Podsumowanie
W dostarczonej literaturze fisetin i quercetin wielokrotnie pojawiają się jako bioaktywne flawonoidy, których rzeczywiste działanie jest ograniczone przez ekspozycję limitowaną formą preparatu, przy czym wiele źródeł wyraźnie opisuje słabą rozpuszczalność w wodzie i niską mierzalną biodostępność dla konwencjonalnych preparatów lub roztworów/zawiesin.[1–4] Liczne podejścia oparte na nano- i lipidach (liposomy, nanoliposomy, micele polimerowe, nanozawiesiny, nanoemulsje, nanokochleaty, SNEDDS) są przedstawiane jako praktyczne strategie poprawy ekspozycji układowej i/lub kinetyki wchłaniania, często z dużymi ilościowymi przyrostami AUC lub względnej biodostępności.[3–9] Najsilniejszym ludzkim sygnałem farmakokinetycznym w tym zbiorze danych jest hybrydowy układ miceli w hydrożelu zawierający fisetin (FF-20), który zwiększył AUC0–12h dla fisetin 26.9-krotnie oraz Cmax z 9.97 ng/mL do 238.2 ng/mL w porównaniu z niesformułowanym komparatorem, wydłużając jednocześnie okno czasowe, w którym fisetin był oznaczalny w osoczu.[4]
Uzasadnienie senolityczne
W tym zbiorze danych fisetin jest wyraźnie określany w wielu źródłach jako flawonoid senoterapeutyczny lub senolityczny, w tym w badaniu, w którym wybrano fisetin konkretnie jako „dobrze zbadany lek senoterapeutyczny” do testów w liposomach, oraz w przeglądzie stwierdzającym, że fisetin wykazuje „działanie senolityczne”.[10, 11] Przedkliniczne dowody in vivo przytoczone w dostarczonych fragmentach wskazują, że spośród dziesięciu naturalnych flawonoidów przetestowanych in vivo fisetin został uznany za „najsilniejszy związek senolityczny”, zmniejszający markery starzenia u myszy z progerią i u starych myszy.[12] Jednak jedyne bezpośrednie doświadczenie na modelu starzenia uwzględnione w zbiorze danych (starzenie indukowane doksorubicyną w komórkach A549 i WI38) nie wykazało selektywnej senolizy dla wolnego fisetin ani liposomów obciążonych fisetin w testach żywotności, przy jednoczesnym zaobserwowaniu senomorficznej modulacji cytokin SASP IL-6 i IL-8 metodą ELISA.[10]
Strategie enkapsulacji liposomalnej
Liposomalny fisetin jest reprezentowany przez liczne podejścia do otrzymywania i charakteryzowania, w tym metodę cienkowarstwową / cienkiego filmu z użyciem zdefiniowanych fosfolipidów i cholesterolu, a także platformę nanoliposomów otrzymywanych przez odparowanie cienkowarstwowe z opcjonalną otoczką z kwasu hialuronowego w celu zapewnienia stabilności i uzyskania micelaryzacji w fazie trawienia.[10, 13] W jednym badaniu starzenia in vitro liposomy przygotowano przez zmieszanie DOPC, DSPE i cholesterolu w rozpuszczalniku organicznym, utworzenie filmu lipidowego, ponowne uwodnienie w buforze HEPES i ekstruzję przez membrany poliwęglanowe do wielkości 100 nm w celu uzyskania jednorodnych liposomów.[10] Puste liposomy te wykazywały średnią Z (Z-average) wynoszącą 115.9 ± 0.9 nm (PDI 0.155 ± 0.004) oraz potencjał ζ wynoszący −20.3 ± 0.6 mV, podczas gdy enkapsulacja fisetin zmniejszyła rozmiar do 95.1 ± 1.0 nm (PDI 0.178 ± 0.008) i przesunęła potencjał ζ do −11.6 ± 1.2 mV, przy wydajności enkapsulacji wynoszącej 13.68%.[10]
