Растворимость гидрофобные соединений в водном растворе, с использованием комбинаций самостоятельной сборки пептиды и аминокислоты
20 сентября 2017 г.
Этот протокол описывает клинически применимые средства растворения гидрофобные соединений в водной среде, с использованием комбинаций самостоятельной сборки решения пептиды и аминокислоты. Наш метод устраняет ограничение основных гидрофобные терапии, которой не хватает безопасных, эффективных средств методов растворимости и доставки в клинических условиях.
Общая цель этого метода заключается в повышении растворимости гидрофобных соединений в водном растворе для потенциальной доставки в клинические условия. Этот метод устраняет ключевое ограничение в области медицины, которое заключается в недостаточном использовании гидрофобных соединений в клинических условиях из-за их плохой растворимости в водных системах, таких как кровь. Основное преимущество этого метода заключается в том, что гидрофобные соединения могут быть растворены в водных растворах без существенного использования токсичных сорастворителей.
Во-первых, промаркируйте две конические центрифужные пробирки объемом 50 литров для каждой аминокислоты. Приготовьте большую двухлитровую колбу с очищенной водой. После расчета количества каждой аминокислоты для желаемых концентраций взвесьте соответствующее количество аминокислот в соответствующие центрифужные пробирки с помощью шпателя.
С помощью сериологической пипетки нанесите 40 миллилитров очищенной воды в каждую центрифужную пробирку. После укупорки пробирок перебейте образцы в вихрь до полного растворения. Используя высокопроизводительные аналитические весы, взвесьте примерно один плюс-минус 0,2 миллиграмма пептида на дно 20-миллилитрового сцинтилляционного флакона.
Запишите точный вес пептида на крышку и закрутите крышку на флаконе. Затем пипеткой нанесите соответствующий объем раствора аминокислоты в каждый флакон, чтобы достичь желаемой концентрации самоорганизующегося пептида Обеспечьте образцы ультразвуком в течение 10 минут в ультразвуковом аппарате на водяной бане при комнатной температуре, убедившись, что растворы во флаконе полностью погружены в водяную баню. Приготовьте два исходных раствора лекарственного средства, соединив один миллиграмм желаемого препарата с соответствующим количеством ДМСО и еще один миллиграмм препарата с этанолом.
Затем перемешайте оба раствора в течение 15 секунд до полного растворения препарата. После этого пометьте пробирки микроцентрифуг объемом 1,5 миллилира для каждой рецептуры самоорганизующимся пептидом, аминокислотой и сорастворителем. Добавьте 10 микролитров стокового раствора препарата ДМСО или 20 микролитров исходного раствора препарата этанола в соответствующие микроцентрифужные пробирки.
Далее добавьте 990 микролитров самоорганизующихся пептидных растворов аминокислот в микроцентрифужные пробирки, содержащие исходный раствор препарата ДМСО. Добавьте 980 микролитров растворов пептидных аминокислот в микроцентрифужные пробирки, содержащие исходный раствор этанола препарата. Вихревой всеми составами препарата энергично в течение 30 секунд.
Затем накройте алюминиевой фольгой и дайте составу постоять в течение 30 минут перед испытанием на растворимость. Через 30 минут энергично перебейте составы в течение 30 секунд. Затем центрифугируйте составы при 14, 220 раз G в течение одной минуты.
После центрифугирования визуально осмотрите дно пробирок микроцентрифуги на предмет осаждения. Из 40 составов, протестированных в этом исследовании, семь успешно растворили гидрофобный препарат куркумин. Две основные тенденции были выявлены путем группировки рецептур по компонентам.
Этанол, по-видимому, является лучшим сорастворителем для растворения куркумина, а положительно заряженные аминокислоты, лизин и аргинин, по-видимому, являются оптимальными компонентами для растворения куркумина. Интересно отметить изменение цвета составов, содержащих аргинин и лизин, которое показывает, что куркумин растворен в щелочном состоянии. После освоения этой техники ее можно выполнить за два-три часа с помощью соответствующего оборудования и при условии предварительного приготовления растворов аминокислот.
После этой процедуры растворимые лекарственные формы могут быть дополнительно протестированы in vitro и in vivo с целью непосредственной оценки и сравнения биологической эффективности или безопасности растворенного препарата. После его разработки этот метод составления рецептуры проложил путь к доставке in vivo гидрофобного ингибитора акций, называемого PP@for профилактики острого повреждения легких. После просмотра этого видео у вас должно быть хорошее понимание того, как применять самоорганизующуюся комбинацию пептида и аминокислоты для растворения любого гидрофобного препарата.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном протоколе описывается метод растворения гидрофобных соединений в водных средах с использованием самособирающихся пептидов и аминокислот. Этот подход позволяет решить проблему низкой растворимости гидрофобных терапевтических средств при их клиническом применении.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Биохимия
- Фармацевтические науки
- Клиническое применение
Теоретические сведения
- Гидрофобные соединения часто имеют ограниченное клиническое применение из-за проблем с растворимостью.
- Традиционные методы могут включать использование токсичных сорастворителей.
- Повышение растворимости может улучшить терапевтическую доставку.
- Самособирающиеся пептиды предлагают новое решение этой проблемы.
Цель исследования
- Разработать безопасный метод растворения гидрофобных соединений.
- Облегчить применение гидрофобных терапевтических средств в клинических условиях.
- Исключить необходимость использования токсичных сорастворителей в данном процессе.
Используемые методы
- Приготовление растворов аминокислот в очищенной воде.
- Использование конических центрифужных пробирок для смешивания.
- Расчет концентраций аминокислот для достижения требуемой растворимости.
- Точное взвешивание и смешивание аминокислот.
