Sintesi esecutiva
Nella letteratura fornita, la fisetina e la quercetina compaiono ripetutamente come flavonoidi bioattivi la cui efficacia clinica è limitata da un'esposizione condizionata dalla formulazione, con molteplici fonti che descrivono esplicitamente una scarsa solubilità acquosa e una bassa biodisponibilità misurabile per le preparazioni convenzionali o per soluzioni/sospensioni.[1–4] Numerosi approcci basati su nanotecnologie e lipidi (liposomi, nanoliposomi, micelle polimeriche, nanosospensioni, nanoemulsioni, nanococlee, SNEDDS) sono presentati come strategie pratiche per migliorare l'esposizione sistemica e/o la cinetica di assorbimento, spesso con grandi incrementi quantitativi dell'AUC o della biodisponibilità relativa.[3–9] Il segnale farmacocinetico umano più forte nel set di dati è un sistema ibrido di fisetina in micelle in idrogel (FF-20), che ha aumentato l'AUC0–12h della fisetina di 26,9 volte e la Cmax da 9,97 ng/mL a 238,2 ng/mL rispetto a un comparatore non formulato, estendendo al contempo la finestra temporale in cui la fisetina era quantificabile nel plasma.[4]
Razionale senolitico
All'interno di questo set di dati, la fisetina è esplicitamente inquadrata come flavonoide senoterapeutico o senolitico in molteplici fonti, tra cui uno studio che ha selezionato la fisetina specificamente come “farmaco senoterapeutico ben studiato” da testare in liposomi e una dichiarazione di revisione secondo cui la fisetina ha “effetti senolitici.”[10, 11] Le prove precliniche in vivo citate negli estratti forniti affermano che, tra dieci flavonoidi naturali testati in vivo, la fisetina è stata segnalata come “il composto senolitico più potente”, riducendo i marker di senescenza in topi progeroidi e anziani.[12] Tuttavia, l'unico esperimento diretto su un modello di senescenza incluso nel set di dati (senescenza indotta da doxorubicina in cellule A549 e WI38) non ha riscontrato alcuna senolisi selettiva per la fisetina libera o per i liposomi caricati con fisetina nei test di vitalità, pur osservando una modulazione senomorfica delle citochine SASP IL-6 e IL-8 mediante ELISA.[10]
Strategie di incapsulamento liposomiale
La fisetina liposomiale è rappresentata da molteplici approcci di preparazione e caratterizzazione, tra cui un metodo a strato sottile / film sottile che utilizza fosfolipidi definiti e colesterolo, nonché una piattaforma di nanoliposomi per evaporazione a film sottile con rivestimento opzionale in acido ialuronico per la stabilità e i risultati di micellarizzazione nella fase di digestione.[10, 13] In uno studio di senescenza in vitro, i liposomi sono stati preparati mescolando DOPC, DSPE e colesterolo in solvente organico, formando un film lipidico, reidratando in tampone HEPES ed estrudendo attraverso membrane in policarbonato fino a 100 nm per ottenere liposomi uniformi.[10] Tali liposomi hanno mostrato una dimensione Z-average di 115,9 ± 0,9 nm (PDI 0,155 ± 0,004) e un potenziale ζ di −20,3 ± 0,6 mV quando vuoti, mentre l'incapsulamento della fisetina ha ridotto le dimensioni a 95,1 ± 1,0 nm (PDI 0,178 ± 0,008) e ha spostato il potenziale ζ a −11,6 ± 1,2 mV, con un'efficienza di incapsulamento del 13,68%.[10]
Un sistema di nanoliposomi separato ha utilizzato lecitina e fisetina a un rapporto di massa di 25:1 con una concentrazione di fisetina di 0,8 mg/mL, prodotto mediante evaporazione a film sottile e ultrasonografia (2 min a 40 W/cm²), ottenendo nanoliposomi rettangolari di circa ~80 nm con PDI intorno a 0,3.[13] Il rivestimento di acido ialuronico (HA) è stato preparato sciogliendo l'HA in tampone fosfato e mescolandolo con i nanoliposomi a un rapporto di volume 1:10 con agitazione notturna; il peso molecolare dell'HA ha influenzato l'efficienza di incapsulamento (90–95% a 3/35/90–100 kDa, diminuendo al 79% a 150–250 kDa e al 74% a 1000–1500 kDa).[13]
Micelle polimeriche e auto-assemblate
