Получение наночастиц mcl-полигидроксиалканоатов, стабилизированных неионогенным детергентом Tween 80

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Наночастицы на основе биоразлагаемых полимеров находят множество применений в медицине как средства внутриклеточной доставки лекарственных препаратов. Одними из самых перспективных полимеров липидной природы являются поли-3-гидроксиалканоаты, получаемые биосинтетическим путем. Наиболее широко применяются полигидроксибутират и полигидроксивалерат (scl-поли-3-гидроксиалканоаты), которые растворимы только в хлорорганических растворителях. Использование хлорорганических растворителей сопряжено с рядом трудностей, т.к. они оказывают канцерогенное действие на организм человека. Однако поли-3-гидроксиалканоаты, состоящие из остатков гидроксижирных кислот с 6−14 атомами углерода в главной цепи (mcl-поли-3гидроксиалканоаты), растворимы не только в хлороформе или дихлорметане, но и в предельных углеводородах. Углеводороды (например, н-гексан) легко отделяются от водных растворов и не обладают высокой цитотоксичностью. Следовательно, использование mcl-поли-3-гидроксиалканоатов позволяет исключить возможность загрязнения готовой лекарственной формы хлорорганическими соединениями. Предложена методика синтеза наночастиц mcl-поли-3-гидроксиалканоатов, стабилизированных неионогенным детергентом Tween 80. Оптимизировано соотношение между концентрацией поли-3-гидроксиалканоата и детергента. Показано, что получаемые частицы имеют средний размер 200±90 нм и электрокинетический потенциал -17±5 мВ. Изучена стабильность раствора частиц при температуре 4 °С. Установлено, что наночастицы не изменяют размер и электрокинетический потенциал в течение 90 дней при температуре 4 °С. Методом флуоресцентной микроскопии показана возможность их доставки в клетки линии BHK-21 в течение 2 ч. При концентрации до 200 мкг/мл получаемые наночастицы не оказывают токсического действия на клетки BHK-21.

Об авторах

И. Н. Зубков

Научно-исследовательский институт гриппа им. А.А. Смородинцева Минздрава России; Всероссийский научно-исследовательский институт пищевых добавок – филиал «ФНЦ Пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН

Email: zub-i@bk.ru

В. В. Высочинская

Научно-исследовательский институт гриппа им. А.А. Смородинцева Минздрава России; Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: veravv2509@gmail.com

А. В. Кашина

Институт высокомолекулярных соединений РАН

Email: kashina.anna@mail.ru

С. М. Шишлянников

Научно-исследовательский институт гриппа им. А.А. Смородинцева Минздрава России; Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: sershilin@gmail.com

