DE212018000131U1 - Nano-drugs with delayed release against a neurodegenerative disease - Google Patents
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Abstract
Nanopartikel, umfassend ein Trägermaterial, einen Wirkstoff und ein Targeting-Molekül, wobei das Trägermaterial humanes Serumalbumin (HSA) ist und der Wirkstoff eine neurodegenerative Erkrankung verhindern und/oder behandeln kann;
bevorzugt, wobei der Wirkstoff in das Trägermaterial geladen wird, um ein Arzneimittel-beladenes HSA-Nanopartikel zu bilden;
bevorzugt, wobei das Arzneimittel-beladene HSA-Nanopartikel durch ein Verfahren gebildet wird, das die folgenden Schritte umfasst:
Schritt (1-1): Lösen oder Dispergieren des humanen Serumalbumins und des Wirkstoffs in einem guten Lösungsmittel, um eine Lösung (1) zu bilden;
Schritt (1-2): tropfenweise Zugabe der Lösung (1) zu einem schlechten Lösungsmittel und Zugabe eines Vernetzungsmittels, um eine Reaktion durchzuführen, um ein Arzneimittel-beladenes HSA-Nanopartikel zu erhalten;
bevorzugt, wobei das Nanopartikel eine Arzneimittelbeladungsrate von 15% bis 25% aufweist.
Nanoparticles comprising a carrier material, an active agent and a targeting molecule, wherein the carrier material is human serum albumin (HSA) and the active ingredient can prevent and / or treat a neurodegenerative disease;
preferably, wherein the drug is loaded into the carrier material to form a drug-loaded HSA nanoparticle;
in which the drug-loaded HSA nanoparticle is formed by a process comprising the following steps:
Step (1-1): dissolving or dispersing the human serum albumin and the drug in a good solvent to form a solution (1);
Step (1-2): adding dropwise the solution (1) to a poor solvent and adding a crosslinking agent to conduct a reaction to obtain a drug-loaded HSA nanoparticle;
preferably, wherein the nanoparticle has a drug loading rate of 15% to 25%.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der Medizin, insbesondere auf ein Nanopartikel, umfassend ein Trägermaterial, einen Wirkstoff und ein Targeting-Molekül. Das Trägermaterial ist humanes Serumalbumin und der Wirkstoff kann eine neurodegenerative Erkrankung verhindern und/oder behandeln. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung des Nanopartikels, eine pharmazeutische Zusammensetzung umfassend das Nanopartikel und eine Verwendung des Nanopartikels oder der pharmazeutischen Zusammensetzung bei der Herstellung eines Arzneimittels zur Vorbeugung und/oder Behandlung einer neurodegenerativen Erkrankung in einem Individuum.The present invention relates to the technical field of medicine, in particular to a nanoparticle comprising a carrier material, an active substance and a targeting molecule. The carrier material is human serum albumin and the active ingredient can prevent and / or treat a neurodegenerative disease. The invention also relates to a process for the preparation of the nanoparticle, a pharmaceutical composition comprising the nanoparticle and a use of the nanoparticle or the pharmaceutical composition in the manufacture of a medicament for the prevention and / or treatment of a neurodegenerative disease in an individual.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Cholinerge Hypothese der Alzheimer-KrankheitCholinergic hypothesis of Alzheimer's disease
Die Alzheimer-Krankheit (AD) ist eine neurodegenerative Erkrankung, die durch eine fortschreitende Abnahme des Gedächtnisses und der kognitiven Fähigkeit gekennzeichnet ist. Gegenwärtig wurde keine definitive Schlussfolgerung über die Ätiologie von AD gezogen, und es gibt hauptsächlich zwei Theorien: die cholinerge Theorie und die Theorie des β-Amyloid-Proteins (Aß).Alzheimer's disease (AD) is a neurodegenerative disease characterized by a progressive decline in memory and cognitive ability. At present no definitive conclusion has been drawn on the etiology of AD, and there are mainly two theories: the cholinergic theory and the β-amyloid protein (Aβ) theory.
