Kalsitonun nazal emilimi üzerine absorbsiyon artırıcıların incelenmesi

Abstract

Nazal ilaç verilişi peptit ve proteinlerin sistemik verilişi için önemli bir yaklaşımdır. Intranazal yol, hızlı absorpsiyon, gastrointestinal ve hepatik metabolizmanın ilk geçişini önleyen çeşitli avantajlara sahiptir. Peptitlerin yüksek molekül ağırlıkları ve hidrofilik özelliklerinden dolayı nazal mukoza bariyerinden geçişleri çok sınırlıdır. Bu nedenle peptitlerin nazal absorpsiyonunu arttırmak için çeşitli yaklaşımlar geliştirilmiştir. En sıklıkla çalışılan yaklaşım, safra tuzları, fusidat türevleri, surfaktanlar ve siklodekstrinlerin absorpsiyon arttırıcılar olarak kullanılmasıdır. Siklodekstrinler, özellikle metillenmiş türevi, dimetil-p-CD (DM-p-CD)'in peptit ilaçların nazal yoldan uygulanmasında absorpsiyon arttırıcı olarak kullanılması önem kazanmıştır. Salmon kalsitonin (sCT) 32 amino asit içeren polipeptit bir hormondur. Kalsitonin klinik tedavide hiperkalsemide, Paget hastalığında ve çoğunlukla son zamanlarda osteoporoz tedavisinde kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı sCT'nin uygun bir jel formulasyonunu hazırlamak ve farklı tipteki absorpsiyon arttırıcıların (sodyum taurokolat ve DM-p-CD) sCT'nin tavşanların nazal mukozası üzerindeki etkilerini incelemektir. Çalışmada hazırlanan jel formülasyonlarının nazal emilimi, ticari nazal sprey (Miacalcic Nasal 50®) ile karşılaştırmıştır. Ayrıca nazal formülasyonlar ticari İ.V. preparat (Miacalcic®) ile karşılaştırılarak mutlak biyoyararlılıkları hesaplanmıştır. sCT (10 İÜ/kg) poliakrilik asit (PAA) %1 (a/h) oranında sulu jel içinde hazırlandı. Sodyum taurokolat (%1 a/h) ve DM-p-CD (%5 a/h) absorpsiyon arttırıcı olarak jel formulasyonuna katıldı 2.0 - 2.5 kg ağırlığında dişi Yeni Zelanda tavşanları 6 grup içinde çalışıldı. sCT preparatları (10 İÜ/kg) nazal boşluğa bir enjektör yardımıyla uygulandı. PAA jeli, kontrol grubu olarak aynı şartlarda uygulandı. Ticari sCT nazal preparat bir sprey ile (50 İÜ/kg) intranazal uygulandı. Karşılaştırmalı çalışma için 10 İÜ/kg dozda sCT intravenöz olarak tavşanlara verildi. Kan örnekleri kateter yardımı ile marjinal kulak veninden alındı. sCT miktar tayini, RIA yöntemi ile yapıldı. Plazma kalsiyum seviyeleri fosfat va alkalen fosfat seviyeleri spektrofotometrik yöntemle ölçüldü. Sodyum taurokolat ve107 7- Jel formulasyonları içinde kalsiyum düzeylerinde maksimum azalma DM-p-CD içeren formulasyon ile sağlanmıştır. Birinci saatte görülen bu azalma, absorpsiyon arttırıcı içermeyen SJEL ve ticari nazal spreye göre anlamlı bulunmuştur (p<0.05). 8-Mutlak farmakolojik etki (hipokalsemik etki), sCT içeren jel formulasyonunda % 1 1.8 iken sodyum taurokolat içeren (NJEL) formulasyonunda % 48.3 ve DM-p-CD içeren (D JEL) jel formulasyonunda %70.7 ve nazal sprey (TNS) ile % 5.14 olarak hesaplanmıştır. 9- I.V. uygulanan formulasyon ve absorpsiyon arttırıcı içeren (NJEL, D JEL) formulasyonlarda plazma fosfat düzeylerinde azalma görülmüştür. Ancak bu azalma istatistiksel olarak anlamlı değildir. 10-Plazma alkalen fosfataz düzeylerinde, formulasyonlar arasında anlamlı bir farklılık gözlenmemiştir. 11 -Absorpsiyon arttırıcıların tavşan nazal mukozasının yapısı üzerine etkileri elektron mikroskobu ile histolojik yönden incelenmiştir. Kontrol grubu olarak kullanılan poliakrilik asit jel (BJEL) uygulandığında nazal mukozada herhangi bir değişiklik gözlenmemiştir. Buna karşın absorpsiyon arttırıcı içeren NJEL ve DJEL formulasyonlarının uygulanması ile nazal epitelin apikal bölümlerinde açılmalar gözlenmiştir. Bu açılma DM-p-CD ile daha fazla görülmüştür Sonuç olarak, kalsitoninin intranazal uygulanması için poliakrilik asit jel formulasyonun uygun olduğu ve sprey formulasyonuna nazaran daha kolay uygulanabilir olduğu gözlenmiştir.Absorpsiyon arttırıcı olarak jel formulasyonuna ilave edilen DMRCD'nin sodyum taurokolata nazaran plazma kalsiyum düzeyini daha fazla azalttığı saptanmıştır. Yapılan bu çalışmada, sodyum taurokolat ve DM-p-CD, sCT 'nin absorpsiyon arttırmada etkili olabileceği kanısına varılmıştır.109 DM-p-CD'nin nazal mukozadaki yapısal değişikliğini incelemek için nazal mukozadaki morfolojik değişimler transmission elektron mikroskobu ile incelendi. Formülasyonlar arasında plazma kalsitonin düzeyleri arasında anlamlı bir farklılık gözlenmedi. sCT ve absorpsiyon arttırıcı içeren jel formülasyonlarında plazma kalsiyum düzeyinin düştüğü görüldü. Maksimum hipokalsemik etki DM-0-CD içeren (DJEL) formülasyonundan elde edildi. Hipokalsemik etki sırasıyla %11.8, % 48.3, %70.7 ve % 5.17 olarak S JEL, NJEL, DJEL ve TNS formülasyonları için hesaplandı. Histolojik incelemelerde, absorpsiyon arttırıcı içeren jel formülasyonları n uygulanmasıyla, tavşanların nazal epitellerinin apikal bölgelerinde açılmalar gözlendi. DJEL formülasyonuyla bu etki daha belirgin olarak gözlendi. Sonuçlar PAA jel formülasyonunun sCT'nin nazal emilimini arttırmada kullanılabileceğini göstermiştir. DM-p-CD ve sodyum taurokolatın sCT'nin nazal emilimini arttırmaktadır. Sonuç olarak DJEL'in hipokalsemik etkisi, NJEL'den daha yüksektir.

