsione.
Le preparazioni dell'NLC e dell'NLC caricato con dacarpazina con parametri diversi sono state caratterizzate per dimensione delle particelle e indice di polidispersione. La dimensione delle particelle e l'indice di polidispersione degli NLC erano la concentrazione di tensioattivi, l'elevata velocità di dispersione al taglio e la durata dipendevano. A giudicare dalla dimensione delle particelle e dall'indice di polidispersione, i migliori risultati sono stati ottenuti con l'1% di tensioattivo e la velocità di dispersione al taglio di 15000 giri/min per 30 minuti.
Quali sono stati selezionati come parametri ottimali per la preparazione NLC in questo studio. Quando i parametri ottimali sono stati utilizzati per la preparazione di NLC caricata con dacarbazina, la dimensione più piccola raggiunta è stata di 155 nanometri per NLC e 190 nanometri per NLC caricata con dacarbazina. Entrambi con un indice di polidispersione di 0,2, che indica una buona uniformità.
Il caricamento e l'incapsulamento della dacarbazina in NLC è indicato dai cambiamenti di dimensione e struttura. Dove l'NLC caricato con dacarbazina mostra dimensioni maggiori e strutture interne alterate rispetto all'NLC. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in otto ore se eseguita perfettamente.
Durante il tentativo di questa procedura, è molto importante ricordare che le linee di evaporazione della solidificazione sono molto critiche. Troppo lungo o troppo corto avrà un effetto negativo sulla generazione di vettori lipidici nanostrutturati. A seguito di questa procedura, i vettori lipidici nanostrutturati ridotti sono stabili per sei mesi a quattro gradi centigradi.
Consentendo di eseguire caratterizzazioni come la farmacologia e la tossicologia. Questa tecnica ha aperto la strada a coloro che sono in costante ricerca per esplorare la formulazione nanostrutturata basata su vettori di dacarbazina per una varietà di trattamenti contro il cancro. Ad oggi, la dacarbazina è l'agente più attivo nel trattamento del melanoma cutaneo e metastatico.
Dopo aver visto questo video dovresti avere una buona comprensione di come preparare il vettore lipidico nanostrutturato e utilizzare il vettore lipidico nanostrutturato per incapsulare la dacarbazina. Quando si lavora con materiali pericolosi come la dacarbazina, è necessario utilizzare sempre dispositivi di protezione individuale, tra cui camice da laboratorio, guanti protettivi e protezione per gli occhi. L'accesso è necessario anche per lavorare con il solvente pericoloso.
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Panoramica
Questo studio presenta un metodo modificato per la sintesi di trasportatori lipidici nanostrutturati (NLCs) per il rilascio del farmaco antitumorale dacarbazina. Il nuovo approccio migliora l'incapsulamento del farmaco e l'efficienza di carico, potenzialmente ottimizzando i risultati terapeutici.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Nanotecnologia
- Scienze Farmaceutiche
- Terapia del Cancro
Sfondo
- I vettori lipidici nanostrutturati sono efficaci per il rilascio di farmaci.
- La dacarbazina è un agente chemioterapico utilizzato nel trattamento del cancro.
- Migliorare i sistemi di somministrazione dei farmaci può aumentare l'efficacia terapeutica.
- I metodi tradizionali possono limitare l'incapsulamento e la stabilità del farmaco.
Scopo dello studio
- Sviluppare un NLC più efficiente per il rilascio della dacarbazina.
- Ottenere una migliore dispersione e stabilità del farmaco in soluzione.
- Migliorare il controllo del rilascio del farmaco per ottenere risultati terapeutici superiori.
Metodi Utilizzati
- Tecnica di emulsione olio-in-acqua per la sintesi di NLC.
- Dispergente ad alto taglio applicato dopo la solidificazione.
- Caratterizzazione della dimensione delle NLC e dell'efficienza di caricamento del farmaco.
- Valutazione della dispersività del farmaco e della stabilità in soluzioni acquose.
Risultati principali
- Il metodo di sintesi modificato ha prodotto una dimensione desiderabile delle NLC.
- Sono state osservate un'efficienza migliorata di incapsulamento e di carico del farmaco.
- Migliorata la dispersità del farmaco e prolungata la stabilità in soluzione.
- Potenziale per un controllo migliorato del rilascio del farmaco e una maggiore emivita in vivo.
Conclusioni
- La nuova formulazione di NLC mostra potenzialità per la terapia del cancro.
- Modifiche al metodo possono portare a miglioramenti significativi nella somministrazione del farmaco.
