Sammenfatning
I den leverede litteratur fremstår fisetin og quercetin gentagne gange som bioaktive flavonoider, hvis reelle effekt begrænses af formuleringsbetinget eksponering, idet flere kilder eksplicit beskriver dårlig vandopløselighed og lav målbart biotilgængelighed for konventionelle præparater eller opløsninger/suspensioner.[1–4] Flere nano- og lipidbaserede tilgange (liposomer, nanoliposomer, polymere miceller, nanosuspensioner, nanoemulsioner, nanokochleater, SNEDDS) præsenteres som praktiske strategier til at forbedre systemisk eksponering og/eller absorptionskinetik, ofte med store kvantitative gevinster i AUC eller relativ biotilgængelighed.[3–9] Det stærkeste humane farmakokinetiske signal i datasættet er et hybridt micelle-i-hydrogel-fisetinsystem (FF-20), som øgede fisetin-AUC0–12h 26.9 gange og Cmax fra 9.97 ng/mL til 238.2 ng/mL sammenlignet med en uformuleret komparator, samtidig med at tidsvinduet, hvor fisetin kunne kvantificeres i plasma, blev forlænget.[4]
Senolytisk rationale
Inden for dette datasæt rammesættes fisetin eksplicit som et senoterapeutisk eller senolytisk flavonoid i flere kilder, herunder et studie, der specifikt udvalgte fisetin som et "velstuderet senoterapeutisk lægemiddel" til testning i liposomer, og en oversigtsartikel, der angiver, at fisetin har "senolytiske effekter".[10, 11] Præklinisk in vivo-evidens, der henvises til i de leverede uddrag, angiver, at fisetin blandt ti naturlige flavonoider testet in vivo blev rapporteret som "det mest potente senolytiske stof", hvilket reducerede senescensmarkører i progeroide og gamle mus.[12] Imidlertid fandt det eneste direkte senescensmodeleksperiment i datasættet (doxorubicin-induceret senescens i A549- og WI38-celler) ingen selektiv senolyse for frit fisetin eller fisetin-loaded liposomer i viabilitetsassays, mens der fortsat blev observeret senomorf modulering af SASP-cytokinerne IL-6 og IL-8 ved ELISA.[10]
Liposomale indkapslingsstrategier
Liposomalt fisetin er repræsenteret ved flere fremstillings- og karakteriseringsmetoder, herunder en tyndtlag-/tyndfilmmetode, der anvender definerede phospholipider og kolesterol, samt en tyndfilm-fordampnings-nanoliposomplatform med valgfri hyaluronsyre-coating med henblik på stabilitet og micellariseringsresultater i fordøjelsesfasen.[10, 13] I et in vitro-senescensstudie blev liposomer fremstillet ved at blande DOPC, DSPE, og kolesterol i organisk opløsningsmiddel, danne en lipidfilm, rehydrere i HEPES-buffer og ekstrudere gennem polycarbonatmembraner ned til 100 nm for at opnå ensartede liposomer.[10] Disse liposomer udviste et Z-gennemsnit på 115.9 ± 0.9 nm (PDI 0.155 ± 0.004) og et ζ-potentiale på −20.3 ± 0.6 mV, når de var tomme, mens indkapsling af fisetin reducerede størrelsen til 95.1 ± 1.0 nm (PDI 0.178 ± 0.008) og forskød ζ-potentialet til −11.6 ± 1.2 mV med en indkapslingseffektivitet på 13.68%.[10]
Et separat nanoliposomsystem anvendte lecithin og fisetin i et masseforhold på 25:1 med en fisetinkoncentration på 0.8 mg/mL, fremstillet ved tyndfilm-fordampning og ultralydbehandling (2 min ved 40 W/cm²), hvilket gav rektangulære nanoliposomer på ~80 nm med en PDI på omkring 0.3.[13] Coating med hyaluronsyre (HA) blev fremstillet ved at opløse HA i phosphatbuffer og blande det med nanoliposomer i et volumenforhold på 1:10 under omrøring natten over, og HA-molekylvægten påvirkede indkapslingseffektiviteten (90–95% ved 3/35/90–100 kDa, faldende til 79% ved 150–250 kDa og 74% ved 1000–1500 kDa).[13]
