Izvršni sažetak
U dostavljenoj literaturi, fisetin i kvercetin se ponavljaju kao bioaktivni flavonoidi čija je učinkovitost u stvarnom svijetu ograničena izloženošću uvjetovanom formulacijom, pri čemu više izvora izričito opisuje slabu topljivost u vodi i nisku mjerljivu bioraspoloživost za konvencionalne pripravke ili otopine/suspenzije.[1–4] Više nano- i lipidnih pristupa (liposomi, nanoliposomi, polimerne micele, nansuspenzije, nanoemulzije, nanokohleati, SNEDDS) prikazano je kao praktične strategije za poboljšanje sistemske izloženosti i/ili kinetike apsorpcije, često uz velike kvantitativne dobitke u AUC-u ili relativnoj bioraspoloživosti.[3–9] Najsnažniji humani farmakokinetički signal u skupu podataka je hibridni sustav fisetina s micelama u hidrogelu (FF-20), koji je povećao AUC0–12h fisetina 26,9 puta i Cmax s 9,97 ng/mL na 238,2 ng/mL u usporedbi s neformuliranim komparatorom, uz istovremeno produljenje vremenskog prozora u kojem je fisetin bio mjerljiv u plazmi.[4]
Senolitička osnova
Unutar ovog skupa podataka, fisetin je u više izvora izričito označen kao senoterapijski ili senolitički flavonoid, uključujući studiju koja je fisetin odabrala specifično kao „dobro proučen senoterapijski lijek” za testiranje u liposomima te izjavu u pregledu da fisetin ima „senolitičke učinke”.[10, 11] Preklinički in vivo dokazi navedeni u dostavljenim odlomcima navode da je među deset prirodnih flavonoida testiranih in vivo, fisetin zabilježen kao „najpotentniji senolitički spoj”, smanjujući markere starenja kod progeroidnih i starih miševa.[12] Međutim, jedini izravni eksperiment s modelom starenja uključen u skup podataka (starenje uzrokovano doksorubicinom u A549 i WI38 stanicama) nije pronašao selektivnu senolizu za slobodni fisetin ili liposome opterećene fisetinom u testovima vijabilnosti, dok je i dalje zabilježena senomorfna modulacija SASP citokina IL-6 i IL-8 putem ELISA-e.[10]
Strategije liposomske enkapsulacije
Liposomski fisetin je predstavljen s više pristupa pripravka i karakterizacije, uključujući metodu tankog sloja / tankog filma s definiranim fosfolipidima i kolesterolom, kao i platformu nanoliposoma s isparavanjem tankog filma s opcijskom oblakom hijaluronske kiseline za stabilnost i ishode micelizacije u fazi probave.[10, 13] U jednoj in vitro studiji starenja, liposomi su pripremljeni miješanjem DOPC-a, DSPE-a i kolesterola u organskom otapalu, stvaranjem lipidnog filma, rehidratacijom u HEPES puferu i ekstrudiranjem kroz polikarbonatne membrane do 100 nm kako bi se dobili ujednačeni liposomi.[10] Ti su liposomi pokazali Z-prosjek 115,9 ± 0,9 nm (PDI 0,155 ± 0,004) i ζ-potencijal −20,3 ± 0,6 mV kada su bili prazni, dok je enkapsulacija fisetina smanjila veličinu na 95,1 ± 1,0 nm (PDI 0,178 ± 0,008) i pomaknula ζ-potencijal na −11,6 ± 1,2 mV, s učinkovitošću enkapsulacije od 13,68%.[10]
