Organogel Nanoparticles as a New Way to Improve Oral Bioavailability of Poorly Soluble Compounds

Autor: Dominique Goudounèche, Baptiste Martin, Sophie Franceschi, Ghislain Garrait, Emile Perez, Eric Beyssac
Přispěvatelé: Architecture et fonction des macromolécules biologiques (AFMB), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Microbiologie Environnement Digestif Santé (MEDIS), Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Centre de Microscopie Électronique Appliquée à la Biologie (CMEAB), Hôpital de Rangueil, CHU Toulouse [Toulouse]-CHU Toulouse [Toulouse]-Toulouse Réseau Imagerie-Genotoul ( TRI-Genotoul), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Toulouse Réseau Imagerie-Genotoul ( TRI-Genotoul), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), SMODD - Systèmes Moléculaires Organisés et Développement Durable (SMODD), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Cyclopropanes
Male
Cell Membrane Permeability
Cell Survival
Drug Compounding
Biological Availability
Pharmaceutical Science
02 engineering and technology
030226 pharmacology & pharmacy
Polyvinyl alcohol
Intestinal absorption
Diffusion
Excipients
03 medical and health sciences
chemistry.chemical_compound
0302 clinical medicine
Nanocapsules
Suspensions
Pharmacokinetics
Animals
Humans
Sunflower Oil
Tissue Distribution
Pharmacology (medical)
Solubility
Pharmacology
Drug Carriers
Chromatography
Chemistry
Organic Chemistry
021001 nanoscience & nanotechnology
Benzoxazines
Bioavailability
Drug Liberation
[SDV.MP]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology
Intestinal Absorption
Alkynes
Polyvinyl Alcohol
Paracellular transport
Drug delivery
Molecular Medicine
Caco-2 Cells
0210 nano-technology
Gels
Stearic Acids
Ex vivo
Biotechnology
Zdroj: Pharmaceutical Research
Pharmaceutical Research, American Association of Pharmaceutical Scientists, 2020, 37 (6), ⟨10.1007/s11095-020-02808-w⟩
Pharmaceutical Research, 2020, 37 (6), ⟨10.1007/s11095-020-02808-w⟩
ISSN: 0724-8741
1573-904X
Popis: International audience; PurposeThe aim of the study was to evaluate organogel nanoparticles as a lipophilic vehicle to increase the oral bioavailability of poorly soluble compounds. Efavirenz (EFV), a Biopharmaceutical Classification System (BCS) Class II, was used as drug model.MethodsOrganogel nanoparticles loaded with EFV were formulated with sunflower oil, 12-hydroxystearic acid (HSA) and polyvinyl alcohol (PVA). Various parameters have been investigated in the current study such as (i) the release profile of organogel assessed by USP 4 cell flow dialysis, (ii) the impact of organogel on intestinal absorption, using Caco-2 cells as in vitro model and jejunum segments as ex vivo assay and (iii) the bioavailability of organogel following oral pharmacokinetic study.Results250–300 nm spherical particles with a final concentration of 4.75 mg/mL drug loading were obtained, corresponding to a thousand fold increase in EFV solubility, combined to a very high encapsulation efficiency (>99.8%). Due to rapid diffusion, drug was immediately released from the nanoparticles. The biopharmaceutical evaluation on ex vivo jejunum segments demonstrated an increased absorption of EFV from organogel nanoparticles compare to a native EFV suspension. In vitro assays combining Caco-2 cell cultures with TEM and confocal microscopy demonstrated passive diffusion, while paracellular integrity and endocytosis activity remain expelled. Oral pharmacokinetics of EFV organogel nanoparticles improve oral bioavailability (Fr: 249%) and quick absorption compared to EFV suspension.ConclusionOrganogel nanoparticles increase the bioavailability of BCS Class II drugs. The main phenomena is simply oil transfer from the gelled particles through the cell membrane.
Databáze: OpenAIRE
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