Çözünürlük sulu çözüm peptid ve Amino asit kendi kendine montaj bileşimlerini kullanarak hidrofobik bileşiklerin
Summary
Bu iletişim kuralı peptid ve amino asit çözümler kendi kendine montaj bileşimlerini kullanarak bir sulu ortamda hidrofobik bileşikler eriterek klinik olarak uygulanabilir Aracı açıklanır. Bizim yöntem klinik ayarları çözünürlük ve teslim yöntemleri güvenli, verimli araçlarının eksikliği hidrofobik therapeutics büyük bir sınırlama giderir.
Abstract
Kendi kendine montaj peptidler (SAP) hidrofobik tedavi klinik uygulamalar için teslim etmek için umut verici araçlar vardır; onların amfipatik özellikleri onları hidrofobik bileşikler insan vücudunun sulu ortamdaki çözülmeye olanak verir. Ancak, zayıf kan uyumluluk (örneğin, düşük Osmolarite), kendi kendine montaj peptid çözüm var onların klinik uygulama intravenöz idareleri aracılığıyla engelleyen. Biz son zamanlarda amino asit çözümler (SAP-AA) uyuşturucu çözünürlük geliştirmek ve klinik kullanımları için gereksinimleri ulaşmak için formülasyon Osmolarite artırmak için SAP birleştiren hidrofobik ilaç dağıtım için Genelleştirilmiş bir platform geliştirdik. Bu formülasyon strateji iyice üç yapısal olarak farklı hidrofobik bileşikleri-PP2, rottlerin ve curcumin-çok yönlü göstermek için bağlamında test edildi. Ayrıca, formülasyonu bileşenleri 6 farklı SAP, 20 doğal olarak varolan amino asit düşük ve yüksek konsantrasyonlarda ve iki farklı ortak çözücüler Dimetil sülfoksit (DMSO) ve etanol analiz ederek değiştirmenin etkileri incelenmiştir. Bileşenleri belirli hidrofobik uyuşturucu ve formüle engelleyici, PP2, tedavi fonksiyonu için en iyi duruma getirme içinde etkili olduğu kanıtlanmıştır bizim strateji içinde in vitro ve in vivogözlendi. Bu el yazması hidrofobik bileşikler ve çözünürlük daha işlevsel çalışmalarda bu formülasyonları potansiyel kullanımı yolunda ilk adım olarak analizi için SAP-AA bileşimlerini kullanarak bizim Genelleştirilmiş formülasyonu yöntemi özetliyor. Biz temsilcisi çözünürlük sonuçlar için hidrofobik bileşik, curcumin formülasyonu içerir ve nasıl metodolojimiz gelecekteki biyolojik araştırmalar ve hastalık modelleri için bir platform olarak hizmet vermektedir tartışıyorlar.
Introduction
SAP bir rejeneratif tıp1,2,3,43D iskele olarak kapsamlı bir şekilde inceledik Biyomalzeme sınıfıdır. Son zamanlarda Ancak, onlar kendi benzersiz biyolojik özellikler5,6,7,8nedeniyle tedavi teslim etmek için Araçlar istismar. SAP doğal olarak böylece ilaç saklama ve koruma aracı sağlayan istikrarlı nanoyapıların9içine, toplanın. SAP vardır amfipatik hidrofobik ve hidrofilik amino asit tekrarlar, sürüş belirli bir desen ile oluşan, kendi kendinden montajlı9,10 ve onları hidrofobik ve hidrofilik arasında bir aracı olarak hizmet için izin ortamlar. Sonuç olarak, hidrofobik ilaçların-klinik teslimat için hangi olması son derece düşük bioavailability ve emilimi vücut sulu ortamlarda11,12 -çözünürlük eksikliği nedeniyle SAP olarak teslim umut verici araç. Ayrıca, onların sıra desen aynı zamanda SAP olabilir mantıklı bir şekilde tasarlanmış ve verilen herhangi bir ilaç ile uyumluluğu en üst düzeye çıkarmak veya (fonksiyonel gruplarına göreYani,) bileşik ve daha fazla çözünürlük yardımcı olmak için tasarlanmış olduğunu ima.
