Использование сквалена для разработки эффективных лекарственных средств

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Сквален является природным органическим соединением, которое получают из различных источников, включая масло печени глубоководных акул, растительное сырье и масла. Он содержится в организме человека, являясь предшественником для синтеза холестерина, а также в растениях, выступая промежуточным продуктом в синтезе стеролов, которые важны для поддержания структуры клеточных мембран. За последние несколько лет интерес к данному соединению значительно возрос благодаря его свойствам и разнообразным способам применения в медицине.

Обобщены различные функции сквалена, а также рассмотрены потенциальные возможности его применения для создания эффективных лекарственных препаратов.

Одним из основных преимуществ сквалена являются его антиоксидантные свойства, которые помогают защищать клетки организма от повреждений, вызванных активными формами кислорода, что играет значительную роль в профилактике различных заболеваний, в том числе сердечно-сосудистых и онкологических. Кроме того, сквален способен уменьшать воспалительные процессы в организме человека за счет воздействия на пути развития воспалительных реакций. Увлажняющие свойства делают его перспективным компонентом для препаратов, используемых в дерматологии, где его применяют для лечения таких кожных заболеваний, как экзема и псориаз, поскольку сквален помогает облегчать симптомы и восстанавливать защитные функции кожи. В некоторых исследованиях рассматривается потенциал сквалена как иммуностимулятора, который помогает организму более эффективно бороться с инфекциями и воспалительными процессами. Помимо этого, сквален обладает антибактериальными свойствами, что было продемонстрировано на примере нескольких видов микроорганизмов в различных литературных источниках.

На данный момент коммерческое применение сквален получил только в качестве адъюванта для вакцин и активного компонента в косметической промышленности, однако рассматриваются перспективы использования его в качестве компонента противоопухолевых препаратов, как средство доставки активных веществ и в качестве вспомогательного вещества для увеличения биодоступности в лекарственных формах для местного и наружного применения.

Об авторах

Ю. А. Королева

ФГБОУ ВО «МИРЭА – Российский технологический университет»

Автор, ответственный за переписку.
Email: jukka.hiden@bk.ru
ORCID iD: 0000-0001-8092-1990
SPIN-код: 5517-8014

аспирант, кафедра биотехнологии и промышленной фармации

Россия, 119454, Москва, проспект Вернадского, д. 78

Д. Д. Кириллова

ФГБОУ ВО «МИРЭА – Российский технологический университет»; ООО «Научно-производственное предприятие АСТРОЦИТ»

Email: tabletka757@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3055-1116
SPIN-код: 8996-2103

аспирант, кафедра биотехнологии и промышленной фармации

Россия, 119454, Москва, проспект Вернадского, д. 78; 123098, Москва, вн.тер.г. Муниципальный Округ Щукино, ул Рогова, д. 12

С. Г. Кувакин

ФГБОУ ВО «МИРЭА – Российский технологический университет»

Email: pharmacevt991@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0003-4471-3432
Scopus Author ID: 3124-8795

аспирант, кафедра физической химии имени Я.К. Сыркина

Россия, 119454, Москва, проспект Вернадского, д. 78

Д. Д. Путенихина

ФГБОУ ВО «МИРЭА – Российский технологический университет»

Email: dasha.putenikhina@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-5269-0385
SPIN-код: 4239-8011

студентка, кафедра биотехнологии и промышленной фармации

Россия, 119454, Москва, проспект Вернадского, д. 78

А. В. Никулин

ФГБОУ ВО «МИРЭА – Российский технологический университет»

Email: alexander_sinus@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-2755-2734
SPIN-код: 8611-5567

доктор фармацевтических наук, доцент кафедры аналитической химии имени И.П. Алимарина

Россия, 119454, Москва, проспект Вернадского, д. 78

А. И. Громакова

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений»

Email: a_gromakova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8984-0724
SPIN-код: 2091-5820

доктор фармацевтических наук, гл. науч. сотрудник, научно-организационный отдел

Россия, 117216, Москва, ул. Грина 7, стр. 1

Д. О. Шаталов

ФГБОУ ВО «МИРЭА – Российский технологический университет»

Email: shat-05@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4510-1721
SPIN-код: 3453-9987

доктор фармацевтических наук, доцент кафедры биотехнологии и промышленной фармации