W osobnym układzie nanoliposomów zastosowano lecytynę i fisetin w stosunku masowym 25:1 przy stężeniu fisetin wynoszącym 0.8 mg/mL, wytwarzając je metodą odparowania cienkowarstwowego i ultrasonifikacji (2 min przy 40 W/cm²), co pozwoliło uzyskać prostokątne nanoliposomy o rozmiarze ~80 nm i PDI około 0.3.[13] Otoczkę z kwasu hialuronowego (HA) przygotowano przez rozpuszczenie HA w buforze fosforanowym i zmieszanie z nanoliposomami w stosunku objętościowym 1:10 przy całonocnym mieszaniu, przy czym masa cząsteczkowa HA wpływała na wydajność enkapsulacji (90–95% dla 3/35/90–100 kDa, spadając do 79% dla 150–250 kDa i 74% dla 1000–1500 kDa).[13]
Micele polimerowe i samoasocjujące
Micele polimerowe są wyraźnie opisywane w zbiorze danych jako nanoskalowe struktury rdzeń/otoczka tworzone przez amfifilowe kopolimery blokowe, a liczne układy miceli z quercetin zapewniają ilościową poprawę PK po podaniu doustnym.[2, 5, 7] U szczurów micela MPEG-b-PLLA z quercetin (przygotowana metodą hydratacji cienkiego filmu) miała rozmiar cząstek 88.5 ± 2.6 nm z PDI 0.13 ± 0.04, wydajność enkapsulacji 82.5 ± 2.1% oraz potencjał dzeta −8.72 ± 1.03 mV.[7] Micela ta zwiększyła AUC0–∞ z 4633.71 ± 557.67 h·ng/mL (zawiesina wodna) do 41677.10 ± 4573.95 h·ng/mL, co zostało wyraźnie opisane jako 9-krotny wzrost względnej biodostępności po podaniu doustnym, przy wyższym Cmax (1920.83 ± 250.14 ng/mL vs 628.67 ± 64.66 ng/mL) i opóźnionym Tmax (7.3 ± 1.6 h vs 3.0 ± 1.1 h).[7]
Drugie podejście do miceli z quercetin wykorzystywało micele Soluplus przygotowane metodą zmodyfikowanej dyspersji filmu (Soluplus plus F127), w którym teoretyczne obciążenie lekiem na poziomie 7% pozwoliło uzyskać rozmiar cząstek 79.00 ± 2.24 nm z PDI 0.154 ± 0.044, wydajność enkapsulacji 95.91% ± 4.05% oraz potencjał dzeta −17.10 ± 2.30 mV.[2] U psów rasy beagle micele te wydłużyły czas wykrywalności quercetin z 24 h (wolny lek) do 48 h (micela) i zwiększyły Cmax z 5.24 μg·mL−1 do 7.56 μg·mL−1, przy czym odnotowano okres półtrwania 2.19-krotnie dłuższy niż dla czystego quercetin.[2]
Platformy stałolipidowe i nanocząsteczkowe
Poza micelami i liposomami zbiór danych obejmuje liczne platformy nanocząsteczkowe, w tym nanocząstki polimerowe (PLGA), nanocząstki białkowe (oparte na BSA), nanocząstki chitozanowe otrzymywane przez żelowanie jonowe oraz nanozawiesiny/nanokryształy, z których każda charakteryzuje się szczegółowymi parametrami wielkości i enkapsulacji.[1, 14–16] Nanocząstki PLGA dla fisetin opracowano z myślą o ocenie po podaniu dożylnym, przy czym dla przykładowej formuły (NP4) odnotowano średni rozmiar cząstek ~330 nm, potencjał ζ −7.2 mV, PDI 0.25, wydajność enkapsulacji 83.58% i obciążenie lekiem 13.93%.[17] Drugi układ nanocząstek PLGA dla fisetin (FST-NP) charakteryzował się średnim rozmiarem 187.9 nm, PDI 0.121, potencjałem ζ −29.2 mV i wydajnością enkapsulacji 79.3%, a także wykazał 4.9-krotnie, 3.2-krotnie i 2.3-krotnie wyższą przenikalność niż zawiesina w modelu odwróconego worka jelitowego odpowiednio w dwunastnicy, jelicie czczym i jelicie krętym.[15]
