Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Смотрите также: вакцина РНК и вакцина ДНК
Твердые липидные наночастицы (SLN). Существует только один слой фосфолипидов, потому что основная часть внутренней части частицы состоит из липофильного вещества. Полезные нагрузки, такие как modRNA , РНК-вакцина или другие, при желании могут быть встроены внутрь. Необязательно, нацеливающие молекулы, такие как антитела , нацеленные на клетки пептиды и / или молекулы других лекарственных средств, могут быть связаны с внешней поверхностью SLN.
Липосомы представляют собой («полые») липидные наночастицы, которые имеют фосфолипидный бислой в качестве оболочки, поскольку основная часть внутренней части частицы состоит из водного вещества. В различных популярных применениях дополнительной полезной нагрузкой являются, например, ДНК-вакцины , генная терапия , витамины , антибиотики , косметика и многие другие.

Твердые липидные наночастицы (SLN, sLNP) или липидные наночастицы (LNP) представляют собой наночастицы, состоящие из липидов . Они представляют собой новую фармацевтическую систему доставки лекарств (и часть доставки лекарств в виде наночастиц ) и новый фармацевтический состав . [1] [2] LNP в качестве средства доставки лекарств были впервые одобрены в 2018 году для препарата siRNA Onpattro . [3] LNP приобрели более широкое распространение в 2020 году, поскольку некоторые вакцины против COVID-19 , в которых используется технология РНК-вакцин, покрывают хрупкие нити мРНКПЭГилированные липидные наночастицы в качестве носителя для доставки (например, MRNA-1273 от Moderna и BNT162b2 от BioNTech / Pfizer ). [4]

Характеристики [ править ]

Твердые липидные наночастицы обычно имеют сферическую форму со средним диаметром от 10 до 1000 нанометров . Твердые липидные наночастицы обладают твердой липидной основной матрицей, которая может солюбилизировать липофильные молекулы . Липидное ядро ​​стабилизировано поверхностно-активными веществами (эмульгаторами). Используемый эмульгатор зависит от пути введения и более ограничен для парентерального введения. [5] Термин липид используется здесь в более широком смысле и включает триглицериды (например, тристеарин ), диглицериды (например, глицерин бахенат), моноглицериды (например, моностеарат глицерина.), жирные кислоты (например, стеариновая кислота ), стероиды (например, холестерин ) и воски (например, цетилпальмитат ). Все классы эмульгаторов (по заряду и молекулярной массе) были использованы для стабилизации липидной дисперсии. Было обнаружено, что комбинация эмульгаторов может более эффективно предотвращать агломерацию частиц . [5] [6]

SLN обычно имеет сферическую форму и состоит из твердого липидного ядра, стабилизированного поверхностно-активным веществом. Основные липиды могут представлять собой жирные кислоты, ацилглицерины, воски и смеси этих поверхностно-активных веществ. Липиды биологических мембран, такие как фосфолипиды , сфингомиелины , соли желчных кислот ( таурохолат натрия ) и стерины (холестерин), используются в качестве стабилизаторов. Биологические липиды, имеющие минимальную цитотоксичность носителя и твердое состояние липида, позволяют лучше контролировать высвобождение лекарственного средства благодаря повышенной устойчивости к массопереносу. [7] Шах и др. В своей книге «Липидные наночастицы: производство, характеристика и стабильность» подробно обсуждают их.

Синтез [ править ]

Различные процедуры приготовления включают гомогенизацию с высоким сдвигом и ультразвук, эмульгирование / выпаривание растворителя или микроэмульсию. Получение распределения по размерам в диапазоне 30–180 нм возможно с использованием ультразвуковой обработки за счет длительного времени обработки ультразвуком. Эмульгирование в растворителе подходит для приготовления небольших дисперсий липидных наночастиц однородного размера с тем преимуществом, что избегается нагревание. [8]

Приложения [ править ]

Разработка твердых липидных наночастиц - одна из новых областей липидной нанотехнологии (обзор липидной нанотехнологии см. [9] ) с несколькими потенциальными приложениями в доставке лекарств, клинической медицине и исследованиях , а также в других дисциплинах. Благодаря своим уникальным свойствам, зависящим от размера, липидные наночастицы открывают возможность для разработки новых терапевтических средств. Возможность встраивать лекарства в наноносители предлагает новый прототип в доставке лекарств, который может иметь большие перспективы для достижения повышения биодоступности наряду с контролируемой и специфичной для сайта доставкой лекарств. SLN также считаются хорошо переносимыми в целом из-за их состава из физиологически сходных липидов.

