Shrnutí
Napříč dostupnou literaturou se fisetin a quercetin opakovaně objevují jako bioaktivní flavonoidy, jejichž reálný účinek je limitován expozicí omezenou složením, přičemž řada zdrojů explicitně popisuje špatnou rozpustnost ve vodě a nízkou měřitelnou biologickou dostupnost u konvenčních přípravků nebo roztoků/suspenzí.[1–4] Několik nano- a lipidových přístupů (lipozomy, nanolipozomy, polymerní micely, nanosuspenze, nanoemulze, nanokochleáty, SNEDDS) je prezentováno jako praktické strategie ke zlepšení systémové expozice a/nebo kinetiky absorpce, často s velkými kvantitativními nárůsty AUC nebo relativní biologické dostupnosti.[3–9] Nejvýraznějším lidským farmakokinetickým signálem v databázi je hybridní systém micel v hydrogelu s fisetinem (FF-20), který zvýšil AUC0–12h fisetinu 26,9krát a Cmax z 9,97 ng/mL na 238,2 ng/mL ve srovnání s neupraveným komparátorem, a zároveň prodloužil časové okno, během kterého byl fisetin v plazmě kvantifikovatelný.[4]
Senolytické východiska
V rámci této databáze je fisetin v mnoha zdrojích explicitně definován jako senoterapeutický nebo senolytický flavonoid, včetně studie, která vybrala fisetin specificky jako „dobře prostudované senoterapeutické léčivo“ pro testování v lipozomech, a přehledového tvrzení, že fisetin má „senolytické účinky“.[10, 11] Preklinické in vivo důkazy citované v poskytnutých úryvcích uvádějí, že z deseti přírodních flavonoidů testovaných in vivo byl fisetin označen za „nejúčinnější senolytickou sloučeninu“, která snižuje markery senescence u progeroidních a starých myší.[12] Nicméně jediný přímý experiment se senescenčním modelem zařazený do databáze (senescence indukovaná doxorubicinem v buňkách A549 a WI38) nezjistil v testech životaschopnosti žádnou selektivní senolýzu pro volný fisetin nebo lipozomy zatížené fisetinem, přičemž v testu ELISA byla stále pozorována senomorfní modulace SASP cytokinů IL-6 a IL-8.[10]
Strategie lipozomální enkapsulace
Lipozomální fisetin je zastoupen mnoha přístupy k přípravě a charakterizaci, včetně metody tenké vrstvy / tenkého filmu za použití definovaných fosfolipidů a cholesterolu, jakož i platformy nanolipozomů s odpařováním tenkého filmu s volitelným potahem z kyseliny hyaluronové pro zajištění stability a výsledků micelizace ve fázi trávení.[10, 13] V jedné in vitro studii senescence byly lipozomy připraveny smícháním DOPC, DSPE a cholesterolu v organickém rozpouštědle, vytvořením lipidového filmu, rehydratací v pufru HEPES a vytlačováním přes polykarbonátové membrány až na 100 nm za účelem získání homogenních lipozomů.[10] Tyto lipozomy vykazovaly Z-průměr 115,9 ± 0,9 nm (PDI 0,155 ± 0,004) a ζ-potenciál −20,3 ± 0,6 mV v prázdném stavu, zatímco enkapsulace fisetinu snížila velikost na 95,1 ± 1,0 nm (PDI 0,178 ± 0,008) a posunula ζ-potenciál na −11,6 ± 1,2 mV s účinností enkapsulace 13,68 %.[10]
Samostatný nanolipozomální systém používal lecithin a fisetin v hmotnostním poměru 25:1 s koncentrací fisetinu 0,8 mg/mL, vyrobený odpařováním tenkého filmu a ultrasonografií (2 minuty při 40 W/cm²), čímž vznikly ~80nm obdélníkové nanolipozomy s PDI kolem 0,3.[13] Potažení kyselinou hyaluronovou (HA) bylo připraveno rozpuštěním HA v fosfátovém pufru a smícháním s nanolipozomy v objemovém poměru 1:10 za míchání přes noc, přičemž molekulová hmotnost HA ovlivnila účinnost enkapsulace (90–95 % při 3/35/90–100 kDa, klesající na 79 % při 150–250 kDa a 74 % při 1000–1500 kDa).[13]
Polymerní a samoskládací micely