Le micelle polimeriche sono descritte esplicitamente nel set di dati come assemblaggi nanometrici core/shell formati da copolimeri a blocchi anfifilici, e molteplici sistemi di micelle di quercetina forniscono miglioramenti quantitativi della PK orale.[2, 5, 7] Nei ratti, una micella di quercetina MPEG-b-PLLA (preparata mediante idratazione a film sottile) presentava una dimensione delle particelle di 88,5 ± 2,6 nm con PDI 0,13 ± 0,04, un'efficienza di incapsulamento dell'82,5 ± 2,1% e un potenziale zeta di −8,72 ± 1,03 mV.[7] Questa micella ha aumentato l'AUC0–∞ da 4633,71 ± 557,67 h·ng/mL (sospensione acquosa) a 41677,10 ± 4573,95 h·ng/mL ed è stata esplicitamente segnalata come un aumento di 9 volte della biodisponibilità orale relativa, con una Cmax più elevata (1920,83 ± 250,14 ng/mL vs 628,67 ± 64,66 ng/mL) e un Tmax ritardato (7,3 ± 1,6 h vs 3,0 ± 1,1 h).[7]
Un secondo approccio con micelle di quercetina ha utilizzato micelle Soluplus preparate mediante dispersione di film modificata (soluplus più F127), in cui un carico di farmaco teorico del 7% ha prodotto una dimensione delle particelle di 79,00 ± 2,24 nm con PDI 0,154 ± 0,044, un'efficienza di incapsulamento del 95,91% ± 4,05% e un potenziale zeta di −17,10 ± 2,30 mV.[2] Nei cani beagle, queste micelle hanno esteso la rilevabilità della quercetina da 24 h (farmaco libero) a 48 h (micella) e hanno aumentato la Cmax da 5,24 μg·mL−1 a 7,56 μg·mL−1, riportando al contempo un'emivita 2,19 volte superiore rispetto alla quercetina pura.[2]
Piattaforme di lipidi solidi e nanoparticelle
Oltre alle micelle e ai liposomi, il set di dati comprende molteplici piattaforme di nanoparticelle che spaziano da nanoparticelle polimeriche (PLGA), nanoparticelle proteiche (a base di BSA), nanoparticelle di chitosano a gelificazione ionica e nanosospensioni/nanocristalli, ciascuna con dettagliate metriche di dimensione e incapsulamento.[1, 14–16] Le nanoparticelle di PLGA per la fisetina sono state sviluppate per una valutazione orientata per via intravenosa, con una formulazione di esempio (NP4) riportata a una dimensione media delle particelle di ~330 nm, potenziale ζ −7,2 mV, PDI 0,25, efficienza di incapsulamento dell'83,58% e carico di farmaco del 13,93%.[17] Un secondo sistema di nanoparticelle di PLGA per la fisetina (FST-NP) ha riportato una dimensione media di 187,9 nm, PDI 0,121, potenziale ζ −29,2 mV ed efficienza di incapsulamento del 79,3%, producendo una permeazione 4,9×, 3,2× e 2,3× superiore rispetto alla sospensione in un modello di sacco intestinale eversus attraverso duodeno/digiuno/ileo.[15]
Le nanoparticelle di fisetina mirate ai folati (FFANP) sono state riportate come particelle sferiche monodisperse di 150 nm con PDI 0,117 e un'alta efficienza di incapsulamento (92,36% ± 3,84) con capacità di carico dell'8,39% ± 3,04, supportando un paradigma di targeting dei recettori piuttosto che un paradigma di esposizione orale all'interno dell'estratto fornito.[14] Le nanoparticelle di fisetina a gelificazione ionica di chitosano/TPP (FNP) avevano una dimensione media di 363,1 ± 17,2 nm e un potenziale ζ di +17,7 ± 0,1 mV, con un'efficienza di incapsulamento del 78,79 ± 7,7% e una capacità di carico del 37,46 ± 6,6%.[1]
Sistemi auto-emulsionanti e nanoemulsioni
Il set di dati descrive sia i concetti di SNEDDS a livello di definizione sia sistemi di nanoemulsione concreti con risultati di PK in vivo per la fisetina, enfatizzando la cinetica di assorbimento guidata dalla formulazione e l'efficienza della dose nei modelli di malattia.[5, 6] Per la fisetina, una formulazione di nanoemulsione ottimizzata (nanoemulsione 9) era composta da Miglyol 812 N (10%), Labrasol (10%), Tween 80 (2,5%), Lipoid E80 (1,2%), glicerolo (2,25%), NaOH (0,1N) a pH 7 e acqua al 100%, con un diametro delle nanoparticelle di 146 ± 3 nm e un PDI molto basso di 0,015 riportato per la preparazione contenente Miglyol.[6] La stessa famiglia di nanoemulsioni è stata anche caratterizzata per avere un diametro delle goccioline di 153 ± 2 nm, un potenziale ζ negativo di −28,4 ± 0,6 mV e un PDI di 0,129, e la nanoemulsione è stata segnalata come stabile a 4 °C per 30 giorni con separazione di fase a 20 °C.[6]