Nanocząstki z fisetin ukierunkowane na receptory folanowe (FFANP) zostały opisane jako monodyspersyjne kuliste cząstki o rozmiarze 150 nm z PDI 0.117 i wysoką wydajnością enkapsulacji (92.36% ± 3.84) oraz zdolnością załadunku 8.39% ± 3.04, co w obrębie dostarczonego fragmentu wspiera paradygmat celowania receptorowego, a nie paradygmat ekspozycji doustnej.[14] Chitozanowo-TPP nanocząstki z fisetin otrzymywane metodą żelowania jonowego (FNP) miały średni rozmiar 363.1 ± 17.2 nm i potencjał ζ +17.7 ± 0.1 mV, z wydajnością enkapsulacji 78.79 ± 7.7% i zdolnością załadunku 37.46 ± 6.6%.[1]
Układy samoemulgujące i nanoemulsyjne
Zbiór danych opisuje zarówno koncepcje SNEDDS na poziomie definicji, jak i konkretne układy nanoemulsyjne z wynikami PK in vivo dla fisetin, kładąc nacisk na kinetykę wchłaniania zależną od składu preparatu oraz efektywność dawkowania w modelach chorobowych.[5, 6] Dla fisetin zoptymalizowana formuła nanoemulsji (nanoemulsja 9) składała się z Miglyol 812 N (10%), Labrasol (10%), Tween 80 (2.5%), Lipoid E80 (1.2%), glicerolu (2.25%), NaOH (0.1N) do pH 7 oraz wody do 100%, z raportowaną średnicą nanocząstek 146 ± 3 nm i bardzo niskim PDI 0.015 dla preparatu zawierającego Miglyol.[6] Tę samą rodzinę nanoemulsji scharakteryzowano również jako posiadającą średnicę kropel 153 ± 2 nm, ujemny potencjał ζ −28.4 ± 0.6 mV oraz PDI 0.129, a nanoemulsja ta była stabilna w temperaturze 4 °C przez 30 dni, wykazując rozdział faz w temperaturze 20 °C.[6]
Pod kątem farmakokinetycznym, po podaniu dożylnym tej nanoemulsji z fisetin w dawce 13 mg/kg nie odnotowano istotnej różnicy w ekspozycji układowej w porównaniu z wolnym fisetin, podczas gdy podanie otrzewnowe przyniosło 24-krotny wzrost względnej biodostępności w porównaniu z wolnym fisetin, co przypisano szybszemu wchłanianiu odzwierciedlonemu przez krótszy średni czas wchłaniania (MAT 1.97 h vs 5.98 h).[6]
Dla quercetin w jednym badaniu SNEDDS opisano zoptymalizowaną formułę samoemulgującą wykorzystującą triacetynę jako fazę olejową, Tween 20 jako surfaktant i etanol jako kosurfaktant, uzyskując dla NE4 rozmiar cząstek 11.96 nm oraz wysoką zawartość leku (~97.98% do 100.88%).[18]
Ilościowe przyrosty biodostępności
Piśmiennictwo przytoczone w niniejszym dokumencie potwierdza spójny schemat: nano/lipidowe systemy dostarczania mogą wielokrotnie zwiększyć ekspozycję w porównaniu z konwencjonalnymi roztworami, zawiesinami lub niesformułowanymi komparatorami, przy czym krotności tych zmian są bezpośrednio raportowane w wielu niezależnych badaniach i przeglądach.[3–5, 7–9] Poniższa tabela zestawia zgłoszone krotności przyrostu oraz kluczowe punkty końcowe PK dokładnie w takiej formie, w jakiej zostały podane w źródłach, wykorzystując względną biodostępność opartą na AUC, jeśli była dostępna.