Для доставки лекарств в лимфатические сосуды кишечника были разработаны традиционные подходы, такие как использование усилителей проникновения, модификация поверхности, синтез пролекарств, образование комплексов и коллоидные липидные носители. Кроме того, полимерные наночастицы, самоэмульгирующиеся системы доставки, липосомы , микроэмульсии , мицеллярные растворы и недавно твердые липидные наночастицы (SLN) были использованы в качестве возможных носителей для пероральной доставки в лимфатический кишечник. [10]

Доставка лекарств [ править ]

Твердые липидные наночастицы могут служить основой систем пероральной и парентеральной доставки лекарств . SLN сочетают в себе преимущества систем липидной эмульсии и полимерных наночастиц, преодолевая при этом проблемы временной стабильности и стабильности in vivo, которые мешают традиционным, а также подходам доставки полимерных наночастиц. [5] Было высказано предположение, что SLN сочетают в себе многочисленные преимущества по сравнению с другими коллоидными носителями, например, возможно включение липофильных и гидрофильных лекарств, отсутствие биотоксичности носителя, отказ от органических растворителей, возможность контролируемого высвобождения лекарственного средства и нацеливания на него, повышенную стабильность лекарственного средства и нет проблем с крупносерийным производством. [5]Недавнее исследование продемонстрировало использование твердых липидных наночастиц в качестве платформы для пероральной доставки питательного минерального железа путем включения гидрофильной молекулы сульфата железа (FeSO 4 ) в липидную матрицу, состоящую из стеариновой кислоты. [11] Твердые липидные наночастицы, нагруженные карведилолом, были приготовлены с использованием техники горячей гомогенизации для пероральной доставки с использованием компритола и полоксамера 188 в качестве липида и поверхностно-активного вещества, соответственно. [12] Другим примером доставки лекарств с использованием SLN может быть оральный твердый SLN, суспендированный в дистиллированной воде, который был синтезирован для улавливания лекарств в структуре SLN. При расстройстве желудка SLN подвергаются действию желудочной и кишечной кислот, которые растворяют SLN и высвобождают лекарства в систему. [13]

Многие наноструктурированные системы использовались для доставки лекарств в глаза и дали некоторые многообещающие результаты. SLN рассматривались как потенциальная система-носитель лекарств с 1990-х годов. SLN не проявляют биотоксичности, поскольку они приготовлены из физиологических липидов. SLN особенно полезны для доставки лекарств в глаза, поскольку они могут усиливать всасывание лекарств роговицей и улучшать биодоступность в глазах как гидрофильных, так и липофильных лекарств. [14] Твердые липидные наночастицы имеют еще одно преимущество, заключающееся в том, что они позволяют стерилизовать их в автоклаве , что является необходимым шагом на пути создания препаратов для глаз. [15]

Преимущества SLN включают использование физиологических липидов (что снижает опасность острой и хронической токсичности), отказ от органических растворителей, потенциально широкий спектр применения ( кожный , пероральный , внутривенный ) и гомогенизация под высоким давлением в качестве признанного метода производства. . Кроме того, улучшенная биодоступность , защита чувствительных молекул лекарственного средства от внешней среды (вода, свет) и даже характеристики контролируемого высвобождения были заявлены за счет включения плохо растворимых в воде лекарств в твердую липидную матрицу. Более того, SLN могут нести как липофильные, так и гидрофильные лекарства и более доступны по сравнению с носителями на основе полимеров / поверхностно-активных веществ. [16]

Одним из основных препятствий на пути использования SLN в качестве средства доставки нуклеиновых кислот является то, что в природе липиды и нуклеиновые кислоты несут отрицательный электрический заряд - это означает, что они не легко смешиваются друг с другом. [17] Работая в Syntex в середине 1980-х годов, [18] Филип Фельгнер впервые применил искусственно созданные катионные липиды (положительно заряженные липиды) для связывания липидов с нуклеиновыми кислотами с целью трансфекции последних в клетки. [19] Однако к концу 1990-х годов из экспериментов in vitro стало известно, что такое использование катионных липидов оказывает нежелательное побочное действие на клеточные мембраны .[20] В Университете Британской Колумбии Питер Куллис руководил разработкой техники, включающей тщательную корректировку pH в процессе смешивания ингредиентов, чтобы инкапсулировать обратные мицеллы ионизируемых катионных липидов и нуклеиновых кислот внутри внешнего слоя ПЭГилированных липидов. что гарантирует, что полученные наночастицы могут безопасно проходить через клеточные мембраны живых организмов, не вызывая таких побочных эффектов. [17] [21]