Polymerní micely jsou v databázi výslovně popsány jako nanoskopické struktury jádro/plášť tvořené amfifilními blokovými kopolymery a několik systémů micel quercetinu poskytuje kvantitativní zlepšení orální farmakokinetiky.[2, 5, 7] U potkanů vykazovaly micely MPEG-b-PLLA quercetinu (připravené hydratací v tenkém filmu) velikost částic 88,5 ± 2,6 nm s PDI 0,13 ± 0,04, účinnost enkapsulace 82,5 ± 2,1 % a zeta potenciál −8,72 ± 1,03 mV.[7] Tato micela zvýšila AUC0–∞ ze 4633,71 ± 557,67 h·ng/mL (vodná suspenze) na 41677,10 ± 4573,95 h·ng/mL a bylo u ní výslovně hlášeno 9násobné zvýšení relativní orální biologické dostupnosti s vyšší hodnotou Cmax (1920,83 ± 250,14 ng/mL vs 628,67 ± 64,66 ng/mL) a zpožděným Tmax (7,3 ± 1,6 h vs 3,0 ± 1,1 h).[7]
Druhý přístup k micelám quercetinu využíval micely Soluplus připravené modifikovanou disperzí filmu (soluplus plus F127), u nichž 7% teoretická druhová zátěž vedla k velikosti částic 79,00 ± 2,24 nm s PDI 0,154 ± 0,044, účinností enkapsulace 95,91 % ± 4,05 % a zeta potenciálem −17,10 ± 2,30 mV.[2] U beaglů tyto micely prodloužily detekovatelnost quercetinu z 24 h (volná látka) na 48 h (micela) a zvýšily Cmax z 5,24 μg·mL−1 na 7,56 μg·mL−1, přičemž byl hlášen poločas rozpadu 2,19krát delší než u čistého quercetinu.[2]
Pevné lipidové a nanopartikulární platformy
Kromě micel a lipozomů obsahuje databáze několik nanopartikulárních platforem zahrnujících polymerní nanočástice (PLGA), proteinové nanočástice (na bázi BSA), chitosanové nanočástice tvořené iontovou gelovatěním a nanosuspenze/nanokrystaly, přičemž každá má podrobné metriky velikosti a enkapsulace.[1, 14–16] Nanočástice PLGA pro fisetin byly vyvinuty pro hodnocení zaměřené na intravenózní podání, přičemž příkladová formulace (NP4) vykazovala průměrnou velikost částic ~330 nm, ζ-potenciál −7,2 mV, PDI 0,25, účinnost enkapsulace 83,58 % a zatížení léčivem 13,93 %.[17] Druhý systém nanočástic PLGA pro fisetin (FST-NP) vykazoval průměrnou velikost 187,9 nm, PDI 0,121, ζ-potenciál −29,2 mV a účinnost enkapsulace 79,3 % a v modelu evertovaného střevního vaku napříč duodenem/jejunem/ileem produkoval 4,9krát, 3,2krát a 2,3krát vyšší permeaci než suspenze.[15]
Nanočástice fisetinu cílené na folát (FFANPs) byly popsány jako monodisperzní sférické částice o velikosti 150 nm s PDI 0,117 a vysokou účinností enkapsulace (92,36 % ± 3,84) s kapacitou zatížení 8,39 % ± 3,04, což v rámci poskytnutého úryvku podporuje spíše paradigma cílení na receptory než paradigma orální expozice.[14] Chitosanové/TPP iontově-gelovatěcí nanočástice fisetinu (FNPs) měly průměrnou velikost 363,1 ± 17,2 nm a ζ-potenciál +17,7 ± 0,1 mV, s účinností enkapsulace 78,79 ± 7,7 % a kapacitou zatížení 37,46 ± 6,6 %.[1]
Samoemulgační a nanoemulgační systémy
Databáze popisuje koncepty SNEDDS na úrovni definice i konkrétní nanoemulgační systémy s in vivo farmakokinetickými výsledky pro fisetin, přičemž klade důraz na kinetiku absorpce řízenou složením a dávkovou účinnost v chorobných modelech.[5, 6] Pro fisetin byla optimalizována formulace nanoemulze (nanoemulze 9) složená z Miglyol 812 N (10 %), Labrasol (10 %), Tween 80 (2,5 %), Lipoid E80 (1,2 %), glycerolu (2,25 %), NaOH (0,1N) do pH 7 a vody do 100 %, přičemž pro přípravek obsahující Miglyol byla hlášena průměrná velikost nanočástic 146 ± 3 nm a velmi nízké PDI 0,015.[6] Stejná rodina nanoemulzí byla rovněž charakterizována průměrem kapek 153 ± 2 nm, záporným ζ-potenciálem −28,4 ± 0,6 mV a PDI 0,129, přičemž bylo hlášeno, že nanoemulze je stabilní při 4 °C po dobu 30 dnů s fázovou separací při 20 °C.[6]