Россия, 119454, Москва, проспект Вернадского, д. 78

Список литературы

  1. Micera M., Botto A., Geddo F. et al. Squalene: More than a Step toward Sterols. Antioxidants. 2020; 9(8): 688. doi: 10.3390/antiox9080688.
  2. Basim S.A. Al Sulivany, Husni A. Mhammad. Squalene exploring its vital roles in vaccine production, skin care, cholesterol metabolism, anticancer strategies, cardiovascular health, and antioxidant potency. Bulletin of Pharmaceutical Sciences. 2024; 47(1): 437–448.
  3. Ibrahim N‘I, Naina Mohamed I. Interdependence of Anti-Inflammatory and Antioxidant Properties of Squalene–Implication for Cardiovascular Health. Life. 2021; 11(2):103. doi: 10.3390/life11020103.
  4. Xinran Yin, Wenqian Wei, Qihang Chen et al. Reengineering the Substrate Tunnel to Enhance the Catalytic Efficiency of Squalene Epoxidase. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2024; 72 (44): 24599–24608. doi: 10.1021/acs.jafc.4c05892.
  5. Du X., Ma X., Gao Y. The physiological function of squalene and its application prospects in animal husbandry. Front Vet Sci. 2024; 10: 1284500. doi: 10.3389/fvets.2023.1284500.
  6. Fiume M., Bergfeld W. F., Belsito D. V. et al. Squalane and Squalene. International journal of toxicology. 2023; 42(3_suppl): 107S–109S. doi: 10.1177/10915818231204276.
  7. Dardouri N.E., Hrichi S., Torres P. et al. Characterization, X-ray Molecular Structure, Antioxidant, Antifungal, and Allelopathic Activity of a New Isonicotinate-Derived meso-Tetraarylporphyrin. Molecules. 2024; 29(13): 3163. doi: 10.3390/molecules29133163.
  8. Dalawai D., Murthy H.N., Dewir Y.H. et al. Phytochemical Composition, Bioactive Compounds, and Antioxidant Properties of Different Parts of Andrographis macrobotrys Nees. Life. 2023; 13(5): 1166. doi: 10.3390/life13051166.
  9. Felices M.J., Escusol S., Martinez-Beamonte R. et al. LPS-squalene interaction on D-galactose intestinal absorption. J Physiol Biochem. 2019; 75: 329–340. doi: 10.1007/s13105-019-00682-8.
  10. Fan Z., Zhang Y., Jiao L. et al. Lycium barbarum polysaccharides-loaded Particulate Alum via Pickering emulsion as an adjuvant to enhance immune responses. Int J Pharm. 2023; 630: 122418. doi: 10.1016/j.ijpharm.2022.122418.
  11. Herrera-Marcos L.V., Martínez-Beamonte R., Arnal C. et al. Dietary squalene supplementation decreases triglyceride species and modifies phospholipid lipidomic profile in the liver of a porcine model of non-alcoholic steatohepatitis. J Nutr Biochem. 2023; 112: 109207. doi: 10.1016/j.jnutbio.2022.109207.
  12. Gohil N., Bhattacharjee G., Khambhati K. et al. Engineering Strategies in Microorganisms for the Enhanced Production of Squalene: Advances, Challenges and Opportunities. Front Bioeng Biotechnol. 2019; 7: 50. doi: 10.3389/fbioe.2019.00050.
  13. Gjin Ndrepepa. Myeloperoxidase – A bridge linking inflammation and oxidative stress with cardiovascular disease. Clinica Chimica Acta. 2019; 493: 36–51. doi: 10.1016/j.cca.2019.02.022.
  14. Bidooki S.H., Alejo T., Sánchez-Marco J. et al. Squalene Loaded Nanoparticles Effectively Protect Hepatic AML12 Cell Lines against Oxidative and Endoplasmic Reticulum Stress in a TXNDC5-Dependent Way. Antioxidants (Basel). 2022; 11(3): 581. doi: 10.3390/antiox11030581.
  15. Zhang Y., Zhu .T, Xu S. et al. Cationic Nanoparticle-Stabilized Vaccine Delivery System for the H9N2 Vaccine to Promote Immune Response in Chickens. Mol Pharm. 2023;20(3):1613-1623. doi: 10.1021/acs.molpharmaceut.2c00805.
  16. Nurfatimah R., Ahmadi Kgs., Hapsari I. et al. Separation of squalene rich fraction from palm oil fatty acid distillate (PFAD): A review. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021; 733: 012094. doi: 10.1088/1755-1315/733/1/012094.