В 2018 году FDA одобрило первый препарат, использующий липидные наночастицы в качестве системы доставки лекарств, - препарат siRNA Onpattro . [3] По состоянию на конец 2020 года, несколько вакцин мРНК для SARS-COV-2 , в том числе Moderna «с мРНК-1273 и BioNTech » ы BNT162b2 , также используют липидные наночастицы в качестве системы доставки лекарственного средства. [3]

Механизм лимфатической абсорбции [ править ]

Было разработано выяснение механизма кишечной лимфатической абсорбции из твердых липидных наночастиц с использованием линии клеток Caco-2 в качестве модели in vitro. [22] Несколько исследователей показали повышение пероральной биодоступности плохо растворимых в воде лекарств при инкапсулировании в твердые липидные наночастицы . Эта повышенная биодоступность достигается за счет лимфатической доставки. Чтобы выяснить механизм абсорбции, из твердых липидных наночастиц , человеческий вырезанный Caco-2клеточный монослой может быть альтернативной тканью для разработки модели in vitro, которая будет использоваться в качестве инструмента скрининга перед проведением исследований на животных. Результаты, полученные в этой модели, позволяют предположить, что основным механизмом абсорбции нагруженных карведилолом твердых липидных наночастиц может быть эндоцитоз и, более конкретно, клатрин-опосредованный эндоцитоз .[12]

См. Также [ править ]