Z farmakokinetického hlediska bylo hlášeno, že intravenózní podání této nanoemulze fisetinu v dávce 13 mg/kg nevykazuje žádný významný rozdíl v systémové expozici ve srovnání s volným fisetinem, zatímco intraperitoneální podání vedlo k 24násobnému zvýšení relativní biologické dostupnosti ve srovnání s volným fisetinem, což je přisuzováno rychlejší absorpci, jak se odráží v kratší střední době absorpce (MAT 1,97 h vs 5,98 h).[6]
U quercetinu jedna studie SNEDDS popsala optimalizovanou nanoemulgační formulaci využívající triacetin jako olejovou fázi, Tween 20 jako surfaktant a etanol jako kosurfaktant, s velikostí částic NE4 11,96 nm a hlášeným vysokým obsahem léčiva (~97,98 % až 100,88 %).[18]
Kvantitativní nárůsty biologické dostupnosti
Literatura zde vybraná podporuje konzistentní vzorec: nano/lipidové dodací systémy mohou násobně posunout expozici vzhledem ke konvenčním roztokům, suspenzím nebo neupraveným komparátorům, přičemž násobné změny jsou hlášeny přímo v několika nezávislých studiích a přehledech.[3–5, 7–9] Níže uvedená tabulka konsoliduje hlášené násobné nárůsty a hlavní farmakokinetické koncové body přesně tak, jak jsou uvedeny ve zdrojích, za použití relativní biologické dostupnosti na základě AUC, pokud je k dispozici.
| Flavonoid | Systém | Model | Klíčový kvantitativní nárůst | Hlášené farmakokinetické detaily |
|---|---|---|---|---|
| Fisetin | Hybridní micela v hydrogelu FENUMAT (FF-20) | Zdraví dobrovolníci (jednorázová dávka) | AUC0–12h 26,9krát vyšší vs UF[4] | Cmax 238,2 ng/mL (FF-20) vs 9,97 ng/mL (UF); Tmax 1,24 h vs 0,88 h; t1/2 1,51 h vs 1,14 h; fisetin kvantifikovatelný do 8 h vs 2 h[4] |
| Fisetin | Nanoemulze | Myši (intraperitoneálně) | 24krát vyšší relativní biologická dostupnost vs volný fisetin[6] | Rychlejší absorpce (MAT 1,97 h vs 5,98 h); podobná expozice vs volná látka pro i.v. podání (překrývající se křivky; podobná Cmax/AUC/t1/2)[6] |
| Fisetin | Nanokochleáty (přehledové shrnutí) | In vivo (cesta specifikována jako kontext s prodlouženým uvolňováním) | Biologická dostupnost se zlepšila až 141krát[5] | Hlášeno jako prodloužené uvolňování z připraveného komplexu[5] |
| Fisetin | Lipozomální systém (přehledové shrnutí) | In vivo (intraperitoneálně) | Biologická dostupnost se zlepšila 47krát[5] | Cesta specifikována jako intraperitoneální injekce[5] |
| Quercetin | Micela MPEG-b-PLLA | Potkani SD (orálně) | Relativní orální biologická dostupnost 9krát vs vodná suspenze (na základě AUC)[7] | AUC0–∞ 41677,10 ± 4573,95 vs 4633,71 ± 557,67 h·ng/mL; Cmax 1920,83 ± 250,14 vs 628,67 ± 64,66 ng/mL; Tmax 7,3 ± 1,6 vs 3,0 ± 1,1 h[7] |
| Quercetin | Tekutá micelární matrice LipoMicel | Zdraví dobrovolníci (crossover) | 8násobné zvýšení AUC a 9násobné zvýšení Cmax vs volný quercetin[8] | Cmax 182,85 ng/mL při Tmax 0,5 h; AUC pro fytosom mírně vyšší než u LipoMicel ve stejné zprávě o studii[8] |
| Quercetin | Kaseinové nanočástice s HP-β-CD | Potkani Wistar (orálně) | Relativní orální biologická dostupnost blízko 37 % (devětkrát vyšší než u kontrolního roztoku); kontrolní orální roztok přibližně 4% biologická dostupnost[3] | Hladiny v plazmě pozorovány až do 72 h pro Q-HPCD-NP; AUC 61 μg·h/mL ~10krát vyšší než u orálního roztoku[3] |
| Quercetin | Nanosuspenze se stabilizátory a metabolickými inhibitory | Potkani SD (orálně) | Absolutní biologická dostupnost se zvýšila až na 23,58 % vs 3,61 % u vodné suspenze (nejvyšší skupina SPC-Pip-Que-NSps)[9] | Nárůsty AUC0–∞ hlášeny jako 6,5× (SPC-Pip) a 4,3× (TPGS) vs suspenze v textu s poskytnutými hodnotami AUC[9] |