Das zentrale cholinerge System ist eng mit Lernen und Gedächtnis verbunden. Acetylcholin ist einer der wichtigen Neurotransmitter im zentralen cholinergen System und seine Hauptfunktion ist es, das Bewusstsein aufrecht zu erhalten und es spielt eine wichtige Rolle beim Lernen und Gedächtnis. Obwohl die Ätiologie von AD noch unbekannt ist, ist der massive Verlust von Neuronen in bestimmten Hirnregionen eine direkte Ursache für die fortschreitende Abnahme der kognitiven und Gedächtnis-Fähigkeiten, insbesondere des Verlusts cholinerger Neuronen im Hippocampus. Gegenwärtig hat die US-amerikanische Arzneimittelbehörde FDA fünf Arzneimittel zur Behandlung von AD zugelassen, nämlich Tacrin, Neostigmin, Galantamin, Donepezil und Memantin. Die Arzneimittel mit Ausnahme von Memantin sind reversible Acetylcholinesterase-Inhibitoren. Der Acetylcholinesterase-Inhibitor kann fest mit der Acetylcholinesterase im Körper interagieren, um die Enzymstelle zu besetzen und es dem Enzym zu ermöglichen, die Funktion des Acetylcholin-Abbaus zu verlieren, wodurch indirekt die Konzentration von Acetylcholin in der synaptischen Spalte erhöht wird und der Effekt der Linderung von AD erzielt wird.The central cholinergic system is closely linked to learning and memory. Acetylcholine is one of the important neurotransmitters in the central cholinergic system and its main function is to maintain awareness and it plays an important role in learning and memory. Although the aetiology of AD is still unknown, the massive loss of neurons in certain brain regions is a direct cause of the progressive decline in cognitive and memory capabilities, particularly in the loss of cholinergic neurons in the hippocampus. Currently, the US Food and Drug Administration (FDA) has approved five drugs for the treatment of AD, tacrine, neostigmine, galantamine, donepezil, and memantine. The drugs other than memantine are reversible acetylcholinesterase inhibitors. The acetylcholinesterase inhibitor can tightly interact with the acetylcholinesterase in the body to occupy the enzyme site and allow the enzyme to lose the function of acetylcholine degradation, thereby indirectly increasing the concentration of acetylcholine in the synaptic cleft and increasing the effect of the acetylcholinesterase Relief of AD is achieved.
Einschränkungen bestehender ArzneimittelRestrictions on existing medicines
Gegenwärtig sind die Arzneimittel, die zur Behandlung von AD verwendet werden, immer noch begrenzt, nicht nur, weil der Mechanismus unklar ist, sondern auch, weil das komplexe Abwehrsystem des Gehirns verhindert, dass das Arzneimittel die Blut-Hirn-Schranke (BBB) durchdringt, um auf das Zentrum abzuzielen. Selbst wenn einige der Arzneimittel die BBB passieren, werden sie zusätzlich unter dem Wirken eines Effluxtransporters (z. B. p-Glykoprotein) herausgepumpt werden. Obwohl diese Einschränkungen durch chemische Modifikation für gebräuchliche Arzneimittel überwunden werden können, können verringerte Wirksamkeit nach der Modifikation, Einführung toxischer Nebenprodukte während der Modifikation und komplizierte Modifikationsprozesse und andere Probleme auftreten. Proteine und Peptidarzneimittel werden durch das Wirken peripherer Proteasen, die die Anwendung einer großen Anzahl von Effektormolekülen einschränken, schnell abgebaut und inaktiviert.At present, the drugs used to treat AD are still limited, not only because the mechanism is unclear, but also because the brain's complex defense system prevents the drug from penetrating the blood-brain barrier (BBB) to aim at the center. Even if some of the drugs cross the BBB, they will also be pumped out under the action of an efflux transporter (eg, p-glycoprotein). Although these limitations can be overcome by chemical modification for common drugs, reduced efficiency may occur after modification, introduction of toxic byproducts during the modification, and complicated modification processes and other problems. Proteins and peptide drugs are rapidly degraded and inactivated by the action of peripheral proteases, which limit the use of a large number of effector molecules.