Dal punto di vista farmacocinetico, è stato riportato che la somministrazione endovenosa di questa nanoemulsione di fisetina a 13 mg/kg non mostra alcuna differenza significativa nell'esposizione sistemica rispetto alla fisetina libera, mentre la somministrazione intraperitoneale ha prodotto un aumento di 24 volte della biodisponibilità relativa rispetto alla fisetina libera, attribuito a un assorbimento più rapido come riflesso da un tempo medio di assorbimento più breve (MAT 1,97 h vs 5,98 h).[6]
Per la quercetina, uno studio sui SNEDDS ha descritto una formulazione nanoemulsionante ottimizzata che utilizza triacetina come fase oleosa, Tween 20 come tensioattivo ed etanolo come co-tensioattivo, con una dimensione delle particelle NE4 di 11,96 nm e un elevato contenuto di farmaco riportato (~97,98% a 100,88%).[18]
Guadagni quantitativi di biodisponibilità
La letteratura qui estratta supporta uno schema coerente: i sistemi di rilascio nano/lipidici possono modificare l'esposizione di diversi multipli rispetto alle soluzioni convenzionali, alle sospensioni o ai comparatori non formulati, con variazioni di fold riportate direttamente in molteplici studi e revisioni indipendenti.[3–5, 7–9] La tabella sottostante consolida i guadagni di fold riportati e gli endpoint di PK principali esattamente come indicato nelle fonti, utilizzando la biodisponibilità relativa basata sull'AUC ove disponibile.
| Flavonoide | Sistema | Modello | Guadagno quantitativo chiave | Dettagli PK riportati |
|---|---|---|---|---|
| Fisetina | Micella in idrogel ibrida FENUMAT (FF-20) | Volontari sani (singola dose) | AUC0–12h superiore di 26,9 volte rispetto a 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; fisetina quantificabile fino a 8 h vs 2 h[4] |
| Fisetina | Nanoemulsione | Topi (intraperitoneale) | Biodisponibilità relativa superiore di 24 volte rispetto alla fisetina libera[6] | Assorbimento più rapido (MAT 1,97 h vs 5,98 h); esposizione simile rispetto a quella libera per dosaggio e.v. (curve sovrapponibili; Cmax/AUC/t1/2 simili)[6] |
| Fisetina | Nanococlee (sommario di revisione) | In vivo (via specificata come contesto di rilascio prolungato) | Biodisponibilità migliorata fino a 141 volte[5] | Segnalato come rilascio prolungato dal complesso preparato[5] |
| Fisetina | Sistema liposomiale (sommario di revisione) | In vivo (intraperitoneale) | Biodisponibilità migliorata di 47 volte[5] | Via specificata come iniezione intraperitoneale[5] |
| Quercetina | Micella MPEG-b-PLLA | Ratti SD (orale) | Biodisponibilità orale relativa 9 volte rispetto alla sospensione acquosa (basata su 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] |
| Quercetina | Matrice di micelle liquide LipoMicel | Volontari sani (crossover) | Aumenti di 8 volte dell'AUC e di 9 volte della Cmax rispetto alla quercetina libera[8] | Cmax 182,85 ng/mL a Tmax 0,5 h; AUC per il fitosoma leggermente superiore rispetto a LipoMicel nello stesso rapporto di studio[8] |
| Quercetina | Nanoparticelle di caseina con HP-β-CD | Ratti Wistar (orale) | Biodisponibilità orale relativa vicina al 37% (nove volte superiore alla soluzione di controllo); soluzione orale di controllo circa 4% di biodisponibilità[3] | Livelli plasmatici osservati fino a 72 h per Q-HPCD-NP; AUC 61 μg·h/mL ~10 volte superiore alla soluzione orale[3] |
| Quercetina | Nanosospensioni con stabilizzanti e inibitori metabolici | Ratti SD (orale) | Biodisponibilità assoluta aumentata fino al 23,58% rispetto al 3,61% per la sospensione in acqua (gruppo più alto SPC-Pip-Que-NSps)[9] | Aumenti di AUC0–∞ riportati come 6,5× (SPC-Pip) e 4,3× (TPGS) rispetto alla sospensione nel testo con valori di AUC forniti[9] |