Nasal drug delivery is an important approach for the systemic delivery of peptide and protein drugs. Intranasal route has several advantages, including rapid absorption, avoidance of first-pass gastrointestinal and hepatic metabolism. For most peptide drugs studied however, the transport across the nasal mucosal barrier is very limited due to their high molecular weight and hydrophilic properties. Several approaches were developed to improve nasal peptide absorption. The most frequently studied approach with promising perspectives, are the use of absorption enhancers, such as bile salts, fusidate derivatives, surfactans and cyclodextrins. Cyclodextrins, particulary the methylated derivative, dimethyl- p-cyclodextrin (DM-0- CD), as absorption enhancer for nasally administered peptide drugs gain importance. Salmon calcitonin (sCT), which contains 32 amino acids is a polypeptide hormone. Calcitonin has been used clinically for the treatment of hypercalcemia, Paget's disease and more recently, osteoporosis. The purpose of present study was to prepare an optimum gel formulation and to examine the effects of various types of absorption enhancer (sodium taurocholate and DM-J3-CD) on nasal mucosa of sCT in rabbits. We have compared the nasal absorption of the commercially available intranasal sCT formulation (Miacalcic Nasal 50®) as well. In addition to this, the nasal formulations prepared were compared with commercially I.V. product (Miacalcic®). sCT (10 lU/kg) was prepared in polyacrylic acid (PAA) (1% w/v) aqueous gel. Sodium taurocholate (1 % w/v ) and DM-0-CD (5% w/v) were incorporated as absorption enhancers into gel formulations. Adult female New Zealand rabbits, 2.0-2.5 kg, were studied in groups of six. The sCT preparations (10 lU/kg) were administered into the nasal cavity by a syringe. In the control group, PAA gel was administered under same conditions. The commercial product was administered intranasals with a spraying device (50 lU/kg). In a comparative study, sCT was administered, intravenously to rabbits at a dose of 10 lU/kg. Blood samples were obtained through the catheter from the marginal ear vein.111 Calcitonin was assayed from serum samples by the radioimmunoassay (RIA) method. The plasma calcium, phosphate and alkalene phosphatase levels were measured with a spectrophometric method. In order to compare the effects of sodium taurocholate and DM-p-CD in causing structural changes in the nasal mucosa, we have examined the morphological changes in the nasal mucosal membrane by transmission electron microscopy. There was no significant differences in plasma CT levels between the formulations. In gel formulations, which contain sCT and absorption enhancers reduced plasma calcium levels were seen. Maximum hypocalcemic effect was obtained from the DJEL formulation. The hypocalcemic effect was calculated as 1 1.8 %, 48.3 %, 70.7 % and 5.17 % for SGEL, NGEL, DGEL and TNS (commercial nasal product) formulations respectively. No significant differences in plasma phosphate and alkalene phosphatase were found. In histological examinations, there was a spread in apical sides of epithelial cells in absorption enhancer containing formulations (NGEL.DGEL). However, a more enhanced spread was observed with DJEL formulation. The results indicate that, the PAA gel might be used to improve tha nasal absorption of calcitonin. DM-p-CD and sodium taurochlate improves the nasal absorption of sCT. In conclusion, the hypocalcemic effect of sCT formulation with DM-IS-CD (DGEL), higher than that of sCT formulation with sodium taurocholate (NGEL).