Die durch AD repräsentierte neurodegenerative Erkrankung ist eine Art chronische Erkrankung. Nach der Diagnose sollten Patienten lange Zeit ohne Unterbrechung Arzneimittel einnehmen oder sogar lebenslang Arzneimittel einnehmen. Die vorhandenen Arzneimittel zur Behandlung von AD weisen die Probleme einer kurzen Plasma-Halbwertszeit, einer schlechten Durchdringung der Blut-Hirn-Schranke und einer schnellen Stoffwechselrate etc. auf, so dass Patienten Arzneimittel jeden Tag rechtzeitig in einer angemessenen Dosis einnehmen müssen, was jedoch für Patienten sehr schwierig ist, deren Gedächtnis abnimmt. Daher ist es dringend erforderlich, ein Arzneimittel für die Behandlung von AD mit hoher Effizienz, verzögerter Freisetzung und hoher Zielsetzung herzustellen.The neurodegenerative disease represented by AD is a type of chronic disease. After diagnosis, patients should take long-term uninterrupted medicines or even take medicines for life. Existing drugs for the treatment of AD have the problems of short plasma half-life, poor blood-brain barrier penetration and fast metabolic rate, etc., so that patients need to take medicines at a reasonable dose every day in a timely manner, however Patient is very difficult, whose memory decreases. Therefore, it is urgently necessary to prepare a medicine for the treatment of AD with high efficiency, sustained release and high objective.
Fortschritt in der Erforschung von Nano-ArzneimittelnProgress in the research of nano-pharmaceuticals
Die meisten existierenden Nano-Arzneimittel, die auf das Zentralnervensystem abzielen, verwenden synthetische Polymermaterialien als Träger, das heißt, ein Trägermaterial ist in die äußere Schicht des Ziel-Arzneimittels eingewickelt. Wenn das Trägermaterial an der Zielstelle abgebaut wird, wird Arzneimittel im Kern freigesetzt. Diese Art von Nano-Arzneimitteln ist leicht herzustellen, in gewissem Maße nicht toxisch und leicht abbaubar bei hoher Stabilität.Most existing nano-drugs targeting the central nervous system use synthetic polymeric materials as the carrier, that is, a carrier material is incorporated into the outer layer of the target. Wrapped in medicine. When the carrier material is degraded at the target site, drug is released in the nucleus. This type of nano-pharmaceuticals is easy to produce, to some extent non-toxic and readily degradable with high stability.
Die durch AD repräsentierte neurodegenerative Erkrankung ist jedoch eine Art chronischer Erkrankungen älterer Menschen. Patienten mit dieser Erkrankung weisen einen verminderten Hirnstoffwechsel auf. Diese exogenen synthetischen Polymermaterialien und ihre Abbauprodukte werden zweifellos die Belastung des Gehirns erhöhen. Daher sollte bei der Herstellung von Nano-Arzneimitteln für AD der Schwerpunkt auf die Biokompatibilität von Materialien und die Toxizität von Materialmetaboliten gelegt werden.However, the neurodegenerative disease represented by AD is a type of chronic disease of the elderly. Patients with this disease have a decreased brain metabolism. These exogenous synthetic polymer materials and their degradation products will undoubtedly increase the burden on the brain. Therefore, in the manufacture of nano-drugs for AD, emphasis should be placed on the biocompatibility of materials and the toxicity of material metabolites.
Aus den oben genannten Gründen verwendete die Forschungsgruppe von Shrinidh A. Joshi aus Indien ein biokompatibles Polymilchsäure-Glykolsäure-Copolymer (PLGA) als ein Träger, um Rivastigmin zur Behandlung von AD zu laden, und stellte eingekapselte Arzneimittel durch Sedimentationsverfahren her. In Bezug auf die Materialsicherheit weist PLGA, obwohl es die Biokompatibilität in gewissem Maße verbessert, eine schlechte zentrale Zielsetzungsfähigkeit und schnelle Arzneimittelfreisetzung auf und kann die therapeutischen Bedürfnisse chronischer Erkrankungen nicht erfüllen (Shrinidh A. Joshi, Sandip S. Chavhan et al., Rivastigmine-loaded PLGA and PBCA nanoparticles: Preparation, optimization, characterization, in vitro and pharmacodynamic studies, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 76 (2010) 189 - 199).For the above reasons, the research group of Shrinidh A. Joshi of India used a biocompatible polylactic acid-glycolic acid copolymer (PLGA) as a carrier to load rivastigmine for the treatment of AD and prepared encapsulated drugs by sedimentation method. In terms of material safety, PLGA, while improving biocompatibility to some extent, has poor centralized targeting ability and rapid drug release, and can not meet the therapeutic needs of chronic disease (Shrinidh A. Joshi, Sandip S. Chavhan et al., Rivastigmine. loaded PLGA and PBCA nanoparticles: Preparation, optimization, characterization, in vitro and pharmacodynamic studies, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 76 (2010) 189-199).