| Quercetina | Emulsione di Pickering auto-stabilizzata a nanocristalli | Ratti SD (orale) | AUC0–t aumentata di 2,76× rispetto alla polvere grossolana e di 1,38× rispetto ai nanocristalli[19] | Tmax abbreviato a 1,75 ± 1,26 h vs 3,33 ± 1,63 h (grossolana) e 2,96 ± 0,17 h (NC); Cmax 6,06 μg·mL−1 (NSSPE) vs polvere grossolana (stabilito rapporto 2,41×)[19] |
Primo passaggio e vincoli di assorbimento
Sebbene il set di dati non quantifichi direttamente i percorsi del metabolismo epatico, diversi studi dimostrano operativamente che la formulazione può controllare il processo di assorbimento e il decorso temporale, inclusi un assorbimento più rapido (MAT più breve) per la nanoemulsione di fisetina somministrata per via intraperitoneale e una rilevabilità prolungata per l'FF-20 umano rispetto a un comparatore non formulato.[4, 6] Per la quercetina, molteplici nanovettori orali prolungano la permanenza sistemica, tra cui nanoparticelle di caseina che hanno mantenuto livelli plasmatici misurabili fino a 72 h (vs 24 h per la condizione di nanoparticelle non ciclodestriniche) e micelle Soluplus che hanno esteso il rilevamento a 48 h rispetto a 24 h per il farmaco libero nei cani.[2, 3] I dati mostrano anche che i nanovettori possono spostare il Tmax in entrambe le direzioni a seconda dell'architettura del sistema, come un Tmax ritardato nelle micelle di quercetina MPEG-b-PLLA (7,3 h vs 3,0 h) e un Tmax abbreviato nell'emulsione di Pickering di quercetina (1,75 h vs 3,33 h).[7, 19]
Validazione analitica
Il set di dati fornisce ampie prove che la valutazione quantitativa delle nanoformulazioni di flavonoidi si basa fortemente sulla cromatografia liquida (HPLC/UPLC) e su LC-MS/MS, con l'uso aggiuntivo di metodi di assorbanza UV-Vis e di fluorescenza per la caratterizzazione della formulazione e i saggi di titolo.[1, 4, 7, 9, 10, 13] Nella farmacocinetica della fisetina umana per FF-20, la fisetina e il suo metabolita geraldolo sono stati quantificati mediante UPLC-ESI-MS/MS (QTRAP) in modalità MRM a ioni negativi previa estrazione con acetonitrile e filtrazione, e il contenuto di fisetina è stato misurato anche mediante analisi HPLC convalidata.[4] Nella farmacocinetica delle micelle di quercetina nel ratto, un metodo LC-MS/MS a triplo quadrupolo ha quantificato la quercetina mediante transizione MRM m/z 301.1 → 151.0 con separazione cromatografica su una colonna Agilent Eclipse-C18 in fase mobile isocratica acqua/metanolo.[7]
Diversi articoli sulle formulazioni hanno utilizzato HPLC-UV o HPLC-DAD per i saggi di titolo e di rilascio/permeazione, inclusi la quantificazione della nanoemulsione di fisetina mediante HPLC in fase inversa con rilevamento UV a 360 nm e la quantificazione di nanoparticelle di caseina caricate a quercetina mediante HPLC-UV con DAD a 370 nm.[3, 6] Alcuni sistemi hanno utilizzato la spettrofotometria UV-Vis per la stima della concentrazione di fisetina o quercetina (ad es., fisetina a 364 nm per nanoparticelle di chitosano; quercetina a 374 nm per la dissoluzione/titolo del principio attivo nei SNEDDS), e uno studio sulla fisetina liposomiale ha quantificato la concentrazione di fisetina mediante spettrofluorimetria con eccitazione/emissione a 418/486 nm.[1, 10, 18]
Risultati relativi alla senescenza e all'efficacia
I risultati diretti dei modelli di senescenza nel set di dati sono attualmente dominati da uno studio in vitro che testa la fisetina e i liposomi caricati a fisetina in modelli di senescenza indotta da doxorubicina, in cui né la fisetina libera né i liposomi caricati a fisetina hanno prodotto un'apoptosi selettiva delle cellule senescenti rispetto a quelle non senescenti nei saggi di vitalità.[10] Lo stesso studio ha nondimeno riportato un'attività senomorfa evidenziata da una ridotta secrezione di IL-6 e IL-8 nelle cellule senescenti e ha inquadrato sia la fisetina libera sia quella liposomiale come modulatori del SASP mediante analisi ELISA.[10] A complemento di questi risultati, un'affermazione esterna di senolisi in vivo inclusa negli estratti afferma che la fisetina è stata segnalata come il senolitico più potente tra dieci flavonoidi testati in vivo, riducendo i marker di senescenza in topi progeroidi e anziani, ma senza dettagli sulla formulazione nel set di citazioni fornito.[12]
