Бутанольна фракція зі стандартизованого екстракту стовбура Cassia occidentalis L, що постачається

Предмети

Анотація

Вступ

У всьому світі майже 60% пацієнтів з ревматоїдним артритом (РА) отримують лікування глюкокортикоїдами (ГХ) 1. Преднізон/метилпреднізолон, найчастіше застосовуваний ГК, призначається у поєднанні з антиревматичними препаратами, що модифікують захворювання (DMARD), щоб забезпечити кращі клінічні переваги. Однак тривале застосування ГК має кілька побічних ефектів метаболізму, і найбільш відомими серед них є остеопороз та саркопенія 2,3. Клінічно використовувані препарати для індукованого ГХ остеопорозу (ГІО) є антирезорбтивними засобами (бісфосфонати та деносумаб), тоді як захворювання в основному є наслідком порушення функції остеобластів 4. Хоча єдиний остеоанаболічний препарат, людський паратиреоїдний гормон 1–34 (терипаратид) виявив терапевтичну ефективність, більшу, ніж бісфосфонати, в ГІО 5,6,7,8,9,10, цей препарат не отримав схвалення для використання за цим показанням від США Food & Drug Administration (FDA), тим самим залишаючи поле для відкриття нового кісткоутворювача. Тривале лікування ГХ також викликає саркопенію 11. Скелетні м’язи надають позитивний сигнал кісткам через біомеханічне навантаження та саркопенію, для яких немає препарату, що ще більше погіршує здоров’я кісток.

Cassia occidentalis Л. (належить до Цезальпінієві родина) - це однорічна рослина, яка рясно поширена в широких районах Південної Азії та Південної Америки. Традиційне використання листя і стебла C. occidentalis для лікування переломів та захворювань кісток відомі з кінця дев'ятнадцятого століття в місті Путтур, переписному містечку району Чітхур штату Андхра-Прадеш, південний штат Індії, 12,13. Нещодавно ми показали, що бутанольна фракція виготовляється з етанолового екстракту C. occidentalisСтебло сприяє регенерації кісток у місці перелому та захищений від втрати кісткової маси та сили у щурів, спричиненої метилпреднізоном (MP) 14. У зв'язку з цим бутанольна фракція (CSE-Bu) виявилася більш сильною, ніж етанольний екстракт. Хоча CSE-Bu забезпечував значний захист від MP-індукованої втрати кісткової тканини, однак, він не був повним, що залишило поле для підвищення його ефективності.

Фітохімікати відомі своєю поганою біодоступністю у дозі та їх досягненням в природних умовах Для ефективності даного агента потрібні більш високі дози, що, в свою чергу, зменшує його терапевтичне вікно 15. Самонано-емульгуюча система доставки лікарських засобів (SEDDS) є ефективним підходом для посилення кишкової абсорбції гідрофобних сполук, які присутні в CSE-Bu, що призводить до їх поліпшеної біодоступності та більш послідовного часового профілю їх всмоктування. CSE-Bu містить шість остеогенних сполук, з яких ізовітексин мав найкращий остеогенний ефект в пробірці 14 .

Тут ми розробили SEDDS CSE-Bu на основі ліпідів (препарат CSE-Bu, що позначається відтепер як CSE-BuF), щоб посилити абсорбцію і, отже, біодоступність остеогенних сполук, що містяться в CSE-Bu. Потім ми вивчали фармакокінетику та фармакодинаміку CSE-BuF. Крім того, ми вивчали вплив CSE-BuF на протизапальну дію MP. Далі ми використовували модель остеотомії стегнової кістки щура для оцінки регенерації кістки та індуковану МП модель остеопенії для оцінки ефективності CSE-BuF та вивчали механізм його дії в кістці. Оскільки, як відомо, МП також спричиняє саркопенію, що, в свою чергу, сприяє втраті кісткової маси через зменшене механічне навантаження, ми, таким чином, вивчали вплив CSE-BuF на вплив МП на скелетні м'язи.

Результати

Характеристика CSE-BuF та його вплив на пероральну біодоступність остеогенних сполук

Встановлено, що розмір глобули CSE-BuF знаходиться в діапазоні 100-170 нм розведеної емульсії, а дзета-потенціал становив -28 мВ (рис. 1).