Zasebni nanoliposomski sustav koristio je lecitin i fisetin u omjeru mase 25:1 s koncentracijom fisetina od 0,8 mg/mL, proizveden isparavanjem tankog filma i ultrasonikacijom (2 min pri 40 W/cm²), dajući pravokutne nanoliposome veličine ~80 nm s PDI-jem oko 0,3.[13] Obloga od hijaluronske kiseline (HA) pripremljena je otapanjem HA u fosfatnom puferu i miješanjem s nanoliposomima u volumnom omjeru 1:10 uz miješanje preko noći, pri čemu je molekularna masa HA utjecala na učinkovitost enkapsulacije (90–95% pri 3/35/90–100 kDa, uz smanjenje na 79% pri 150–250 kDa i 74% pri 1000–1500 kDa).[13]
Polimerne i samoozdravljujuće micele
Polimerne micele su izričito opisane u skupu podataka kao nanoskalni sklopovi jezgra/ljuska formirani od amifilnih blok-kopolimera, a višestruki sustavi micela kvercetina pružaju kvantitativna poboljšanja oralne PK.[2, 5, 7] Kod štakora, micela kvercetina MPEG-b-PLLA (pripremljena hidratacijom tankog filma) imala je veličinu čestica 88,5 ± 2,6 nm s PDI-jem 0,13 ± 0,04, učinkovitošću enkapsulacije 82,5 ± 2,1% i zeta-potencijalom −8,72 ± 1,03 mV.[7] Ova micela povećala je AUC0–∞ s 4633,71 ± 557,67 h·ng/mL (vodena suspenzija) na 41677,10 ± 4573,95 h·ng/mL i izričito je zabilježena kao 9-struko povećanje relativne oralne bioraspoloživosti, s višim Cmax-om (1920,83 ± 250,14 ng/mL naspram 628,67 ± 64,66 ng/mL) i odgođenim Tmax-om (7,3 ± 1,6 h naspram 3,0 ± 1,1 h).[7]
Drugi pristup micelama kvercetina koristio je Soluplus micele pripremljene modificiranom disperzijom filma (soluplus plus F127), u kojem je 7% teoretskog opterećenja lijekom proizvelo veličinu čestica 79,00 ± 2,24 nm s PDI-jem 0,154 ± 0,044, učinkovitošću enkapsulacije 95,19% ± 4,05% i zeta-potencijalom −17,10 ± 2,30 mV.[2] Kod beagle pasa, ove su micele produžile mjerljivost kvercetina s 24 h (slobodni lijek) na 48 h (micela) i povećale Cmax s 5,24 μg·mL−1 na 7,56 μg·mL−1, uz izvješćivanje o poluvremenu eliminacije 2,19 puta duljem od čistog kvercetina.[2]
Platforme čvrstih lipida i nanočestica
Osim micela i liposomâ, skup podataka uključuje višestruke nanočestične platforme koje obuhvaćaju polimerne nanočestice (PLGA), proteinske nanočestice (na bazi BSA), nanočestice ionske gelacije kitosana i nanosupenzije/nanokristale, svaku s detaljnim metrikama veličine i enkapsulacije.[1, 14–16] PLGA nanočestice za fisetin razvijene su za evaluaciju usmjerenu na intravensku primjenu, pri čemu je primjer formulacije (NP4) zabilježen na prosječnoj veličini čestica od ~330 nm, ζ-potencijalu −7,2 mV, PDI-ju 0,25, učinkovitosti enkapsulacije 83,58% i opterećenju lijekom 13,93%.[17] Drugi sustav PLGA nanočestica za fisetin (FST-NP) izvijestio je o prosječnoj veličini od 187,9 nm, PDI-ju 0,121, ζ-potencijalu −29,2 mV i učinkovitosti enkapsulacije od 79,3%, te je proizveo 4,9×, 3,2× i 2,3× veću permeaciju nego suspenzija u modelu prevrnute vrećice crijeva kroz duodenum/jejunum/ileum.[15]