Al di fuori degli endpoint di senescenza, molteplici nanoformulazioni dimostrano un'efficacia nei modelli di malattia coerente con i miglioramenti dell'esposizione, tra cui la nanoemulsione di fisetina che ottiene una riduzione del 50% del volume tumorale a 36,6 mg/kg rispetto a una dose di fisetina libera ~6 volte superiore (223 mg/kg) per una simile inibizione della crescita tumorale in topi portatori di carcinoma polmonare di Lewis.[6] Altri esempi di efficacia non legati alla senescenza includono la nanosospensione di fisetina che migliora la memoria e l'apprendimento e riduce i livelli di MAO-A in topi con demenza indotta da Aβ(25–35), e le nanoparticelle di chitosano e fisetina che riducono l'mRNA delle citochine infiammatorie (TNF-α e IL-6) e aumentano l'IL-10 nei condrociti pretrattati con IL-1β, prevenendo al contempo la riduzione dei trascritti correlati alla cartilagine (Sox-9 e COL2).[1, 16]
Stato di traslazione
Il set di dati include molteplici studi di biodisponibilità su volontari umani sia per le formulazioni di fisetina che di quercetina, fornendo una rilevanza traslazionale diretta per le affermazioni di miglioramento dell'esposizione.[4, 8] Per la fisetina, uno studio randomizzato, in doppio cieco, con disegno crossover su 15 volontari sani ha confrontato una dose di 1000 mg di UF con 1000 mg di FF-20 (che forniscono 192 mg di fisetina) con un periodo di washout di 10 giorni, consentendo un confronto PK diretto intra-soggetto che ha mostrato AUC e Cmax marcatamente più elevate per FF-20 e una durata quantificabile più lunga per la fisetina nel plasma.[4] Per la quercetina, uno studio crossover in aperto su 12 volontari adulti sani ha valutato tre prodotti a base di quercetina e ha riferito che la matrice micellare liquida LipoMicel ha raggiunto aumenti di 8 volte dell'AUC e di 9 volte della Cmax rispetto alla quercetina libera, con una Cmax di 182,85 ng/mL a un Tmax di 0,5 h.[8]
Lacune e direzioni future
Entro i confini delle prove fornite, una lacuna fondamentale è il limitato accoppiamento dei miglioramenti della biodisponibilità orale con gli endpoint di clearance della senescenza diretta (ad es., eliminazione selettiva delle cellule senescenti), poiché l'unico esperimento esplicito su un modello di senescenza qui presentato ha mostrato una riduzione del SASP senomorfo senza selettività senolitica sia per la fisetina libera sia per i liposomi caricati a fisetina.[10] Un'altra lacuna è che alcune piattaforme riportano miglioramenti sostanziali della bioaccessibilità o della permeazione (ad es., i nanoliposomi di fisetina che aumentano la bioaccessibilità all'88,9–92,5% rispetto al 7,2% nell'olio di massa, e le nanoparticelle di PLGA e fisetina che aumentano la permeazione intestinale fino a 4,9 volte in un modello di sacca intestinale eversuta) senza una conferma PK sistemica in vivo parallela negli estratti qui forniti.[13, 15]
Una direzione futura pratica implicata dalle prove è una più stretta integrazione della caratterizzazione della formulazione con la misurazione bioanalitica convalidata, poiché il set di dati mostra un ampio spettro metodologico — dalla LC-MS/MS e UHPLC-HRMS nella PK clinica ai saggi UV-Vis per l'incapsulamento o la dissoluzione nello screening delle formulazioni — suggerendo che strategie di quantificazione armonizzate potrebbero migliorare la comparabilità tra gli studi.[1, 4, 8, 18] Una seconda direzione futura è la selezione della formulazione adattata ai profili di assorbimento desiderati, poiché gli studi mostrano Tmax sia ritardati che accelerati a seconda del tipo di vettore (ad es., le micelle di MPEG-b-PLLA che ritardano il Tmax rispetto alle emulsioni di Pickering che lo accorciano), il che implica che la formulazione "migliore" può differire a seconda dell'obiettivo terapeutico e della finestra di dosaggio.[7, 19]