| Quercetin | Nanokrystalická samospínací Pickeringova emulze | Potkani SD (orálně) | AUC0–t zvýšena 2,76krát vs hrubý prášek a 1,38krát vs nanokrystaly[19] | Tmax zkrácen na 1,75 ± 1,26 h vs 3,33 ± 1,63 h (hrubý) a 2,96 ± 0,17 h (NC); Cmax 6,06 μg·mL−1 (NSSPE) vs hrubý prášek (uveden 2,41násobný vztah)[19] |
Omezení prvního průchodu a absorpce
Ačkoli databáze přímo nekvantifikuje jaterní metabolické dráhy, několik studií operačně demonstruje, že složení může řídit proces absorpce a časový průběh, včetně rychlejší absorpce (kratší MAT) u intraperitoneálně podané nanoemulze fisetinu a prodloužené detekovatelnosti u lidského přípravku FF-20 ve srovnání s neupraveným komparátorem.[4, 6] U quercetinu prodlužuje řada orálních nanonosičů systémovou retenci, včetně kaseinových nanočástic, které udržovaly měřitelné plazmatické hladiny až do 72 h (vs 24 h u stavu nanočástic bez cyklodextrinu), a micel Soluplus, které prodloužily detekci na 48 h ve srovnání s 24 h u volného léčiva u psů.[2, 3] Data také ukazují, že nanonosiče mohou posunout Tmax v obou směrech v závislosti na architektuře systému, jako je zpožděný Tmax u micel MPEG-b-PLLA quercetinu (7,3 h vs 3,0 h) a zkrácený Tmax u Pickeringovy emulze quercetinu (1,75 h vs 3,33 h).[7, 19]
Analytická validace
Datová sada poskytuje rozsáhlé důkazy o tom, že kvantitativní hodnocení flavonoidních nanoformuací silně spoléhá na kapalnou chromatografii (HPLC/UPLC) a LC-MS/MS, přičemž k charakterizaci formuací a stanovení obsahu se dodatečně využívají metody UV-Vis absorbce a fluorescence.[1, 4, 7, 9, 10, 13] V rámci farmakokinetiky fisetinu u lidí pro FF-20 byly fisetin a jeho metabolit geraldol kvantifikovány pomocí UPLC-ESI-MS/MS (QTRAP) v režimu MRM se zápornými ionty po acetonitrilové extrakci a filtraci a obsah fisetinu byl měřen také pomocí validované analýzy HPLC.[4] V rámci farmakokinetiky kvercetinových micel u potkanů kvantifikovala metoda trojitého kvadrupólového LC-MS/MS kvercetin pomocí MRM přechodu m/z 301,1 → 151,0 s chromatografickou separací na kolonu Agilent Eclipse-C18 za použití izokratické mobilní fáze voda/methanol.[7]
Několik článků zabývajících se formacemi použilo HPLC-UV nebo HPLC-DAD pro stanovení obsahu a testy uvolňování/permeace, včetně kvantifikace nanoemulze fisetinu pomocí reverzní HPLC s UV detekcí při 360 nm a kvantifikace kaseinových nanočástic zatížených kvercetinem pomocí HPLC-UV s DAD při 370 nm.[3, 6] Některé systémy použily UV-Vis spektrofotometrii pro odhad koncentrace fisetinu nebo kvercethinu (např. fisetin při 364 nm pro chitosanové nanočástice; kvercetin při 374 nm pro disoluci / obsah léčiva SNEDDS) a jedna studie s lipozomálním fisetinem kvantifikovala koncentraci fisetinu pomocí spektrofluorometrie s excitací/emisí při 418/486 nm.[1, 10, 18]
Senescence a výsledky účinnosti
Výsledky přímých modelů senescence v datové sadě jsou v současnosti dominovány jednou in vitro studií testující fisetin a lipozomy zatížené fisetinem v modelech senescence indukované doxorubicinem, ve kterých ani volný fisetin, ani lipozomy zatížené fisetinem neprodukovaly selektivní apoptózu senescentních buněk oproti nesenescentním buňkám v testech životaschopnosti.[10] Táž studie nicméně hlásila senomorfní aktivitu doloženou sníženou sekrecí IL-6 a IL-8 v senescentních buňkách a formulovala volný i lipozomální fisetin jako modulátory SASP na základě analýzy ELISA.[10] Tyto poznatky doplňuje externí in vivo senolytické tvrzení obsažené v útržcích, které uvádí, že fisetin byl hlášen jako nejsilnější senolytikum mezi deseti flavonoidy testovanými in vivo, přičemž snižoval markery senescence u progeroidních a starých myší, avšak bez podrobností o formaci v poskytnuté sadě citátů.[12]