Polymere og selv-assemblerede miceller
Polymere miceller beskrives eksplicit i datasættet som core/shell-strukturer på nanoskala, der dannes af amfifile blokcopolymere, og flere quercetin-micellesystemer giver kvantitative forbedringer af den orale PK.[2, 5, 7] Hos rotter havde en MPEG-b-PLLA-quercetin-micelle (fremstillet ved tyndfilm-hydrering) en partikelstørrelse på 88.5 ± 2.6 nm med en PDI på 0.13 ± 0.04, en indkapslingseffektivitet på 82.5 ± 2.1% og et zetapotentiale på −8.72 ± 1.03 mV.[7] Denne micelle øgede AUC0–∞ fra 4633.71 ± 557.67 h·ng/mL (vandig suspension) til 41677.10 ± 4573.95 h·ng/mL og blev eksplicit rapporteret som en 9-gange øgning i relativ oral biotilgængelighed, med højere Cmax (1920.83 ± 250.14 ng/mL vs 628.67 ± 64.66 ng/mL) og forsinket Tmax (7.3 ± 1.6 h vs 3.0 ± 1.1 h).[7]
En anden tilgang til quercetin-miceller anvendte Soluplus-miceller fremstillet ved modificeret filmdispersion (Soluplus plus F127), hvor en teoretisk drug loading på 7% gav en partikelstørrelse på 79.00 ± 2.24 nm med en PDI på 0.154 ± 0.044, en indkapslingseffektivitet på 95.91% ± 4.05% og et zetapotentiale på −17.10 ± 2.30 mV.[2] I beaglehunde forlængede disse miceller detekterbarheden af quercetin fra 24 h (frit lægemiddel) til 48 h (micelle) og øgede Cmax fra 5.24 μg·mL−1 til 7.56 μg·mL−1, mens der blev rapporteret en halveringstid, der var 2.19 gange længere end for rent quercetin.[2]
Faste lipid- og nanopartikelplatforme
Ud over miceller og liposomer indeholder datasættet flere nanopartikelplatforme, herunder polymere nanopartikler (PLGA), protein-nanopartikler (BSA-baserede), chitosan-nanopartikler fremstillet ved ionisk gelering samt nanosuspensioner/nanokrystaller, hver med detaljerede målinger for størrelse og indkapsling.[1, 14–16] PLGA-nanopartikler til fisetin blev udviklet med henblik på intravenøs evaluering, hvor en eksempelformulering (NP4) blev rapporteret at have en gennemsnitlig partikelstørrelse på ~330 nm, et ζ-potentiale på −7.2 mV, en PDI på 0.25, en indkapslingseffektivitet på 83.58% og en drug-loading på 13.93%.[17] Et andet PLGA-nanopartikelsystem til fisetin (FST-NP) rapporterede en gennemsnitlig størrelse på 187.9 nm, en PDI på 0.121, et ζ-potentiale på −29.2 mV og en indkapslingseffektivitet på 79.3%, og det gav 4.9×, 3.2× og 2.3× højere permeation end suspension i en everted gut sac-model på tværs af duodenum/jejunum/ileum.[15]
Folat-målrettede fisetin-nanopartikler (FFANP'er) blev rapporteret som monodisperse sfæriske partikler på 150 nm med en PDI på 0.117 og en høj indkapslingseffektivitet (92.36% ± 3.84) samt en loading-kapacitet på 8.39% ± 3.04, hvilket understøtter et receptormålrettet paradigme snarere end et oralt eksponeringsparadigme i det leverede uddrag.[14] Chitosan/TPP-nanopartikler med fisetin fremstillet ved ionisk gelering (FNP'er) havde en gennemsnitlig størrelse på 363.1 ± 17.2 nm og et ζ-potentiale på +17.7 ± 0.1 mV med en indkapslingseffektivitet på 78.79 ± 7.7% og en loading-kapacitet på 37.46 ± 6.6%.[1]
Selvemulgerende og nanoemulsionssystemer
Datasættet beskriver både SNEDDS-koncepter på definitionsniveau og konkrete nanoemulsionssystemer med in vivo PK-resultater for fisetin, med vægt på formuleringsdrevet absorptionskinetik og dosiseffektivitet i sygdomsmodeller.[5, 6] For fisetin bestod en optimeret nanoemulsionsformulering (nanoemulsion 9) af Miglyol 812 N (10%), Labrasol (10%), Tween 80 (2.5%), Lipoid E80 (1.2%), glycerol (2.25%), NaOH (0.1N) til pH 7 og vand til 100%, med en nanopartikel-diameter på 146 ± 3 nm og en meget lav PDI på 0.015 rapporteret for den Miglyol-holdige præparation.[6] Den samme nanoemulsionsfamilie blev også karakteriseret som havende en dråbediameter på 153 ± 2 nm, et negativt ζ-potentiale på −28.4 ± 0.6 mV og en PDI på 0.129, og nanoemulsionen blev rapporteret som stabil ved 4 °C i 30 dage med faseseparation ved 20 °C.[6]