Список литературы

  1. Gagliardi A., Giuliano E., Venkateswararao E., Fresta M., Bulotta S., Awasthi V., et al. Biodegradable polymeric nanoparticles for drug delivery to solid tumors // Frontiers in Pharmacology. 2021. Vol. 12. P. 601–626. https://doi.org/10.3389/fphar.2021.601626.
  2. Herrera D.A., Ashai N., Perez-Soler R., Cheng H. Nanoparticle albumin bound-paclitaxel for treatment of advanced non-small cell lung cancer: an evaluation of the clinical evidence // Expert Opinion on Pharmacotherapy. 2019. Vol. 20, no. 1. P. 95–102. https://doi.org/10.1080/14656566.2018.1546290.
  3. Safdar R., Omar A.A., Arunagiri A., Regupathi I., Thanabalan M. Potential of chitosan and its derivatives for controlled drug release applications – a review // Journal of Drug Delivery Science and Technology. 2019. Vol. 49. P. 642– 659. https://doi.org/10.1016/j.jddst.2018.10.020.
  4. Maity S., Chakraborti A.S. Formulation, physicochemical characterization and antidiabetic potential of naringenin-loaded poly D, L lactide-co-glycolide (N-PLGA) nanoparticles // European Polymer Journal. 2020. Vol. 134. P. 109818. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2020.109818.
  5. Maksimenko O., Malinovskaya Yu., Shipulo E., Osipova N., Razzhivina V., Arantseva D., et al. Doxorubicinloaded PLGA nanoparticles for the chemotherapy of glioblastomas: towards the pharmaceutical development // International Journal of Pharmaceutics. 2019. Vol. 572. P. 118733. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2019.118733.
  6. Lu X.-Yu., Li M.-C., Zhu X.-L., Fan F., Wang L.-L., Ma J.-G. Microbial synthesized biodegradable PHBHHxPEG hybrid copolymer as an efficient intracellular delivery nanocarrier for kinase inhibitor // BMC Biotechnology. 2014. Vol. 14. P. 4. https://doi.org/10.1186/1472-6750-14-4.
  7. Hu J., Wang M., Xiao X., Zhang B., Xie Q., Xu X., et al. A novel long-acting azathioprine polyhydroxyalkanoate nanoparticle enhances treatment efficacy for systemic lupus erythematosus with reduced side effects // Nanoscale. 2020. Vol. 12. P. 10799–10808. https://doi.org/10.1039/D0NR01308K.
  8. Prakash P., Lee W.-H., Loo C.-Ye., Wong H.S.J., Parumasivam T. Advances in polyhydroxyalkanoate nanocarriers for effective drug delivery: an overview and challenges // Nanomaterials. 2022. Vol. 12, no. 1. P. 175. https://doi.org/10.3390/nano12010175.
  9. Miu D.M., Eremia M.C., Moscovici M. Polyhydroxyalkanoates (PHAs) as biomaterials in tissue engineering: production, isolation, characterization // Materials. 2022. Vol. 15, no. 4. P. 1410. https://doi.org/10.3390/ma15041410.
  10. Sehgal R., Gupta R. Polyhydroxyalkanoate and its efcient production: an eco-friendly approach towards development // 3 Biotech. 2020. Vol. 10. P. 549. https://doi.org/10.1007/s13205-020-02550-5.
  11. Jacquel N., Lo C.-W., Wu H.-S., Wei Yu-H., Wang S.S. Solubility of polyhydroxyalkanoates by experiment and thermodynamic correlations // Thermodynamics. 2007. Vol. 53, no. 10. P. 2704–2714. https://doi.org/10.1002/aic.11274.
  12. Axelson O. Chlorinated hydrocarbons and cancer: epidemiologic aspects // Journal of Toxicology and Environmental Health. 1980. Vol. 6, no. 5-6. P. 1245–1251. https://doi.org/10.1080/15287398009529943.
  13. Reddy V.U.N., Ramanaiah S.V., Reddy M.V., Chang Yo.-C. Review of the developments of bacterial medium-chain-length polyhydroxyalkanoates (mcl-PHAs) // Bioengineering. 2022. Vol. 9, no. 5. P. 225. https://doi.org/10.3390/bioengineering9050225.
  14. Shirmard L.R., Javan N.B., Khoshayand M.R., Kebriaee-zadeh A., Dinarvand R., et al. Nanoparticulate fingolimod delivery system based on biodegradable poly(3hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV): design, optimization,characterization and in-vitro evaluation // Pharmaceutical Development and Technology. 2017. Vol. 22, no. 7. P. 860–870. https://doi.org/10.3109/10837450.2015.1108982.
  15. Pachiyappan S., Selvanantham D.S., Kuppa S.S., Chandrasekaran S., Samrot A.V. Surfactant-mediated synthesis of polyhydroxybutyrate (PHB) nanoparticles for sustained drug delivery // IET Nanobiotechnology. 2019. Vol. 13, no. 4. P. 414–425. https://doi.org/10.1049/iet-nbt.2018.5053.
  16. Ravichandran V., Lee M., Cao T.G.N., Shim M.S. Polysorbate-based drug formulations for brain-targeted drug delivery and anticancer therapy // Applied Sciences. 2021. Vol. 11, no. 19. P. 9336. https://doi.org/10.3390/app11199336.
  17. Зубков И.Н., Букин Ю.С., Сорокоумов П.Н., Шишлянников С.М. Получение полигидроксиалканоата с помощью культуры Pseudomonas helmanticensis в нестерильных средах, содержащих глицерин и додецилсульфат натрия // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2022. Т. 12. N 3. С. 479–484. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2022-12-3-479-484. EDN: HFSIOR.
  18. Rebocho A.T., Pereira J.R., Freitas F., Neves L.A., Alves V.D., Sevrin C., et al. Production of medium-chain-length polyhydroxyalkanoates by Pseudomonas citronellolis grown in apple pulp waste // Applied Food Biotechnology. 2019. Vol. 6, no. 1. P. 71–82. http://dx.doi.org/10.22037/afb.v6i1.21793.
  19. Thakkar M., Brijesh S. Physicochemical investigation and in vivo activity of anti-malarial drugs co-loaded in Tween 80 niosomes // Journal of Liposome Research. 2018. Vol. 28, no. 4. P. 315–321. https://doi.org/10.1080/08982104.2017.1376684.
  20. Prabha S., Arya G., Chandra R., Ahmed B., Nimesh S. Effect of size on biological properties of nanoparticles employed in gene delivery // Artificial Cells, Nanomedicine, and Biotechnology. 2016. Vol. 44, no. 1. P. 83–91. https://doi.org/10.3109/21691401.2014.913054.
  21. Arechabala B., Coiffard C., Rivalland P., Coiffard L.J.M., de Roeck-Holtzhauer Y. Comparison of cytotoxicity of various surfactants tested on normal human fibroblast cultures using the neutral red test, MTT assay and LDH release // Journal of Applied Toxicology. 1999. Vol. 19, no. 3. P. 163–165. https://doi.org/10.1002/(SICI)10991263(199905/06)19:33.0.CO;2-H

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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».