SAP etkili ilaç teslim araçlar birçok vitro ve in vivo ayarları13,14,15,16olarak uygulandı. Onlar da büyük güvenlik ve Biyouyumluluk göstermiştir. Ancak, nedeniyle düşük Osmolarite SAP-uyuşturucu hazırlıkları onlar olduğu gibi klinik ayarları13intravenöz enjeksiyonlar için kullanılamaz. Bu kısıtlama göz önüne alındığında son zamanlarda toksik co solvent kullanımını azaltmak ve formülasyon Osmolarite artırmak için amino asit çözümlerle SAP birleştiren bir strateji geliştirdik ve bu nedenle, klinik önemi. Biz yapı taşları olan SAP, oldukları gibi amino asitler kullanmayı tercih zaten klinik olarak kabul ve SAP miktarını azaltarak17,18gerekli ise SAP ile birlikte, onlar hidrofobik uyuşturucu çözünürlük artar.
Biz SAP-AA kombinasyonları hidrofobik uyuşturucu çözünürlük ve sonraki teslim için Genelleştirilmiş bir platform olarak Multi-step tarama ardışık düzen oluşturma ve Src inhibitörü, PP2, bir modeli hidrofobik bileşik için uygulama tarafından incelenip. Bu süreçte biz formülasyonu bileşenleri değiştirme-sonuçta 6 farklı SAP, tüm 20 amino asit (düşük ve yüksek; düşük konsantrasyonlarda mevcut klinik uygulamalarda ve yüksek üzerinde göre 2 farklı konsantrasyonlarda test etkisi incelenmiştir konsantrasyonları vardı 2 x, 3 x veya 5 x klinik konsantrasyonu bağlı olarak maksimum çözünürlük su her amino asit) ve 2 farklı ortak çözücüler – ve daha ayrıntılı bir çözümleme için PP2 çözündürüldükten seçili kombinasyonları. Bu uyuşturucu formülasyonu ilaç teslim araca hücre kültürü, hem de boğaza ve şarapla yönetimleri kullanarak vivo içinde modelleri olarak etkili olduğu ortaya çıktı. Aynı şekilde, bizim iş değindi ve çok yönlülük çözücü çoklu birleşimlerde SAP-AA, yapısal olarak farklı hidrofobik bileşikler sulu ortamlarda; Özellikle, uyuşturucu rottlerin ve curcumin18. Bu el yazması SAP-AA formülasyonu yöntemi ve analizini curcumin çözünürlük bizim tarama boru hattı birincil adımda bir örneği olarak önerilmektedir. Bu iletişim kuralı verilen herhangi bir hidrofobik bileşiği geçiyoruz en uygun SAP-AA kombinasyonları için ekran için basit, tekrarlanabilir bir yol sunar.
Protocol
Representative Results
Discussion
Formülasyon yordamda, çeşitli kritik adımlar ve gidermede dikkate alınacak noktalar vardır. İlk olarak, biz çeşitli bileşenleri ve konsantrasyonları ile çalışıyor gibi birden çok girdap adımları boyunca iletişim kuralı tüm konsantrasyonlarda düzgün ve doğru olduğundan emin olun. Bazı yüksek konsantrasyon, hidrofobik amino asit çözümler hala tamamen vortexing sonra çözülmüş değil ve bu durumda, onlar şiddetle işleminde yardımcı olması için elle sarsılmış. Aynı şekilde, bu SAP…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu eser Sağlık Araştırma Kanada Enstitüleri tarafından desteklenir, işletim paspas-42546 paspas-119514 hibe ve.