For quercetin beskrev et SNEDDS-studie en optimeret nanoemulgerende formulering, der anvendte triacetin som oliefase, Tween 20 som surfactant og ethanol som co-surfactant, med en NE4-partikelstørrelse på 11.96 nm og et rapporteret højt lægemiddelindhold (~97.98% til 100.88%).[18]
Kvantitative gevinster i biotilgængelighed
Den her uddragne litteratur understøtter et ensartet mønster: nano-/lipid-leveringssystemer kan ændre eksponeringen med flere gange i forhold til konventionelle opløsninger, suspensioner eller uformulerede komparatorer, med fold-ændringer rapporteret direkte i flere uafhængige studier og oversigtsartikler.[3–5, 7–9] Tabellen nedenfor konsoliderer de rapporterede fold-gevinster og centrale PK-endepunkter nøjagtigt som angivet i kilderne, idet der anvendes AUC-baseret relativ biotilgængelighed, hvor dette er tilgængeligt.
| Flavonoid | System | Model | Kvantitativ hovedgevinst | Rapporterede PK-detaljer |
|---|---|---|---|---|
| Fisetin | Hybrid-FENUMAT micelle-i-hydrogel (FF-20) | Sunde frivillige (enkeltdosis) | AUC0–12h 26.9 gange højere 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 kvantificerbar op til 8 h vs 2 h[4] |
| Fisetin | Nanoemulsion | Mus (intraperitoneal) | 24 gange højere relativ biotilgængelighed vs frit fisetin[6] | Hurtigere absorption (MAT 1.97 h vs 5.98 h); lignende eksponering vs frit for i.v.-dosering (overlappende kurver; lignende Cmax/AUC/t1/2)[6] |
| Fisetin | Nanocochleater (oversigtssammenfatning) | In vivo (administrationsvej angivet som depotfrigivelseskontekst) | Biotilgængelighed forbedret op til 141 gange[5] | Rapporteret som depotfrigivelse fra det fremstillede kompleks[5] |
| Fisetin | Liposomalt system (oversigtssammenfatning) | In vivo (intraperitoneal) | Biotilgængelighed forbedret 47 gange[5] | Administrationsvej angivet som intraperitoneal injektion[5] |
| Quercetin | MPEG-b-PLLA-micelle | SD-rotter (oral) | Relativ oral biotilgængelighed 9 gange vs vandig suspension (AUC-baseret)[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 | LipoMicel flydende micellematrix | Sunde frivillige (crossover) | 8 gange AUC- og 9 gange Cmax-stigninger vs frit quercetin[8] | Cmax 182.85 ng/mL ved Tmax 0.5 h; AUC for phytosom en smule højere end LipoMicel i samme studierapport[8] |
| Quercetin | Casein-nanopartikler med HP-β-CD | Wistar-rotter (oral) | Relativ oral biotilgængelighed tæt på 37% (ni gange højere end kontrolopløsning); kontrol-oral opløsning ca. 4% biotilgængelighed[3] | Plasmaniveauer observeret op til 72 h for Q-HPCD-NP; AUC 61 μg·h/mL ~10 gange højere end oral opløsning[3] |
| Quercetin | Nanosuspensioner med stabilisatorer og metaboliske hæmmere | SD-rotter (oral) | Absolut biotilgængelighed øget op til 23.58% vs 3.61% for vandsuspension (højeste gruppe SPC-Pip-Que-NSps)[9] | AUC0–∞-stigninger rapporteret som 6.5× (SPC-Pip) og 4.3× (TPGS) vs suspension i teksten med angivne AUC-værdier[9] |
| Quercetin | Nanokrystal-selvstabiliseret Pickering-emulsion | SD-rotter (oral) | AUC0–t øget 2.76× vs groft pulver og 1.38× vs nanokrystaller[19] | Tmax afkortet til 1.75 ± 1.26 h vs 3.33 ± 1.63 h (groft) og 2.96 ± 0.17 h (NC); Cmax 6.06 μg·mL−1 (NSSPE) vs groft pulver (2.41× forhold angivet)[19] |