Nanočestice fisetina ciljane na folate (FFANP) zabilježene su kao monodisperzne sferne čestice veličine 150 nm s PDI-jem 0,117 i visokom učinkovitošću enkapsulacije (92,36% ± 3,84) s kapacitetom opterećenja od 8,39% ± 3,04, podupirući paradigmu ciljanja receptora, a ne paradigmu oralne izloženosti unutar dostavljenog odlomka.[14] Nanočestice fisetina s ionskom gelacijom kitosana/TPP (FNP) imale su prosječnu veličinu 363,1 ± 17,2 nm i ζ-potencijal +17,7 ± 0,1 mV, s učinkovitošću enkapsulacije 78,79 ± 7,7% i kapacitetom opterećenja 37,46 ± 6.6%.[1]
Samoemulgirajući i nanoemulzijski sustavi
Skup podataka opisuje i SNEDDS koncepte na razini definicije i konkretne nanoemulzijske sustave s in vivo PK ishodima za fisetin, naglašavajući kinetiku apsorpcije potaknutu formulacijom i učinkovitost doze u modelima bolesti.[5, 6] Za fisetin, optimizirana formulacija nanoemulzije (nanoemulzija 9) sastojala se od Miglyola 812 N (10%), Labrasola (10%), Tweena 80 (2,5%), Lipoida E80 (1,2%), glicerola (2,25%), NaOH (0,1N) do pH 7 i vode do 100%, s promjerom nanočestica od 146 ± 3 nm i vrlo niskim PDI-jem 0,15 zabilježenim za pripravak koji sadrži Miglyol.[6] Isto nanoemulzijsko obitelj također je okarakterizirana kao da ima promjer kapljica 153 ± 2 nm, negativan ζ-potencijal −28,4 ± 0,6 mV i PDI 0,129, a zabilježeno je da je nanoemulzija stabilna na 4 °C tijekom 30 dana s faznim odvajanjem pri 20 °C.[6]
Farmakokinetički, zabilježeno je da intravenska primjena ove nanoemulzije fisetina pri 13 mg/kg ne pokazuje značajnu razliku u sistemskoj izloženosti u usporedbi sa slobodnim fisetinom, dok je intraperitonealna primjena proizvela 24-struko povećanje relativne bioraspoloživosti u usporedbi sa slobodnim fisetinom, što se pripisuje bržoj apsorpciji kako se odražava kraćim srednjim vremenom apsorpcije (MAT 1,97 h naspram 5,98 h).[6]
Za kvercetin, jedna studija o SNEDDS-u opisala je optimiziranu nanoemulgirajuću formulaciju koja koristi triacetin kao uljnu fazu, Tween 20 kao surfaktant i etanol kao kosurfaktant, s veličinom čestica NE4 od 11,96 nm i zabilježenim visokim udjelom lijeka (~97,98% do 100,88%).[18]
Kvantitativni dobici u bioraspoloživosti
Literatura izvučena ovdje podržava dosljedan obrazac: nano/lipidni sustavi dostave mogu pomaknuti izloženost za višekratnike u odnosu na konvencionalne otopine, suspenzije ili neformulirane komparatore, s promjenama u omjerima izravno zabilježenim u višestrukim neovisnim studijama i pregledima.[3–5, 7–9] Donja tablica konsolidira zabilježene višestruke dobitke i ključne PK ishode točno onako kako je navedeno u izvorima, koristeći relativnu bioraspoloživost temeljenu na AUC-u gdje je dostupna.