Materials
| EAK16-I | CanPeptide Inc. | Custom peptide | Sequence: AEAKAEAKAEAKAEAK, N-terminus acetylation and C-terminus amidation, >95% pure by HPLC |
| EAK16-II | CanPeptide Inc. | Custom peptide | Sequence: AEAEAKAKAEAEAKAK, N-terminus acetylation and C-terminus amidation, >95% pure by HPLC |
| EAK16-IV | CanPeptide Inc. | Custom peptide | Sequence: AEAEAEAEAKAKAKAK, N-terminus acetylation and C-terminus amidation, >95% pure by HPLC |
| EFK8-II | CanPeptide Inc. | Custom peptide | Sequence: FEFEFKFK, N-terminus acetylation and C-terminus amidation, >95% pure by HPLC |
| A6KE | CanPeptide Inc. | Custom peptide | Sequence: AAAAAAKE, N-terminus acetylation and C-terminus amidation, >95% pure by HPLC |
| P6KE | CanPeptide Inc. | Custom peptide | Sequence: PPPPPPPKE, N-terminus acetylation and C-terminus amidation, >95% pure by HPLC |
| Alanine | Sigma-Aldrich | A7469-100G | L-Alanine |
| Isoleucine | Sigma-Aldrich | I7403-100G | L-Isoleucine |
| Leucine | Sigma-Aldrich | L8912-100G | L-Leucine |
| Methionine | Sigma-Aldrich | M5308-100G | L-Methionine |
| Proline | Sigma-Aldrich | P5607-100G | L-Proline |
| Valine | Sigma-Aldrich | V0513-100G | L-Valine |
| Phenylalanine | Sigma-Aldrich | P5482-100G | L-Phenylalanine |
| Tryptophan | Sigma-Aldrich | T8941-100G | L-Tryptophan |
| Tyrosine | Sigma-Aldrich | T8566-100G | L-Tyrosine |
| Glycine | Sigma-Aldrich | G8790-100G | L-Glycine |
| Asparagine | Sigma-Aldrich | A4159-100G | L-Asparagine |
| Glutamine | Sigma-Aldrich | G8540-100G | L-Glutamine |
| Serine | Sigma-Aldrich | A7219-100G | L-Serine |
| Threonine | Sigma-Aldrich | T8441-100G | L-Threonine |
| Histidine | Sigma-Aldrich | H6034-100G | L-Histidine |
| Lysine | Sigma-Aldrich | L5501-100G | L-Lysine |
| Arginine | Sigma-Aldrich | A8094-100G | L-Arginine |
| Aspartic Acid | Sigma-Aldrich | A7219-100G | L-Aspartic Acid |
| Glutamic Acid | Sigma-Aldrich | G8415-100G | L-Glutamic Acid |
| Cysteine | Sigma-Aldrich | C7352-100G | L-Cysteine |
| Dimethyl Sulfoxide | Sigma-Aldrich | D4540-500ML | DMSO |
| Ethanol | Sigma-Aldrich | 277649-100ML | Anhydrous |
| Curcumin | Sigma-Aldrich | 08511-10MG | Hydrophobic drug, curcumin |
| Rottlerin | EMD Millipore | 557370-10MG | Hydrophobic drug, rottlerin |
| PP2 | Enzo | BML-EI297-0001 | Hydrophobic drug, PP2 |
| Scintillation Vials | VWR | 2650-66022-081 | Borosilicate Glass, with Screw Cap, 20 mL. Vials for weighing peptide. |
| Falcon 50 mL Conical Centrifugation Tubes | VWR | 352070 | Polypropylene, Sterile, 50 mL. For amino acid solutions. |
References
- Holmes, T. C., de Lacalle, S., Su, X., Liu, G., Rich, A., Zhang, S. Extensive neurite outgrowth and active synapse formation on self-assembling peptide scaffolds. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 97 (12), 6728-6733 (2000).