First-pass- og absorptionsbegrænsninger
Selvom datasættet ikke direkte kvantificerer hepatiske metabolismeveje, viser flere studier operationelt, at formulering kan kontrollere absorptionsprocessen og tidsforløbet, herunder hurtigere absorption (kortere MAT) for intraperitonealt administreret fisetin-nanoemulsion og forlænget detekterbarhed for humant FF-20 sammenlignet med en uformuleret komparator.[4, 6] For quercetin forlænger flere orale nanobærere den systemiske opholdstid, herunder casein-nanopartikler, der opretholdt målbare plasmaniveauer i op til 72 h (vs 24 h for nanopartikeltilstanden uden cyclodextrin), og Soluplus-miceller, der forlængede detektionen til 48 h sammenlignet med 24 h for frit lægemiddel i hunde.[2, 3] Dataene viser også, at nanobærere kan forskyde Tmax i begge retninger afhængigt af systemarkitekturen, såsom forsinket Tmax i MPEG-b-PLLA-quercetin-miceller (7.3 h vs 3.0 h) og afkortet Tmax i quercetin Pickering-emulsionen (1.75 h vs 3.33 h).[7, 19]
Analytisk validering
Datasættet leverer omfattende evidens for, at kvantitativ evaluering af flavonoid-nanoformuleringer i høj grad afhænger af væskekromatografi (HPLC/UPLC) og LC-MS/MS, med yderligere anvendelse af UV-Vis-absorbans- og fluorescensmetoder til formuleringskarakterisering og indholdsanalyser.[1, 4, 7, 9, 10, 13] I human fisetin-farmakokinetik for FF-20 blev fisetin og dets metabolit geraldol kvantificeret ved hjælp af UPLC-ESI-MS/MS (QTRAP) i negativ-ion MRM-mode efter acetonitril-ekstraktion og filtrering, og fisetinindholdet blev desuden målt ved valideret HPLC-analyse.[4] I rotte-quercetin-micellefarmakokinetik kvantificerede en triple-quadrupol LC-MS/MS-metode quercetin ved hjælp af MRM-overgang m/z 301.1 → 151.0 med kromatografisk separation på en Agilent Eclipse-C18-kolonne under en isokratisk vand/methanol mobil fase.[7]
Flere formuleringsartikler anvendte HPLC-UV eller HPLC-DAD til indholds- og frigivelses-/permeationsanalyser, herunder kvantificering af fisetin-nanoemulsion ved reversed-phase HPLC med UV-detektion ved 360 nm og kvantificering af quercetin-loadede casein-nanopartikler ved HPLC-UV med DAD ved 370 nm.[3, 6] Nogle systemer anvendte UV-Vis-spektrofotometri til estimering af fisetin- eller quercetinkoncentration (f.eks. fisetin ved 364 nm for chitosan-nanopartikler; quercetin ved 374 nm for SNEDDS-opløsning/lægemiddelindhold), og et liposomalt fisetinstudie kvantificerede fisetinkoncentrationen ved spektrofluorometri med excitation/emission ved 418/486 nm.[1, 10, 18]
Senescens- og effektivitetsresultater
Direkte senescensmodel-resultater i datasættet er i øjeblikket domineret af ét in vitro-studie, der tester fisetin og fisetin-loadede liposomer i doxorubicin-inducerede senescensmodeller, whori hverken frit fisetin eller fisetin-loadede liposomer frembragte selektiv apoptose af senescentsceller frem for ikke-senescente celler i viabilitetsassays.[10] Det samme studie rapporterede ikke desto mindre senomorf aktivitet dokumenteret ved reduceret sekretion af IL-6 og IL-8 i senescente celler og rammesatte både frit og liposomalt fisetin som modulerende for SASP ved ELISA-analyse.[10] Som supplement til disse fund angiver een ekstern in vivo-senolytisk påstand inkluderet i uddragene, at fisetin blev rapporteret som det mest potente senolytiske stof blandt ti flavonoider testet in vivo, hvilket reducerede senescensmarkører i progeroide og gamle mus, men uden formuleringsdetaljer i det leverede citatsæt.[12]