| Flavonoid | Sustav | Model | Ključni kvantitativni dobitak | Zabilježeni PK detalji |
|---|---|---|---|---|
| Fisetin | Hibridna micela u hidrogelu FENUMAT (FF-20) | Zdravi dobrovoljci (jednokratna doza) | AUC0–12h 26,9 puta viši naspram UF[4] | Cmax 238,2 ng/mL (FF-20) naspram 9,97 ng/mL (UF); Tmax 1,24 h naspram 0,88 h; t1/2 1,51 h naspram 1,14 h; fisetin mjerljiv do 8 h naspram 2 h[4] |
| Fisetin | Nanoemulzija | Miševi (intraperitonealno) | 24 puta veća relativna bioraspoloživost naspram slobodnog fisetina[6] | Brža apsorpcija (MAT 1,97 h naspram 5,98 h); slična izloženost naspram slobodnog za i.v. doziranje (krivulje koje se preklapaju; sličan Cmax/AUC/t1/2)[6] |
| Fisetin | Nanokohleati (pregledni sažetak) | In vivo (put naveden kao kontekst s produljenim otpuštanjem) | Bioraspoloživost poboljšana do 141 puta[5] | Zabilježeno kao produljeno otpuštanje iz pripremljenog kompleksa[5] |
| Fisetin | Liposomski sustav (pregledni sažetak) | In vivo (intraperitonealno) | Bioraspoloživost poboljšana 47 puta[5] | Put naveden kao intraperitonealna injekcija[5] |
| Kvercetin | MPEG-b-PLLA micela | SD štakori (oralno) | Relativna oralna bioraspoloživost 9 puta naspram vodenoj suspenziji (temeljeno na AUC-u)[7] | AUC0–∞ 41677,10 ± 4573,95 naspram 4633,71 ± 557,67 h·ng/mL; Cmax 1920,83 ± 250,14 naspram 628,67 ± 64,66 ng/mL; Tmax 7,3 ± 1,6 naspram 3,0 ± 1,1 h[7] |
| Kvercetin | LipoMicel tekuća micelarna matrica | Zdravi dobrovoljci (unakrsno) | 8-struko povećanje AUC-a i 9-struko povećanje Cmax-a naspram slobodnog kvercetina[8] | Cmax 182,85 ng/mL pri Tmax 0,5 h; AUC za fitosom neznatno viši nego za LipoMicel u istom izvješću o studiji[8] |
| Kvercetin | Nanočestice kazeina s HP-β-CD | Wistar štakori (oralno) | Relativna oralna bioraspoloživost blizu 37% (devet puta viša od kontrolne otopine); kontrolna oralna otopina oko 4% bioraspoloživosti[3] | Razine u plazmi uočene do 72 h za Q-HPCD-NP; AUC 61 μg·h/mL ~10 puta viši od oralne otopine[3] |
| Kvercetin | Nanosupenzije sa stabilizatorima i metaboličkim inhibitorima | SD štakori (oralno) | Apsolutna bioraspoloživost povećana do 23,58% naspram 3,61% za vodenu suspenziju (najviša skupina SPC-Pip-Que-NSps)[9] | Povećanja AUC0–∞ zabilježena kao 6,5× (SPC-Pip) i 4,3× (TPGS) naspram suspenzije u tekstu s navedenim vrijednostima AUC-a[9] |
| Kvercetin | Nanokristalna samostabilizirana Pickeringova emulzija | SD štakori (oralno) | AUC0–t povećan 2,76× naspram grubog praha i 1,38× naspram nanokristala[19] | Tmax skraćen na 1,75 ± 1,26 h naspram 3,33 ± 1,63 h (grubi) i 2,96 ± 0,17 h (NC); Cmax 6,06 μg·mL−1 (NSSPE) naspram grubog praha (naveden odnos 2,41×)[19] |
Prvi prolaz i ograničenja apsorpcije
Iako skup podataka ne kvantificira izravno puteve metabolizma u jetri, nekoliko studija operativno pokazuje da formulacija može kontrolirati proces apsorpcije i vremenski tijek, uključujući bržu apsorpciju (kraći MAT) za intraperitonealno primijenjenu nanoemulziju fisetina i produljenu mjerljivost za humani FF-20 u usporedbi s neformuliranim komparatorom.[4, 6] Za kvercetin, višestruki oralni nanonosači produljuju sistemsku rezidenciju, uključujući nanočestice kazeina koje su održavale mjerljive razine u plazmi do 72 h (naspram 24 h za stanje nanočestica bez ciklodekstrina) i Soluplus micele koje su produžile detekciju na 48 h u usporedbi s 24 h za slobodni lijek kod pasa.[2, 3] Podaci također pokazuju da nanonosači mogu pomaknuti Tmax u bilo kojem smjeru ovisno o arhitekturi sustava, kao što je odgođeni Tmax u MPEG-b-PLLA micelama kvercetina (7,3 h naspram 3,0 h) i skraćeni Tmax u Pickeringovoj emulziji kvercetina (1,75 h naspram 3,33 h).[7, 19]