  17. Navarro Chica C.E., de Haan B.J., Faas M.M. et al. Design and characterization of Squalene-Gusperimus nanoparticles for modulation of innate immunity. Int J Pharm. 2020; 590: 119893. doi: 10.1016/j.ijpharm.2020.119893.
  18. Karl J. Fisher, Robert Kinsey, Raodoh Mohamath et al. Semi-synthetic terpenoids with differential adjuvant properties as sustainable replacements for shark squalene in vaccine emulsions. npj. Vaccines. 2023; 8 (1). doi: 10.1038/s41541-023-00608-y.
  19. Nguyen-Contant P., Sangster M.Y., Topham D.J. Squalene-Based Influenza Vaccine Adjuvants and Their Impact on the Hemagglutinin-Specific B Cell Response. Pathogens. 2021; 10(3): 355. doi: 10.3390/pathogens10030355.
  20. Morgan N.R., Magalingam K.B., Radhakrishnan A.K. et al. Explicating the multifunctional roles of tocotrienol and squalene in promoting skin health. Skin Health Dis. 2024; 4(5): 448. doi: 10.1002/ski2.448.
  21. Mendes A., Azevedo-Silva J., Fernandes J.C. From Sharks to Yeasts: Squalene in the Development of Vaccine Adjuvants. Pharmaceuticals. 2022; 15(3): 265. doi: 10.3390/ph15030265.
  22. Nazemi M., Motallebi A., Abbasi E. et al. Antibacterial, antifungal, and cytotoxic activity of the fraction contains squalene in the acetone extract of a sea cucumber, Stichopus hermanni. Iranian Journal of Fisheries Sciences. 2022; 21(6): 1495–1507. doi: 10.22092/ijfs.2023.128416.
  23. Fang J.Y., Lin Y.K., Wang P.W. et al. The Droplet-Size Effect of Squalene@cetylpyridinium Chloride Nanoemulsions On Antimicrobial Potency Against Planktonic and Biofilm MRSA. Int J Nanomedicine. 2019; 14: 8133–8147. doi: 10.2147/IJN.S221663.
  24. Riscal R., Skuli N., Simon M.C. Even Cancer Cells Watch Their Cholesterol! Mol Cell. 2019; 76(2): 220–231. doi: 10.1016/j.molcel.2019.09.008.
  25. Xia W., Wang H., Zhou X. et al. The role of cholesterol metabolism in tumor therapy, from bench to bed. Front Pharmacol. 2023; 14: 928821. doi: 10.3389/fphar.2023.928821.
  26. Ivan M., Fishel M.L., Tudoran O.M. et al. Hypoxia signaling: Challenges and opportunities for cancer therapy. Semin Cancer Biol. 2022; 85: 185–195. doi: 10.1016/j.semcancer.2021.10.002.
  27. Rajamani K., Thirugnanasambandan S.S., Natesan C. et al. Squalene deters drivers of RCC disease progression beyond VHL status. Cell Biol Toxicol. 2021; 37(4): 611–631. doi: 10.1007/s10565-020-09566-w.
  28. Jun S.Y., Brown A.J., Chua N.K. et al. Reduction of Squalene Epoxidase by Cholesterol Accumulation Accelerates Colorectal Cancer Progression and Metastasis. Gastroenterology. 2021; 160(4): 1194–1207. doi: 10.1053/j.gastro.2020.09.009.
  29. Pei Z.W., Guo Y., Zhu H.L. et al. Thymoquinone Protects against Hyperlipidemia-Induced Cardiac Damage in Low-Density Lipoprotein Receptor-Deficient (LDL-R-/-) Mice via Its Anti-inflammatory and Antipyroptotic Effects. Biomed Res Int. 2020; 2020:4878704. doi: 10.1155/2020/4878704.
  30. Uppin V., Acharya P., Kempaiah B.B., Talahalli R.R. Zerumbone augments cognitive enhancement potentials of EPA+DHA: insight from a hyperlipidaemic rat model. Br J Nutr. 2020; 124(12): 1353–1360. doi: 10.1017/S0007114520002445.
  31. Chiang S.S., Chen L.S., Chu C.Y. Active food ingredients production from cold pressed processing residues of Camellia oleifera and Camellia sinensis seeds for regulation of blood pressure and vascular function. Chemosphere. 2021; 267: 129267. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.129267.
  32. Xu Q., Luo M., Cheng G. et al. Combining effect of camellia oil and squalene on hyperlipidemia-induced reproductive damage in male rats. Front Nutr. 2022; 9: 1053315. doi: 10.3389/fnut.2022.1053315.