- Davis, M. E., Motion, J. P. M., et al. Injectable self-assembling peptide nanofibers create intramyocardial microenvironments for endothelial cells. Circulation. 111 (4), 442-450 (2005).
- Matson, J. B., Stupp, S. I. Self-assembling peptide scaffolds for regenerative medicine. Chem. Commun. 48 (1), 26-33 (2012).
- Tatman, P. D., Muhonen, E. G., Wickers, S. T., Gee, A. O., Kim, E., Kim, D. Self-assembling peptides for stem cell and tissue engineering. Biomater. Sci. 4 (4), 543-554 (2016).
- Keyes-Baig, C., Duhamel, J., Fung, S. -. Y., Bezaire, J., Chen, P. Self-assembling peptide as a potential carrier of hydrophobic compounds. J. Am. Chem. Soc. 126 (24), 7522-7532 (2004).
- Kumar, P., Pillay, V., Modi, G., Choonara, Y. E., du Toit, L. C., Naidoo, D. Self-assembling peptides: implications for patenting in drug delivery and tissue engineering. Recent Pat. Drug Deliv. Formul. 5 (1), 24-51 (2011).
- Wang, H., Yang, Z. Short-peptide-based molecular hydrogels: novel gelation strategies and applications for tissue engineering and drug delivery. Nanoscale. 4, 5259-5267 (2012).
- French, K. M., Somasuntharam, I., Davis, M. E. Self-assembling peptide-based delivery of therapeutics for myocardial infarction. Adv. Drug Deliv. Rev. 96, 40-53 (2016).
- Zhang, S., Holmes, T., Lockshin, C., Rich, A. Spontaneous assembly of a self-complementary oligopeptide to form a stable macroscopic membrane. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 90 (8), 3334-3338 (1993).
- Bowerman, C. J., Nilsson, B. L. Self-assembly of amphipathic β-sheet peptides: insights and applications. Biopolymers. 98 (3), 169-184 (2012).
- Amidon, G., Lennernäs, H., Shah, V., Crison, J. A theoretical basis for a biopharmaceutic drug classification: the correlation of in vitro drug product dissolution and in vivo bioavailability. Pharm. Res. 12 (3), 413-420 (1995).
- Shi, Y., Porter, W., Merdan, T., Li, L. C. Recent advances in intravenous delivery of poorly water-soluble compounds. Expert Opin. Drug Deliv. 6 (12), 1261-1282 (2009).
- Bawa, R., Fung, S. -. Y., et al. Self-assembling peptide-based nanoparticles enhance cellular delivery of the hydrophobic anticancer drug ellipticine through caveolae-dependent endocytosis. Nanomedicine. 8 (5), 647-654 (2012).
- Liu, J., Zhang, L., Yang, Z., Zhao, X. Controlled release of paclitaxel from a self-assembling peptide hydrogel formed in situ and antitumor study in vitro. Int. J. Nanomed. 6, 2143-2153 (2011).
- Wu, Y., Sadatmousavi, P., Wang, R., Lu, S., Yuan, Y., Chen, P. Self-assembling peptide-based nanoparticles enhance anticancer effect of ellipticine in vitro and in vivo. Int. J. Nanomed. 7, 3221-3233 (2012).
- Fung, S. Y., Yang, H., et al. Self-Assembling Peptide as a Potential Carrier for Hydrophobic Anticancer Drug Ellipticine: Complexation, Release and In Vitro Delivery. Adv. Funct. Mater. 19 (1), 74-83 (2009).
- Fung, S. -. Y., Oyaizu, T., et al. The potential of nanoscale combinations of self-assembling peptides and amino acids of the Src tyrosine kinase inhibitor in acute lung injury therapy. Biomaterials. 32 (16), 4000-4008 (2011).
- Pacheco, S., Kanou, T., et al. Formulation of hydrophobic therapeutics with self-assembling peptide and amino acid: A new platform for intravenous drug delivery. J. Control. Release. 239, 211-222 (2016).
