Beyne hedeflendirimiş polisorbat 80 kaplı/Atorvastatin yüklü amfifilik PLGA-b-PEG nanopartiküllerinin hazırlanması ve in-vivo değerlendirilmesi

Abstract

Amfifilik blok kopolimerik nanopartiküller (NP), kan beyin bariyerinden (KBB) penetre olabilmeleri, taşıdıkları etkin madde moleküllerini hedefe daha özgün olarak ulaştırabilmeleri, çözünürlüğü problem olan etkin maddeleri sorunsuz bir şekilde taşıyabilmeleri gibi üstün özelliklerinden dolayı ilaç taşıyıcı sistemler olarak sıklıkla kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı, polisorbat 80 kaplı ve Atorvastatin yüklü poli(laktik-ko-glikolik asit)-blok-poli(etilen glikol) (PLGA-b-PEG) nanopartiküllerini geliştirmek ve beyne hedefleme açısından polisorbat 80 kaplamanın göreceli avantajlarını incelemektir. Bu amaçla, Atorvastatin yüklü PLGA-b-PEG nanopartikülleri nanoçöktürme yöntemi ile hazırlanmış ve KBB'den penetre olabilmeleri için yüzeyleri polisorbat 80 ile kaplanmıştır. Polimer derişimi, polimerdeki PEG içeriği ve polisorbat 80 kaplamanın partikül büyüklüğü, etkin madde yükleme etkinliği ve nanopartiküllerden ilaç salımı özellikleri üzerine olan etkileri incelenmiştir. Ayrıca formüle edilen nanopartiküllerin hücresel alımları ve beyne hedeflendirilmeleri sırasıyla in-vitro ve in-vivo deneylerle incelenmiştir. Formülasyon parametrelerine bağlı olarak nanopartikül boyutu 30-170 nm aralığındadır. Polimer kompozisyonundaki PEG miktarının % 15'ten % 5'e azalması, nanopartiküllerin boyutunu 69 nm'den 172 nm'ye artırmış ve etkin madde yükleme etkinliğini % 51'e çıkarmıştır. Diğer taraftan polisorbat 80 kaplama süresindeki artış ile etkin madde yükleme etkinliği azalmıştır. Nanopartiküller, endotel hücreler tarafından etkili bir şekilde alınmıştır. Floresan boya ile işaretli nanopartiküllere ait ışıma, sıçan beyinlerinde polisorbat 80 kaplı olan ve olmayan her iki formülasyonda da gözlenmiş ve enjeksiyondan 1 saat sonra maksimuma ulaşmıştır. Bu sonuçlar nanopartiküllerin KBB'yi aşabildiklerini göstermiştir. Sonuç olarak hazırlanan polisorbat 80 kaplı PLGA-b-PEG nanopartikülleri; Alzheimer hastalığı, inme, Parkinson hastalığı ve multipl skleroz gibi nörolojik rahatsızlıklar için umut verici nanosistemlerdir.

Amphiphilic block copolymeric nanoparticles (NPs) are widely used in drug delivery systems because of their superior abilities including; penetrating through blood brain barrier (BBB), transporting the active molecules to their targets more precisely, delivering the drugs that have solubility problems without any issues. The objective of this study was to develop polysorbate 80 coated and Atorvastatin loaded poly(lactic-co-glycolic acid)-block-poly(ethylene glycol) (PLGA-b-PEG) nanoparticles and to investigate the relative advantages of polysorbate 80 coating on NPs for brain delivery of Atorvastatin. For this purpose, Atorvastatin loaded PLGA-b-PEG nanoparticles were prepared by nanoprecipitation method and their surfaces were coated with polysorbate 80 to make them penetrate through the blood-brain barrier. The effects of polymers concentration, PEG content in polymer and polysorbate 80 coating on the particle size, drug loading efficiency and release behaviour of nanoparticles were investigated. Additionally, cellular uptake and brain targeting of formulated nanoparticles were investigated by in-vitro and in-vivo experiments, respectively. Particle sizes of the nanoparticles were in the range of 30-170 nm depending on formulation parameters. Decreasing PEG content from 15 % to 5 % (w/w) in polymer composition increased the nanoparticle size from 69 nm to 172 nm and improved the drug loading efficiency up to 51 %. On the other hand drug loading efficiency was decreased by increasing polysorbate 80 coating time. Nanoparticles were taken up by endothelial cells effectively. The presence of fluorescence was observed in rat brain both in nanoparticles and polysorbate 80 coated nanoparticles and reached the maximum point after 1 h post injection, which indicated that these nanoparticles could get across the BBB. It was concluded that prepared polysorbate coated PLGA-b-PEG nanoparticles are promising nanosystems for neurological disorders like Alzheimer?s disease, stroke, Parkinson?s disease and multiple sclerosis.