| Flawonoid | Układ | Model | Kluczowy przyrost ilościowy | Raportowane szczegóły PK |
|---|---|---|---|---|
| Fisetin | Hybrydowy układ miceli w hydrożelu FENUMAT (FF-20) | Zdrowi ochotnicy (pojedyncza dawka) | AUC0–12h 26.9-krotnie wyższe 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 oznaczalny do 8 h vs 2 h[4] |
| Fisetin | Nanoemulsja | Myszy (otrzewnowo) | 24-krotnie wyższa względna biodostępność vs wolny fisetin[6] | Szybsze wchłanianie (MAT 1.97 h vs 5.98 h); podobna ekspozycja vs wolny lek przy podaniu i.v. (nakładające się krzywe; podobne Cmax/AUC/t1/2)[6] |
| Fisetin | Nanokochleaty (podsumowanie przeglądu) | In vivo (droga podania określona w kontekście przedłużonego uwalniania) | Biodostępność poprawiona do 141 razy[5] | Raportowane jako przedłużone uwalnianie z przygotowanego kompleksu[5] |
| Fisetin | Układ liposomalny (podsumowanie przeglądu) | In vivo (otrzewnowo) | Biodostępność poprawiona 47 razy[5] | Droga podania określona jako wstrzyknięcie otrzewnowe[5] |
| Quercetin | Micela MPEG-b-PLLA | Szczury SD (doustnie) | Względna biodostępność po podaniu doustnym 9-krotnie wyższa vs zawiesina wodna (w oparciu o 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 | Płynna matryca micelarna LipoMicel | Zdrowi ochotnicy (badanie krzyżowe) | 8-krotny wzrost AUC i 9-krotny wzrost Cmax vs wolny quercetin[8] | Cmax 182.85 ng/mL przy Tmax 0.5 h; AUC dla fitosomu nieznacznie wyższe niż dla LipoMicel w raporcie z tego samego badania[8] |
| Quercetin | Nanocząstki kazeinowe z HP-β-CD | Szczury Wistar (doustnie) | Względna biodostępność po podaniu doustnym bliska 37% (dziewięć razy wyższa niż dla roztworu kontrolnego); roztwór kontrolny podawany doustnie o biodostępności około 4%[3] | Poziomy w osoczu obserwowane do 72 h dla Q-HPCD-NP; AUC 61 μg·h/mL ~10-krotnie wyższe niż dla roztworu doustnego[3] |
| Quercetin | Nanozawiesiny ze stabilizatorami i inhibitorami metabolizmu | Szczury SD (doustnie) | Bezwzględna biodostępność zwiększona do 23.58% vs 3.61% dla zawiesiny wodnej (najwyższa grupa SPC-Pip-Que-NSps)[9] | Wzrost AUC0–∞ zaraportowany jako 6.5× (SPC-Pip) i 4.3× (TPGS) vs zawiesina w tekście z podanymi wartościami AUC[9] |
| Quercetin | Samostabilizująca się emulsja Pickeringa z nanokryształami | Szczury SD (doustnie) | AUC0–t zwiększone 2.76× vs proszek gruboziarnisty i 1.38× vs nanokryształy[19] | Tmax skrócone do 1.75 ± 1.26 h vs 3.33 ± 1.63 h (proszek gruboziarnisty) i 2.96 ± 0.17 h (NC); Cmax 6.06 μg·mL−1 (NSSPE) vs proszek gruboziarnisty (wskazano zależność 2.41×)[19] |
Ograniczenia efektu pierwszego przejścia i wchłaniania
Choć zbiór danych nie kwantyfikuje bezpośrednio szlaków metabolizmu wątrobowego, kilka badań operacyjnie wykazało, że skład preparatu może kontrolować proces i przebieg czasowy wchłaniania, w tym szybsze wchłanianie (krótszy MAT) dla podawanej otrzewnowo nanoemulsji z fisetin oraz przedłużoną wykrywalność dla ludzkiego FF-20 w porównaniu z niesformułowanym komparatorem.[4, 6] W przypadku quercetin liczne nanonośniki doustne przedłużają czas utrzymywania się w krążeniu układowym, w tym nanocząstki kazeinowe, które utrzymywały mierzalne stężenia w osoczu do 72 h (vs 24 h dla nanocząstek bez cyklodekstryny), oraz micele Soluplus, które wydłużyły wykrywalność u psów do 48 h w porównaniu z 24 h dla wolnego leku.[2, 3] Dane pokazują również, że nanonośniki mogą przesuwać Tmax w obu kierunkach w zależności od architektury układu, np. opóźniając Tmax w micelach MPEG-b-PLLA z quercetin (7.3 h vs 3.0 h) i skracając Tmax w emulsji Pickeringa z quercetin (1.75 h vs 3.33 h).[7, 19]