фракція

Розмір глобули та розподіл за розмірами SEDDS після розведення. Встановлено, що середній розмір глобули та PDI рецептури після розведення 1: 100 у дистильованій воді становив 166,7 днм та 0,186 відповідно.

Раніше ми виділили з CSE-Bu п’ять остеогенних сполук, включаючи емодин, лютеолін, 3 ′, 4 ′, 7-тригідроксифлавон (ТГФ), апігенін та ізовітексин. в пробірці аналізи 14. Серед цих сполук емодин та лютеолін можна вимірювати у плазмі після одноразового перорального введення CSE-Bu, тоді як апігенін, ізовітексин та ТГФ не виявлялися (табл. 1). Однак одноразове пероральне дозування CSE-BuF призвело до збільшення рівня емодіну та лютеоліну в плазмі порівняно з лікуванням CSE-Bu. Порівняно з CSE-Bu, відносна біодоступність емодину та лютеоліну збільшилась відповідно на 279% та 36% при лікуванні CSE-BuF. На відміну від CSE-Bu, рівні апігеніну, ізовітексину та THP виявляли та вимірювали у плазмі щурів, яким давали одноразове пероральне дозування CSE-BuF (табл. 1).

CSE-BuF посилював регенераційний ефект кістки

Регенерацію кісток, оцінену шляхом мічення кальцеїну в місці остеотомії стегна, порівнювали між CSE-BuF та CSE-Bu. Порівняно з транспортним засобом (вода), рецептура транспортного засобу (порожній SEDDS без екстракту) не впливала на маркування кальцеїну. При дозі 50 мг/кг CSE-Bu не мав ефекту, але CSE-BuF значно збільшував середню інтенсивність кальцеїну. Оцінка мікро CT (μCT) показала збільшення об’єму кістки мозоля (BV/TV) в CSE-BuF порівняно з групою CSE-Bu (рис. 2).

CSE-BuF повністю запобігав остеопенічному ефекту МП

Оскільки CSE-BuF у дозі 50 мг/кг стимулював значну регенерацію кісток у місці остеотомії, ми перевірили, чи може ця доза в цій дозі запобігти остеопенічному впливу МП. У групі МП значному зменшенню маси тіла (26%) сприяло зменшення як нежирної (11%), так і жирової маси (40%) порівняно з контролем. CSE-BuF запобігав індукованій МП втрати маси тіла, підтримуючи жирну і жирову масу до контрольних рівнів (Таблиця 2).

CSE-BuF повністю захищає метафіз стегнової кістки (трабекулярні кістки), діафіз стегнової кістки (коркова кістка) та хребці L5 (трабекулярна кістка) від індукованої МП втрати (рис. 3А-С). У метафізі стегнової кістки та L5 - мінеральна щільність кісткової тканини (МПК), об’єм кістки (BV/TV%) та мікроархітектурні параметри [число трабекул (Tb.N), товщина трабекул (Tb.Th) та відділення трабекул (Tb.Sp)] були порівнянними між контрольною та CSE-BuF групами (рис. 3А, Б). Індекс структурної моделі (SMI), показник геометрії трабекулярної кістки, також був порівнянним між цими двома групами (рис. 3A, B). Крім того, CSE-BuF повністю запобігав втраті МЩКТ, товщині кори та періостальному периметру діафізу стегнової кістки, спричиненої MP.

Ми провели аналіз подвійного мічення кальцеїну при діафізі стегнової кістки для вимірювання швидкості формування кісток. Репрезентативна мікрофотографія показала інтенсивне і безперервне маркування кальцеїну діафізу стегнової кістки, яке перетиналося щільно розташованим подвійним маркуванням у контрольній та MP + CSE-BuF групах, на відміну від слабкого та пошкодженого одиничного маркування, що спостерігається у групі MP (рис. 4А, верхня панель ). Розрахунок динамічних параметрів кісткового утворення на основі експерименту з подвійним кальцеїновим маркуванням показав значне зменшення мінералізуючої поверхні (pMS/BS), швидкості апозиції мінеральних речовин (pMAR) та швидкості формування кісток (pBFR/BS) у групі MP, порівняно з контролем ( Автомобіль). Ці параметри можна порівняти між контрольною та CSE-BuF групами (рис. 4А, нижня панель).