Analitička validacija
Skup podataka pruža opsežne dokaze da kvantitativna evaluacija nanoformulacija flavonoida uvelike ovisi o tekućinskoj kromatografiji (HPLC/UPLC) i LC-MS/MS metodi, uz dodatnu primjenu UV-Vis apsorpcijskih i fluorescencijskih metoda za karakterizaciju formulacija i analize sadržaja.[1, 4, 7, 9, 10, 13] U farmakokinetici fisetina kod ljudi za FF-20, fisetin i njegov metabolit geraldol kvantificirani su primjenom UPLC-ESI-MS/MS (QTRAP) u načinu rada s negativnim ionima MRM nakon ekstrakcije acetonitrilom i filtracije, a sadržaj fisetina također je mjeren validiranom HPLC analizom.[4] U farmakokinetici micela kvarcetina u štakora, metoda tekućinske kromatografije s trostrukim kvadrupolom LC-MS/MS kvantificirala je kvercetin putem MRM prijelaza m/z 301.1 → 151.0 s kromatografskom odvojenošću na koloni Agilent Eclipse-C18 pod izokratskom pokretnom fazom vode i metanola.[7]
Nekoliko radova o formulacijama koristilo je HPLC-UV ili HPLC-DAD za analize sadržaja i otpuštanja/permeacije, uključujući kvantifikaciju nanoemulzije fisetina pomoću reverznofazne HPLC s UV detekcijom na 360 nm te kvantifikaciju nanočestica kazeina opterećenih kvercetinom pomoću HPLC-UV s DAD-om na 370 nm.[3, 6] Neki su sustavi koristili UV-Vis spektrofotometriju za procjenu koncentracije fisetina ili kvercetina (npr. fisetin na 364 nm za nanočestice kitozana; kvercetin na 374 nm za SNEDDS otapanje/sadržaj lijeka), a jedna studija liposomskog fisetina kvantificirala je koncentraciju fisetina spektrofluorometrijom s ekscitacijom/emisijom na 418/486 nm.[1, 10, 18]
Starenje i ishodi učinkovitosti
Ishodi izravnih modela starenja u skupu podataka trenutačno su pod utjecajem jedne in vitro studije koja ispituje fisetin i liposome opterećene fisetinom u modelima starenja induciranog doxorubicinom, u kojima ni slobodni fisetin ni liposomi opterećeni fisetinom nisu proizveli selektivnu apoptozu stanica koje stare u odnosu na stanice koje ne stare u testovima održivosti.[10] Ista studija je unatoč tomu izvijestila o senomorfnoj aktivnosti dokazanoj smanjenim izlučivanjem IL-6 i IL-8 u stanicama koje stare te je i slobodni i liposomski fisetin okarakterizirala kao modulator SASP-a putem ELISA analize.[10] Nadopunjujući ova otkrića, vanjska in vivo senolitička tvrdnja uključena u izvatke navodi da je fisetin prijavljen kao najjači senolitik među deset testiranih flavonoida in vivo, smanjujući markere starenja u progeroidnih i starih miševa, ali bez pojedinosti o formulaciji u priloženom skupu citata.[12]
