Chitosan-Nanopartikel zum Transport von APIs gegen Diabetes mellitus

Diabetes mellitus kann schwerwiegende Folgen wie Erblindung, Herzerkrankungen, Schlaganfälle oder Amputationen haben. In der vorliegenden Publikation sollen Chitosan-Nanopartikel synthetisiert werden um den Transport von APIs zu verbessern.

Neues Co-Delivery-Nanosystem auf Chitosan-Basis für die Diabetes-Mellitus-Therapie

Lupascu, F.G.; Sava, A.; Tătărușanu, S.-M.; Iacob, A.-T.; Dascălu, A.; Profire, B.-Ș.; Vasincu, I.-M.; Apotrosoaei, M.; Gîscă, T.-C.; Turin-Moleavin, I.-A.; et al. New Chitosan-Based Co-Delivery Nanosystem for Diabetes Mellitus Therapy. Polymers 2024, 16, 1825. https://doi.org/10.3390/polym16131825

Diabetes mellitus ist eine chronische Stoffwechselerkrankung, die durch eine anhaltende Hyperglykämie gekennzeichnet ist, die auf eine verminderte Insulinsekretion, eine Insulinresistenz oder beides zurückzuführen ist. Sie wird hauptsächlich durch den Typ-2-Diabetes repräsentiert, der mehr als 90 % aller Fälle ausmacht. Die mit Diabetes mellitus verbundene chronische Hyperglykämie kann zu schweren Komplikationen wie Erblindung, Nierenversagen, Herzerkrankungen, Schlaganfall und Gangrän führen, die häufig eine Fußamputation erforderlich machen.

Neue therapeutische Ansätze sind erforderlich, da die weltweite Prävalenz von Diabetes mellitus zunimmt, was zum Teil auf Lebensstilfaktoren zurückzuführen ist. Die derzeitigen Behandlungen gehen möglicherweise nicht ausreichend auf die damit verbundenen Risikofaktoren ein, darunter oxidativer Stress, Dyslipidämie, mitochondriale Dysfunktion und mikro- bzw. makrovaskuläre Komplikationen. Daher besteht ein Bedarf an Therapien, die eine optimale Kontrolle des Blutzuckerspiegels ermöglichen und die damit verbundenen Risikofaktoren wirksam behandeln können.

Pioglitazon (Pio) ist ein Antidiabetikum, das in erster Linie durch die Verringerung der Insulinresistenz wirkt. Curcumin (Cur) ist ein starkes Antioxidans mit erheblichen blutzuckersenkenden Wirkungen. Beide Medikamente haben jedoch ihre Grenzen, wenn sie allein eingesetzt werden. Pio hat eine geringere Bioverfügbarkeit und eine kurze Halbwertszeit, während Cur instabil und schlecht wasserlöslich ist, was ihre therapeutische Verwendung einschränkt.

Verbessert werden kann dies durch die Verkapselung in z.B. Chitosan-basierten Nanopartikeln. Insbesondere im Zusammenhang mit der Therapie von Diabetes mellitus können Nanopartikel die Löslichkeit, Bioverfügbarkeit und Stabilität von Arzneimitteln verbessern. Chitosan ist dafür besonders gut geeignet durch seine ausgezeichnete Biokomptabilität und Bioabbaubarkeit. Zudem ist es nicht-toxisch und wirkt antibakteriell.

Aus den Gründen wurde der nachfolgenden Studie Chitosan-Nanopartikel zum Co-Transport von Pioglitazon und Curcumin entwickelt und charakterisiert. Verwendet wurde dabei ein niedermolekulares Chitosan (MW = 50-190 kDa, 75-85% Deacetylierungsgrad und 20-300 cP Viskosität). Vergleichbare und enger spezifizierte Chitosane finden Sie bei uns im Shop.

ERGEBNISSE

• Amorpher Zustand der APIs: Die XRD-Studie zeigte, dass die aktiven pharmazeutischen Inhaltsstoffe (APIs), Curcumin (Cur) und Pioglitazon (Pio), die in die Chitosan-Nanopartikel (CTS-NPs) geladen wurden, in einem amorphen Zustand waren, was ihre Löslichkeit und Bioverfügbarkeit im Vergleich zu ihrem kristallinen Zustand verbessern könnte.
• Erfolgreiche Beladung und Interaktion: Die FT-IR-Spektroskopie bestätigte die erfolgreiche Einlagerung der Wirkstoffe in die CS-Matrix, wobei die beobachteten Verschiebungen der charakteristischen Peaks auf Wechselwirkungen zwischen den Wirkstoffen und CTS in den CTS-Pio-Cur-Nanopartikeln hinwiesen.
• In-vitro-Freisetzung und -Absorption: Die In-vitro-Freisetzungsstudien in verschiedenen simulierten Flüssigkeiten (SGF, SIF und SCF) zeigten, dass die entwickelten CTS-APIs NPs für die orale Verabreichung geeignet sind und eine gute Absorption im Magen-Darm-Trakt aufweisen.

Zusammenfassung: Die Studie kam zu dem Schluss, dass die entwickelten Nanopartikel auf Chitosanbasis (CTS-Pio-Cur NPs) für die gleichzeitige Verabreichung von Pioglitazon und Curcumin eine verbesserte Löslichkeit, Bioverfügbarkeit und kontrollierte Freisetzung der Wirkstoffe aufweisen, was sie zu geeigneten Kandidaten für eine multizentrische antidiabetische Therapie macht.

Link zum Artikel: https://www.mdpi.com/2073-4360/16/13/1825