Walidacja analityczna
Zbiór danych dostarcza szerokich dowodów na to, że ilościowa ocena nanoformuł flawonoidów opiera się w dużej mierze na chromatografii cieczowej (HPLC/UPLC) oraz LC-MS/MS, z dodatkowym wykorzystaniem metod absorbancji UV-Vis i fluorescencji do charakteryzowania formuł oraz oznaczania zawartości.[1, 4, 7, 9, 10, 13] W badaniach farmakokinetyki fisetin u ludzi dla FF-20, fisetin i jego metabolit geraldol zostały oznaczone ilościowo za pomocą UPLC-ESI-MS/MS (QTRAP) w trybie MRM jonów ujemnych po ekstrakcji acetonitrylem i filtracji, a zawartość fisetin mierzono również za pomocą walidowanej analizy HPLC.[4]
W kilku pracach dotyczących formulacji zastosowano metody HPLC-UV lub HPLC-DAD do oznaczania zawartości oraz badania uwalniania/przenikalności, w tym oznaczanie ilościowe nanoemulsji z fisetin metodą HPLC z odwróconymi fazami z detekcją UV przy 360 nm oraz oznaczanie ilościowe nanocząstek kazeinowych obciążonych quercetin metodą HPLC-UV z detektorem DAD przy 370 nm.[3, 6] W niektórych układach zastosowano spektrofotometrię UV-Vis do szacowania stężenia fisetin lub quercetin (np. fisetin przy 364 nm dla nanocząstek chitozanowych; quercetin przy 374 nm dla uwalniania/zawartości leku SNEDDS), a w jednym badaniu liposomalnego fisetin stężenie fisetin oznaczono ilościowo metodą spektrofluorymetrii przy wzbudzeniu/emisji 418/486 nm.[1, 10, 18]
Starzenie komórkowe i wyniki skuteczności
Bezpośrednie wyniki na modelach starzenia komórkowego w tym zbiorze danych są obecnie zdominowane przez jedno badanie in vitro testujące fisetin i liposomy obciążone fisetin w modelach starzenia indukowanego doksorubicyną, w którym ani wolny fisetin, ani liposomy obciążone fisetin nie wywołały selektywnej apoptozy komórek starzejących się w stosunku do niestarzejących się w testach żywotności.[10] Niemniej jednak w tym samym badaniu odnotowano aktywność senomorficzną, czego dowodem było zmniejszone wydzielanie IL-6 i IL-8 w starzejących się komórkach, oraz określono zarówno wolny, jak i liposomalny fisetin jako czynniki modulujące SASP na podstawie analizy ELISA.[10] Dopełnieniem tych doniesień jest zewnętrzne twierdzenie o działaniu senolitycznym in vivo uwzględnione we fragmentach, wskazujące, że fisetin został uznany za najsilniejszy lek senolityczny spośród dziesięciu flawonoidów przetestowanych in vivo, redukujący markery starzenia u myszy z progerią i u starych myszy, aczkolwiek w dostarczonym zestawie cytatów brak jest szczegółów dotyczących składu preparatu.[12]