  33. Ganbold M., Ferdousi F., Arimura T. et al. New Amphiphilic Squalene Derivative Improves Metabolism of Adipocytes Differentiated From Diabetic Adipose-Derived Stem Cells and Prevents Excessive Lipogenesis. Front Cell Dev Biol. 2020; 8: 577259. doi: 10.3389/fcell.2020.577259.
  34. Hong Z., Liu T., Wan L. et al. Targeting Squalene Epoxidase Interrupts Homologous Recombination via the ER Stress Response and Promotes Radiotherapy Efficacy. Cancer Res. 2022; 82(7): 1298–1312. doi: 10.1158/0008-5472. CAN-21-2229.
  35. Nguyen-Contant P., Sangster M.Y., Topham D.J. Squalene-Based Influenza Vaccine Adjuvants and Their Impact on the Hemagglutinin-Specific B Cell Response. Pathogens. 2021; 10(3): 355. doi: 10.3390/pathogens10030355.
  36. Le Cheng, Tengteng Ji, Ming Zhang, Bing Fang. Recent advances in squalene: Biological activities, sources, extraction, and delivery systems. Trends in Food Science & Technology. 2024; 146: 104392. doi: 10.1016/j.tifs.2024.104392.
  37. Холиков К.Б. Эффективное действия сквалан углеводород тритерпенового ряда и амаранта к заболеваниям рака, опухоли. Science and Education. 2024; 5 (2): 27–32 [Kholikov K.B. Effective action of squalene, a hydrocarbon of the triterpene series and amaranth to cancer and tumor diseases. Science and Education. 2024; 5 (2): 27–32. (In Russ.)].
  38. Zhang Y., Bejaoui M., Linh T.N., Arimura T., Isoda H. A novel amphiphilic squalene-based compound with open-chain polyethers reduces malignant melanoma metastasis in vitro and in vivo. Cell Commun Signal. 2024; 22(1): 437. doi: 10.1186/s12964-024-01813-5.
  39. Brusini R., Dormont F., Cailleau C. et al. Squalene-based nanoparticles for the targeting of atherosclerotic lesions. Int J Pharm. 2020; 581: 119282. doi: 10.1016/j.ijpharm.2020.119282.
  40. Linh Tran, Arimura Takashi, Tominaga Kenichi et al. Syntheses and aggregation properties of new squalene receptors bearing open chain ligands. Supramolecular Chemistry. 2021; 33: 1–8. doi: 10.1080/10610278.2021.1970161.
  41. Li-Juan Deng, Ming Qi, Nan Li et al. Natural products and their derivatives: Promising modulators of tumor immunotherapy. Journal of Leukocyte Biology. 2020; 108(2): 493–508. doi: 10.1002/JLB.3MR0320-444R.
  42. Linh T.N., Arimura T., Tominaga, K. et al. Syntheses and aggregation properties of new squalene receptors bearing open chain ligands. Supramolecular Chemistry. 2021; 33(5): 194–201. doi: 10.1080/10610278.2021.1970161.
  43. Paramasivan K., Mutturi S. Recent advances in the microbial production of squalene. World J Microbiol Biotechnol. 2022; 38(5): 91. doi: 10.1007/s11274-022-03273-w.
  44. Khalifa S., Enomoto M., Kato S., Nakagawa K. Novel photoinduced squalene cyclic peroxide identified, detected, and quantified in human skin surface lipids. Antioxidants. 2021; 10(11): 1760. doi: 10.3390/ANTIOX10111760.
  45. Shanmugarajan T.S., Selvan N.K. Uppuluri V.N.V.A. Development and Characterization of Squalene-Loaded Topical Agar-Based Emulgel Scaffold: Wound Healing Potential in Full-Thickness Burn Model. The International Journal of Lower Extremity Wounds. 2021; 20(4): 364–373. doi: 10.1177/1534734620921629.
  46. Gref R., Deloménie C., Maksimenko A. et al. Vitamin C–squalene bioconjugate promotes epidermal thickening and collagen production in human skin. Sci Rep. 2020; 10: 16883. doi: 10.1038/s41598-020-72704-1.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Типы структуры сквалена: А – стеролоподобная форма 1; Б – стеролоподобная форма 2; В – спиралевидная форма; Г – растянутая форма

Скачать (59KB)
Метаданные

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».