  • Наномедицина , общая область
  • Мицеллы с липидной сердцевиной
  • Липосома , двухслойная липидная оболочка, более ранняя форма с некоторыми ограничениями
  • Липоплекс , комплекс плазмидной или линейной ДНК и липидов
  • Адресная доставка лекарств
  • мРНК-1273 от Moderna использует LNP.
  • BNT162b2 от BioNTech / Pfizer использует LNP.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Саупе, Энн; Рейдс, Томас (2006). «Твердые липидные наночастицы». Технологии наноносителей . п. 41. DOI : 10.1007 / 978-1-4020-5041-1_3 . ISBN 978-1-4020-5040-4.
  2. ^ Дженнинг, V; Тюнеманн, AF; Гохла, SH (2000). «Характеристика новой системы-носителя твердых липидных наночастиц на основе бинарных смесей жидких и твердых липидов». Международный журнал фармацевтики . 199 (2): 167–77. DOI : 10.1016 / S0378-5173 (00) 00378-1 . PMID 10802410 . 
  3. ^ a b c Куни, Элизабет (1 декабря 2020 г.). «Как нанотехнологии помогают мРНК вакцины Covid-19 работать» . Стат . Дата обращения 3 декабря 2020 .
  4. ^ Парди, Норберт; Хоган, Майкл Дж .; Портер, Фредерик У .; Вайсман, Дрю (апрель 2018 г.). «мРНК-вакцины - новая эра в вакцинологии» . Nature Reviews Drug Discovery . 17 (4): 261–279. DOI : 10.1038 / nrd.2017.243 . PMC 5906799 . PMID 29326426 .  
  5. ^ a b c d Mehnert et al. , 2001 г.
  6. ^ Маленький, 1986
  7. ^ Manzunathдр., 2005
  8. ^ Вольфганг Менерт, Карстен Мадер, Твердые липидные наночастицы: производство, характеристика и применение, Advanced Drug Delivery Reviews, Volume 64, 2012, Pages 83-101, ISSN 0169-409X, https://doi.org/10.1016/j.addr .2012.09.021
  9. ^ Машаги, S .; Jadidi, T .; Koenderink, G .; Машаги, А. Липидная нанотехнология. Int. J. Mol. Sci. 2013, 14, 4242-4282. [1]
  10. ^ Исследования твердых липидных наночастиц репаглинида на основе бинарной липидной матрицы:оценка in vitro и in vivo . Рават М.К., Джайн А. и Сингх С., Журнал фармацевтических наук, 2011 г., том 100, выпуск 6, страницы 2366-2378
  11. ^ Zariwala, MG (ноябрь 2013). «Новый подход к пероральной доставке железа с использованием твердых липидных наночастиц, содержащих сульфат железа» (PDF) . Int J Pharm . 456 (2): 400–7. DOI : 10.1016 / j.ijpharm.2013.08.070 . PMID 24012860 .  
  12. ^ а б Шах, манси К .; Мадан, Паршотам; Линь, Сеншанг (23 мая 2013 г.). «Подготовка, оценка и статистическая оптимизация нагруженных карведилолом твердых липидных наночастиц для лимфатической абсорбции при пероральном введении». Фармацевтические разработки и технологии . 19 (4): 475–485. DOI : 10.3109 / 10837450.2013.795169 . PMID 23697916 . S2CID 42174732 .  
  13. ^ Пандей, Раджеш; Шарма, Садхана; Хуллер, GK (2005). «Пероральная противотуберкулезная химиотерапия на основе твердых липидных наночастиц». Туберкулез . 85 (5–6): 415–420. DOI : 10.1016 / j.tube.2005.08.009 . PMID 16256437 . 
  14. ^ Арана, Лиде; Саладо, Клариса; Вега, Сандра; Айзпуруа-Олайзола, Ойер; Арада, Игорь де ла; Суарес, Татьяна; Усобиага, Арезац; Arrondo, José Luis R .; Алонсо, Алисия (01.11.2015). «Твердые липидные наночастицы для доставки экстракта календулы лекарственной». Коллоиды и поверхности B: Биоинтерфейсы . 135 : 18–26. DOI : 10.1016 / j.colsurfb.2015.07.020 . PMID 26231862 . 
  15. ^ Seyfoddin Али; Дж. Шоу; Р. Аль-Кассас (2010). «Твердые липидные наночастицы для доставки лекарств в глаза». Доставка лекарств . 17 (7): 467–489. DOI : 10.3109 / 10717544.2010.483257 . PMID 20491540 . S2CID 25357639 .  
  16. ^ Мукерджи, С. и др. «Твердые липидные наночастицы: современный подход к разработке рецептур в системе доставки лекарств». Индийский журнал фармацевтических наук, том. 71,4 (2009): 349-58. DOI: 10.4103 / 0250-474X.57282
  17. ^ a b Фоули, Кэтрин Эллен (22 декабря 2020 г.). «Первые вакцины против Covid-19 навсегда изменили биотехнологию» . Кварц . Кварц Медиа . Проверено 11 января 2021 года .
  18. ↑ Джонс, Марк (22 июля 1997 г.). «Интервью Фила Фельгнера - 22 июля 1997 г.» . Библиотека Калифорнийского университета в Сан-Диего: Технологический архив Сан-Диего . Регенты Калифорнийского университета.
  19. Перейти ↑ Byk, Gerardo (2002). «Доставка генов на основе катионных липидов». В Махато, Рам I .; Ким, Сунг Ван (ред.). Фармацевтические перспективы терапии на основе нуклеиновых кислот . Лондон: Тейлор и Фрэнсис. С. 273–303. ISBN 9780203300961.
  20. ^ Lasic, Данило D. (1997). Липосомы в доставке генов . Бока-Ратон: CRC Press. п. 191. ISBN. 9780849331091. Проверено 11 января 2021 года .
  21. ^ Cullis, Pieter R .; Надежда, Майкл Дж. (5 июля 2017 г.). «Системы липидных наночастиц для обеспечения генной терапии» . Молекулярная терапия . 25 (7): 1467–1475. DOI : 10.1016 / j.ymthe.2017.03.013 . Проверено 12 января 2021 года .
  22. ^ Шах, манси К .; Мадан, Паршотам; Линь, Сеншан (29 июля 2014 г.). «Выяснение механизма кишечной абсорбции твердых липидных наночастиц, нагруженных карведилолом, с использованием линии клеток Caco-2 в качестве модели». Фармацевтические разработки и технологии . 20 (7): 877–885. DOI : 10.3109 / 10837450.2014.938857 . PMID 25069593 . S2CID 40506806 .  

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Твердые липидные наночастицы (SLN) для контролируемой доставки лекарств - обзор современного состояния. Muller et al. 2000 г.
  • Приготовление, оценка in vitro и статистическая оптимизация твердых липидных наночастиц, содержащих карведилол, для лимфатической абсорбции при пероральном введении
  • Выяснение механизма кишечной абсорбции твердых липидных наночастиц, нагруженных карведилолом, с использованием клеточной линии Caco-2 в качестве модели in vitro

Внешние ссылки [ править ]

  • Твердые липидные наночастицы , ScienceDirect (2017)