Poza punktami końcowymi dotyczącymi starzenia, liczne nanoformuły wykazują skuteczność w modelach chorobowych spójną z poprawą ekspozycji; na przykład nanoemulsja z fisetin pozwoliła uzyskać 53% redukcję objętości guza przy dawce 36.6 mg/kg w porównaniu z ~6-krotnie wyższą dawką wolnego fisetin (223 mg/kg) dla podobnego zahamowania wzrostu guza u myszy z rakiem płuc Lewisa.[6] Inne przykłady skuteczności niezwiązanej ze starzeniem obejmują nanozawiesinę z fisetin poprawiającą pamięć i uczenie się oraz obniżającą poziom MAO-A u myszy z otępieniem indukowanym Aβ(25–35), a także chitozanowe nanocząstki z fisetin obniżające poziom mRNA cytokin zapalnych (TNF-α i IL-6) oraz zwiększające poziom IL-10 w chondrocytach poddanych wstępnej stymulacji IL-1β, przy jednoczesnym zapobieganiu redukcji transkrypcji genów związanych z chrząstką (Sox-9 i COL2).[1, 16]
Status translacyjny
Zbiór danych obejmuje wiele badań biodostępności u ludzkich ochotników dla formuł zarówno z fisetin, jak i quercetin, zapewniając bezpośrednie znaczenie translacyjne dla twierdzeń o zwiększeniu ekspozycji.[4, 8] Dla fisetin, w randomizowanym, prowadzonym metodą podwójnie ślepej próby badaniu krzyżowym u 15 zdrowych ochotników porównano dawkę 1000 mg UF z dawką 1000 mg FF-20 (dostarczającą 192 mg fisetin) z 10-dniowym okresem wypłukiwania, co umożliwiło bezpośrednie porównanie parametrów PK wewnątrz tego samego pacjenta, wykazując wyraźnie wyższe wartości AUC i Cmax dla FF-20 oraz dłuższy czas oznaczalności fisetin w osoczu.[4] Dla quercetin, w otwartym badaniu krzyżowym u 12 zdrowych dorosłych ochotników oceniono trzy produkty z quercetin i wykazano, że płynna matryca micelarna LipoMicel pozwoliła uzyskać 8-krotny wzrost AUC i 9-krotny wzrost Cmax w porównaniu z wolnym quercetin, z Cmax na poziomie 182.85 ng/mL przy Tmax 0.5 h.[8]
Luki badawcze i przyszłe kierunki
W granicach dostarczonych dowodów kluczową luką jest ograniczone powiązanie poprawy biodostępności po podaniu doustnym z bezpośrednimi punktami końcowymi eliminacji starzenia komórkowego (np. selektywnym usuwaniem starzejących się komórek), ponieważ jedyny wyraźny eksperyment na modelu starzenia wykazał tutaj senomorficzną redukcję SASP bez selektywności senolitycznej zarówno dla wolnego fisetin, jak i liposomów obciążonych fisetin.[10] Kolejną luką jest to, że niektóre platformy wykazują znaczną poprawę biodostępności (bioaccessibility) lub przenikalności (np. nanoliposomy z fisetin zwiększające biodostępność do 88.9–92.5% w porównaniu z 7.2% w oleju masowym, a nanocząstki PLGA z fisetin zwiększające przenikalność jelitową do 4.9-krotnie w modelu odwróconego worka jelitowego) bez równoległego potwierdzenia w badaniach PK in vivo w krążeniu układowym w dostarczonych tutaj fragmentach.[13, 15]
Praktycznym przyszłym kierunkiem wynikającym z dowodów jest ściślejsza integracja charakteryzowania formuł z walidowanymi pomiarami bioanalitycznymi, jako że zbiór danych wykazuje szerokie spektrum metodologiczne — od LC-MS/MS i UHPLC-HRMS w klinicznych badaniach PK po testy UV-Vis do oceny enkapsulacji lub rozpuszczania w badaniach przesiewowych formuł — co sugeruje, że zharmonizowane strategie ilościowe mogłyby poprawić porównywalność między badaniami.[1, 4, 8, 18]
Drugim przyszłym kierunkiem jest dobór formuły dostosowany do pożądanych profili wchłaniania, ponieważ badania wykazują zarówno opóźnienie, jak i przyspieszenie Tmax w zależności od typu nośnika (np. micele MPEG-b-PLLA opóźniające Tmax vs emulsje Pickeringa skracające go), co oznacza, że „najlepsza” formuła może różnić się w zależności od celu terapeutycznego i okna dawkowania.[7, 19]