Mimo koncové body senescence vykazuje řada nanoformuací účinnost na modelech onemocnění odpovídající zlepšení expozice, včetně nanoemulze fisetinu dosahující 53% snížení objemu nádoru při 36,6 mg/kg oproti ~6krát vyšší dávce volného fisetinu (223 mg/kg) pro podobnou inhibici růstu nádoru u myší nesoucích Lewisův plicní karcinom.[6] Mezi další příklady účinnosti nesouvisející se senescencí patří nanosuspenze fisetinu zlepšující paměť a učení a snižující hladiny MAO-A u myší s demencí indukovanou Aβ(25–35) a chitosanové nanočástice fisetinu snižující mRNA zánětlivých cytokinů (TNF-α a IL-6) a zvyšující IL-10 u chondrocytů pre-tretovaných IL-1β při současné prevenci snížení transkriptů souvisejících s chrupavkou (Sox-9 a COL2).[1, 16]
Translační stav
Datová sada obsahuje několik studií biologické dostupnosti u zdravých dobrovolníků pro formace fisetinu i kvercetinu, což poskytuje přímý translační význam pro tvrzení o zvýšení expozice.[4, 8] V případě fisetinu porovnávala randomizovaná dvojitě zaslepená prekřížená studie u 15 zdravých dobrovolníků dávku 1000 mg UF s 1000 mg FF-20 (dodávající 192 mg fisetinu) s 10denní dobou vymytí (washout), což umožnilo přímé porovnání PK v rámci téhož subjektu, které ukázalo výrazně vyšší AUC a Cmax pro FF-20 a delší kvantifikovatelnou dobu trvání fisetinu v plazmě.[4] V případě kvercetinu nezaslepená prekřížená studie u 12 zdravých dospělých dobrovolníků hodnotila tři produkty s kvercetinem a uvedla, že kapalná micelární matrice LipoMicel dosáhla 8násobného zvýšení AUC a 9násobného zvýšení Cmax ve srovnání s volným kvercetinem, s Cmax 182,85 ng/mL při Tmax 0,5 h.[8]
Mezery a budoucí směřování
V rámci poskytnutých důkazů je klíčovou mezerou omezené propojení zlepšení perorální biologické dostupnosti s přímými koncovými body clearance senescence (např. selektivní eliminace senescentních buněk), protože jediný explicitní experiment s modelem senescence zde ukázal senomorfní snížení SASP bez senolytické selektivity pro volný fisetin i lipozomy zatížené fisetinem.[10] Další mezerou je, že některé platformy vykazují podstatné zlepšení biodostupnosti nebo permeace (např. nanolipozomy fisetinu zvyšující biozpracovatelnost na 88,9–92,5 % oproti 7,2 % v surovém oleji a nanočástice PLGA fisetinu zvyšující intestinální permeaci až 4,9krát v modelovém vaku evertovaného střeva) bez souběžného potvrzení in vivo systémové PK v zde poskytnutých výňatcích.[13, 15]
Praktickým budoucím směrem naznačeným v důkazech je těsnější integrace charakterizace formací s validovaným bioanalytickým měřením, protože datová sada ukazuje široké metodologické spektrum – od LC-MS/MS a UHPLC-HRMS v klinické PK až po UV-Vis testy pro zapouzdření nebo disoluci při screeningování formací – což naznačuje, že harmonizované strategie kvantifikace by mohly zlepšit srovnatelnost mezi studiemi.[1, 4, 8, 18] Druhým budoucím směrem je výběr formace přizpůsobený požadovaným profilům absorpce, protože studie ukazují jak zpožděné, tak zrychlené Tmax v závislosti na typu nosiče (např. micely MPEG-b-PLLA zpožďující Tmax vs. Pickeringovy emulze jej zkracující), což znamená, že „nejlepší“ formace se může lišit podle terapeutického cíle a dávkovacího okna.[7, 19]