Uden for senescens-endepunkter viser flere nanoformuleringer sygdomsmodel-effektivitet i overensstemmelse med eksponeringsforbedringer, herunder en fisetin-nanoemulsion, der opnåede 53% tumorvolumenreduktion ved 36.6 mg/kg mod en ~6 gange højere dosis af frit fisetin (223 mg/kg) for lignende tumorvæksthæmning i mus med Lewis-lungekarcinom.[6] Andre eksempler på ikke-senescensrelateret effektivitet omfatter fisetin-nanosuspension, der forbedrede hukommelse og indlæring samt reducerede MAO-A-niveauer i Aβ(25–35)-inducerede demensmus, og fisetin-chitosan-nanopartikler, der reducerede inflammatorisk cytokin-mRNA (TNF-α og IL-6) og øgede IL-10 i IL-1β-forbehandlede chondrocytter, samtidig med at de forhindrede reduktion af bruskrelaterede transkripter (Sox-9 og COL2).[1, 16]
Translationel status
Datasættet indeholder flere biotilgængelighedsstudier i humane frivillige for både fisetin- og quercetinformuleringer, hvilket giver direkte translationel relevans for påstande om eksponeringsforbedring.[4, 8] For fisetin sammenlignede et randomiseret, dobbeltblindet cross-over-design i 15 sunde frivillige en dosis på 1000 mg UF med 1000 mg FF-20 (svarende til 192 mg fisetin) med en 10-dages washout, hvilket muliggjorde direkte intraindividuel PK-sammenligning, som viste markant højere AUC og Cmax for FF-20 og længere kvantificerbar varighed for fisetin i plasma.[4] For quercetin evaluerede et ikke-blindet crossover-studie i 12 sunde voksne frivillige tre quercetinprodukter og rapporterede, at den flydende LipoMicel-micellematrix opnåede 8 gange AUC- og 9 gange Cmax-stigninger sammenlignet med frit quercetin, med en Cmax på 182.85 ng/mL ved Tmax 0.5 h.[8]
Videnshuller og fremtidige retninger
Inden for rammerne af den leverede evidens er et væsentligt videnshul den begrænsede kobling af orale biotilgængelighedsforbedringer til direkte senescens-clearance-endepunkter (f.eks. selektiv eliminering af senescente celler), fordi det eneste eksplicitte senescensmodeleksperiment her viste senomorf SASP-reduktion uden senolytisk selektivitet for både frit fisetin og fisetin-loadede liposomer.[10] Et andet videnshul er, at visse platforme rapporterer væsentlige forbedringer i bioaccessibilitet eller permeation (f.eks. fisetin-nanoliposomer, der øger bioaccessibiliteten til 88.9–92.5% mod 7.2% i bulk-olie, og PLGA-fisetin-nanopartikler, der øger intestinal permeation op til 4.9× i en everted gut sac-model) uden parallel in vivo systemisk PK-bekræftelse i de her leverede uddrag.[13, 15]
En praktisk fremtidig retning, der antydes af evidensen, er en tættere integration af formuleringskarakterisering med valideret bioanalytisk måling, da datasættet visar et bredt metodologisk spektrum – fra LC-MS/MS og UHPLC-HRMS i klinisk PK to UV-Vis-assays for indkapsling eller opløsning i formuleringsscreening – hvilket tyder på, at harmoniserede kvantificeringsstrategier kunne forbedre sammenligneligheden på tværs af studier.[1, 4, 8, 18] En anden fremtidig retning er valg af formulering skræddersyet til de ønskede absorptionsprofiler, fordi studierne viser både forsinket og fremskyndet Tmax afhængigt af bærertype (f.eks. at MPEG-b-PLLA-miceller forsinker Tmax, mens Pickering-emulsioner afkorter den), hvilket indebærer, at den "bedste" formulering kan variere alt efter det terapeutiske mål og doseringsvinduet.[7, 19]