Основные результаты
- Гидрофобные соединения могут быть эффективно растворены в водных растворах.
- Метод позволяет избежать использования токсичных растворителей.
- Продемонстрирован потенциал для клинического применения.
- Повышенная растворимость расширяет возможности терапевтической доставки.
Выводы
- Данный метод представляет собой эффективное решение проблемы растворимости гидрофобных соединений.
- Он открывает новые возможности для применения гидрофобных терапевтических средств.
- Дальнейшие исследования могут расширить области его применения в медицине.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Низкая растворимость гидрофобных соединений в воде остается основным препятствием для клинического внедрения перспективных терапевтических средств, что ограничивает их использование в процессах поиска и разработки лекарств. Стратегия создания формуляции SAP-AA решает эту проблему, обеспечивая растворение без использования токсичных сорастворителей, что способствует валидации мишеней и оптимизации ведущих соединений на ранних этапах. Данный метод улучшает осмолярность и биосовместимость формуляции, что позволяет интегрировать его в рабочие процессы доклинических исследований, где потери из-за проблем с растворимостью являются ключевым фактором риска.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишеней
- Научная ценность: позволяет исследовать гидрофобные соединения, такие как PP2, роттлерин и куркумин, в водных средах для изучения взаимодействия с мишенями.
- Практическая ценность: обеспечивает функциональную валидацию ингибиторов за счет поддержания растворимости соединений во время анализов in vitro и in vivo.
- Прогностическая ценность: снижает количество ложноотрицательных результатов при скрининге, обеспечивая доступность биоактивных соединений, что повышает достоверность определения мишени.
Скрининг и разработка анализа
- Научная ценность: обеспечивает воспроизводимую платформу для подготовки лекарственных форм для различных хемотипов с использованием систематического скрининга SAP-AA.
- Практическая ценность: использует стандартное лабораторное оборудование (вортекс, соникатор, центрифугу), что обеспечивает масштабируемость и передачу технологии между группами по поиску новых препаратов.
- Готовность анализа: позволяет получать прозрачные растворы без осадка, подходящие для последующих биохимических и клеточных анализов.
Трансляционные и доклинические исследования
- Трансляционная преемственность: Подтвержденная эффективность PP2 в форме SAP-AA in vivo позволяет перейти от этапа валидации мишени к доклиническим моделям.
- Снижение рисков: Исключается влияние сопутствующей токсичности таких косольвентов, как DMSO или этанол, что улучшает профиль безопасности.
- Оптимизация состава: Позволяет проводить эмпирический скрининг аминокислот (например, лизина, аргинина) и косольвентов для определения оптимальных условий растворения для каждого конкретного соединения.
Интеграция конвейера и рабочего процесса
Метод SAP-AA вписывается в общую концепцию ранних этапов поиска новых соединений, поддерживая переход от хитов к лидам путем устранения проблем с растворимостью, которые препятствуют биологической оценке.
- Биологический поиск (Discovery Biology): упрощает валидацию мишеней, позволяя проводить тестирование зависимости «доза-ответ» для гидрофобных соединений в физиологических буферах.
- Скрининг: повышает совместимость анализов за счет получения прозрачных стабильных растворов, что снижает вариативность между лунками.
- Аналитика: обеспечивает точный количественный анализ с помощью УФ-Вид спектроскопии или ВЭЖХ после центрифугирования, поддерживая определение SAR (связи «структура-активность») и показателей эффективности.
- Трансляционные исследования: поддерживают исследования PK/PD (фармакокинетики и фармакодинамики), обеспечивая создание инъекционных форм с улучшенной гемодинамикой.
- Корпоративное повторное использование: платформенный подход позволяет стандартизировать процессы в различных проектах с помощью скрининга библиотеки SAP-AA.
Операционное и корпоративное влияние
- Научная ценность: Повышает достоверность прогнозов в отношении целевых гипотез за счет обеспечения доступности соединений.
- Операционная ценность: Улучшает воспроизводимость благодаря стандартизированным протоколам приготовления растворов и отслеживанию компонентов.
- Стратегическая ценность: Снижает количество неудач из-за ошибок при приготовлении растворов, повышая эффективность идентификации перспективных соединений-лидеров.
- Влияние на портфель: Позволяет принимать решения о продолжении или прекращении разработки на основе истинной биологической активности, а не артефактов растворимости.
Особенности реализации
- Требуются навыки работы с пептидами, протоколы соникации и центрифугирования.
- Необходим доступ к аналитическим весам, вортексам и ультразвуковым водяным баням.
- Требуется согласованность действий между группами при приготовлении растворов аминокислот и контроле их концентрации.
- Может потребоваться адаптация метода для соединений с экстремальной гидрофобностью или чувствительностью к заряду.
- Ограничено необходимостью эмпирической оптимизации для каждого соединения, хотя она и основывается на общих тенденциях (например, для катионных аминокислот).
Часто задаваемые вопросы по биофармацевтике
Chapters in this video
0:05
Title
0:37
Preparation of Amino Acid Solutions
1:16
Preparation of SAP-AA Solutions
1:56
Preparation of Drug-DMSO or Drug-Ethanol Stock Solutions and Drug Formulations
3:11
Solubility Testing
3:36
Results: Enhancement of Hydrophobic Compound Solubility in Aqueous Solution with Self-assembling Peptide and Amino Acid Solutions
4:16
Conclusion
![Оценка опорожнения желудка не страдающих ожирением мышей с диабетом Использование [ 13 C]-октановой кислоты дыхательный тест](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fcloudfront.jove.com%2FCDNSource%2Fteasers%2F50301.jpg%3Fv%3D2026-08-11T08%253A27%253A16.431Z&w=384&q=75)