- Sono necessari ulteriori studi per valutare l'efficacia in vivo.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
I trasportatori lipidici nanostrutturati (NLC) affrontano la scarsa dispersione acquosa della dacarbazina, una limitazione fondamentale nella sua formulazione endovenosa, migliorando la solubilità e la stabilità del farmaco. Questo sistema di somministrazione consente un'emivita prolungata e un migliore controllo del rilascio, supportando la valutazione preclinica di agenti chemioterapici. Il metodo fornisce una piattaforma scalabile per la riformulazione di farmaci oncologici idrofobici al fine di migliorare l'indice terapeutico e ridurre l'insuccesso legato alla formulazione.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Valore scientifico: Consente la formulazione di agenti antitumorali scarsamente solubili in acqua, come la dacarbazina, per lo screening farmacologico in vitro e in vivo.
- Valore operativo: Fornisce un sistema riproducibile di nanoparticelle per isolare gli effetti specifici del farmaco dagli artefatti di formulazione nei saggi di validazione dell'obiettivo.
Sviluppo di Screening e Saggi
- Valore scientifico: Genera NLC uniformi (190 ± 10 nm, PDI 0.2 ± 0.01) adatti a saggi di citotossicità ad alto rendimento e a saggi sul meccanismo d'azione.
- Valore operativo: Raggiunge un'elevata efficienza di incapsulamento (98%) e un carico di farmaco (14%), garantendo un dosaggio costante tra le librerie di composti.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore scientifico: Supporta studi di farmacocinetica e tossicologia migliorando la dispersività e la stabilità del farmaco per sei mesi a 4°C.
- Valore operativo: Permette l'ingrandimento di scala mediante dispersione ad alto taglio (15.000 giri/min, 30 min) dopo la solidificazione, un processo compatibile con una produzione pilota vicina ai requisiti GMP.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questa formulazione di NLC si inserisce nel percorso di scoperta oncologica, dalla validazione dell'effetto all'ottimizzazione del composto promettente, in cui il rilascio controllato del farmaco e la solubilità sono fondamentali per valutare l'interazione con il bersaglio e i margini di sicurezza.
- Biologia della scoperta: Facilita la verifica di ipotesi fornendo la dacarbazina in una forma stabile e disperdibile per valutare le risposte delle linee cellulari di melanoma.
- Screening: Produce NLC con un potenziale zeta di -43,5 ± 1,2 mV, garantendo la stabilità colloidale in mezzi acquosi per lo screening.
- Analisi: Permette la quantificazione del rilascio del farmaco e dell'efficienza di incapsulamento mediante DLS e HPLC, supportando studi sulle relazioni struttura-attività.
- Ricerca traslazionale: Si allinea alla continuità preclinica fornendo un nanocarriero stabile per modelli di biodistribuzione e di xeno innesto del melanoma.
- Riutilizzo aziendale: La piattaforma di NLC basata su HSD è adattabile ad altri farmaci idrofobi, riducendo lo sforzo di sviluppo in diversi percorsi oncologici.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Migliora la fiducia predittiva nei test di screening antitumorale riducendo la variabilità dovuta all'aggregazione o alla precipitazione del farmaco.
- Valore operativo: Utilizza lipidi facilmente disponibili (gliceril palmitostearato, miristato di isopropile) e tensioattivi (polossamero 188, lecitina) per una sintesi economicamente vantaggiosa.
- Valore strategico: Riduce il rischio di insuccesso nelle fasi avanzate affrontando precocemente i problemi di biodisponibilità legati alla solubilità.
- Impatto sul portafoglio: Permette una priorizzazione adeguata al rischio dei derivati e analoghi della dacarbazina grazie a una maggiore fattibilità formulativa.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze specifiche nella formulazione di nanoparticelle lipidiche e nelle tecniche di omogeneizzazione ad alto taglio.
- È subordinato all'accesso a omogeneizzatori in grado di raggiungere 15.000 giri/min e a strumenti analitici come DLS e TEM per la caratterizzazione.
- Necessita della standardizzazione della concentrazione del tensioattivo (1%) e dei protocolli di solidificazione (4°C, 2 ore) tra i diversi gruppi di lavoro per garantire la coerenza tra i lotti.
- L'adattamento ad altri farmaci antitumorali potrebbe richiedere un'ottimizzazione della matrice lipidica per mantenere l'efficienza di incapsulamento.
- È limitato dalla necessità di conservazione in frigorifero (4°C) per mantenere la stabilità delle NLC per un periodo di sei mesi, con conseguenti ripercussioni sulla logistica di stoccaggio a lungo termine.