Izvan krajnjih točaka starenja, višestruke nanoformulacije pokazuju učinkovitost na modelima bolesti u skladu s poboljšanjima izloženosti, uključujući nanoemulziju fisetina koja postiže smanjenje volumena tumora od 53% pri 36.6 mg/kg u usporedbi s ~6 puta većom dozom slobodnog fisetina (223 mg/kg) za sličnu inhibiciju rasta tumora kod miševa s Lewisovim karcinomom pluća.[6] Drugi primjeri učinkovitosti koja nije povezana sa starenjem uključuju nanosuspenziju fisetina koja poboljšava pamćenje i učenje te smanjuje razine MAO-A kod miševa s demencijom induciranom s Aβ(25–35), kao i nanočestice kitozana s fisetinom koje smanjuju mRNA upalnih citokina (TNF-α i IL-6) i povećavaju IL-10 u hondrocitima pretretiranim s IL-1β uz istovremeno sprječavanje smanjenja transkripata povezanih s hrskavicom (Sox-9 i COL2).[1, 16]
Translacijski status
Skup podataka uključuje više studija bioraspoloživosti na dobrovoljcima za formulacije fisetina i kvercetina, čime se pruža izravna translacijska važnost za tvrdnje o poboljšanju izloženosti.[4, 8] Za fisetin, randomizirani, dvostruko slijepi križni dizajn na 15 zdravih dobrovoljaca usporedio je dozu UF od 1000 mg s 1000 mg FF-20 (koji isporučuje 192 mg fisetina) s razdobljem ispiranja od 10 dana, čime je omogućena izravna farmakokinetička usporedba unutar istog ispitanika koja je pokazala znatno viši AUC i Cmax za FF-20 te dulje kvantificirano trajanje fisetina u plazmi.[4] Za kvercetin, neslijepa križna studija na 12 zdravih odraslih dobrovoljaca evaluirala je tri proizvoda s kvercetinom i izvijestila da je tekuća micelarna matrica LipoMicel postigla 8 puta veći AUC i 9 puta veće povećanje Cmax-a u usporedbi sa slobodnim kvercetinom, uz Cmax od 182.85 ng/mL pri Tmax 0.5 h.[8]
Praznine i budući smjerovi
Unutar granica priloženih dokaza, ključna je praznina ograničena povezanost poboljšanja peroralne bioraspoloživosti s izravnim krajnjim točkama čišćenja starenja (npr. selektivna eliminacija stanica koje stare), budući da je jedini eksplicitni eksperiment s modelom starenja ovdje pokazao senomorfno smanjenje SASP-a bez senolitičke selektivnosti i za slobodni fisetin i za liposome opterećene fisetinom.[10] Druga je praznina u tome što neke platforme izvješćuju o značajnim poboljšanjima biodostupnosti ili permeacije (npr. nanoliposomi fisetina povećavaju biodostupnost na 88.9–92.5% u usporedbi sa 7.2% u baznom ulju, a PLGA nanočestice fisetina povećavaju crijevnu permeaciju do 4.9 puta u modelu evertirane crijevne vrećice) bez paralelne in vivo sistemske farmakokinetičke potvrde u izvcima navedenim ovdje.[13, 15]
Praktični budući smjer koji proizlazi iz dokaza jest uža integracija karakterizacije formulacije s validiranim bioanalitičkim mjerenjem, budući da skup podataka pokazuje široki metodološki spektar – od LC-MS/MS i UHPLC-HRMS u kliničkoj farmakokinetici do UV-Vis analiza za enkapsulaciju ili otapanje pri probiru formulacija – što sugerira da bi harmonizirane strategije kvantifikacije mogle poboljšati usporedivost među studijama.[1, 4, 8, 18] Drugi je budući smjer odabir formulacije prilagođen željenim profilima apsorpcije, budući da studije pokazuju i odgođeni i ubrzani Tmax ovisno o vrsti nosača (npr. MPEG-b-PLLA micela koje odgađaju Tmax u odnosu na Pickering emulzije koje ga skraćuju), što implicira da se "najbolja" formulacija može razlikovati ovisno o terapijskom cilju i prozoru doziranja.[7, 19]