Die Forschungsgruppe von Helen F. Stanyon in Großbritannien stellte fest, dass humanes Serumalbumin (HSA) nicht nur an 95% Aß im peripheren Plasma binden kann, sondern auch an fast die Hälfte der Aß-Monomere in der Cerebrospinalflüssigkeit auf physiologischer Ebene bindet, wodurch es effektiv die Bildung von β-Amyloidfasern inhibiert und signifikant die Gesamtmenge an Fibrillen verringert; HSA kann zusätzlich auch Cu (II) im Aß-Cu (II) -Komplex entziehen, um die katalytische Wirkung von Metallionen zu verringern, wodurch die Bildung von Fibrillen durch einen doppelten Mechanismus inhibiert wird (
Zusammenfassend können derzeit weder molekulare Arzneimittel noch Nano-Arzneimittel die Anforderungen für eine effiziente, verzögerte Freisetzung und gezielte Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen erfüllen. Humanes Serumalbumin als ein natürliches Protein weist gute Materialeigenschaften und Zielsetzungs-Eigenschaften für Aß auf. Daher ist es dringend erforderlich, Nano-Arzneimittel unter Verwendung von HSA-Nanopartikel als ein Trägermaterial zu entwickeln, um die Anforderungen für eine effiziente, verzögerte Freisetzung und gezielte Behandlung zu erfüllen.In summary, neither molecular drugs nor nano-pharmaceuticals currently meet the requirements for efficient, sustained release and targeted treatment of neurodegenerative diseases. Human serum albumin as a natural protein has good material properties and Aß targeting properties. Therefore, there is an urgent need to develop nanoparticles using HSA nanoparticles as a carrier material to meet the requirements for efficient sustained release and targeted treatment.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
In der vorliegenden Erfindung weisen die hierin verwendeten wissenschaftlichen und technischen Begriffe die Bedeutungen auf, die Fachleuten allgemein bekannt sind, sofern nicht anders angegeben. Darüber hinaus sind hierin involvierte Laborverfahren Routineschritte, die auf dem Fachgebiet weit verbreitet sind. Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend die Definitionen und Erläuterungen verwandter Begriffe bereitgestellt.In the present invention, the scientific and technical terms used herein have the meanings that are well known to those skilled in the art, unless otherwise specified. Moreover, laboratory procedures involved herein are routine steps that are widely used in the art. For a better understanding of the present invention, the definitions and explanations of related terms are provided below.
Der Begriff „Nanopartikel“ (NP), wie hierin verwendet, bezieht sich auf Partikel mit einer Größe im Nanobereich, wie zum Beispiel Partikel mit einer Größe von nicht mehr als 1000 nm, zum Beispiel mit einer Größe von 10 nm bis 100 nm, 100 nm bis 200 nm, 200 nm bis 300 nm, 300 nm bis 400 nm, 400 nm bis 500 nm, 500 nm bis 600 nm, 600 nm bis 700 nm, 700 nm bis 800 nm, 800 nm bis 900 nm oder 900 nm bis 1000 nm.As used herein, the term "nanoparticle" (NP) refers to nanoscale sized particles, such as particles having a size of not more than 1000 nm, for example, having a size of 10 nm to 100 nm, 100 nm to 200 nm, 200 nm to 300 nm, 300 nm to 400 nm, 400 nm to 500 nm, 500 nm to 600 nm, 600 nm to 700 nm, 700 nm to 800 nm, 800 nm to 900 nm or 900 nm to 1000 nm.
Der Begriff „Partikelgröße“ oder „äquivalente Partikelgröße“, wie hierin verwendet, bedeutet, dass, wenn eine physikalische Eigenschaft oder ein physikalisches Verhalten eines zu messenden Partikels einer homogenen Kugel (oder Kombination) eines bestimmten Durchmessers am nächsten kommt, der Durchmesser von der Kugel (oder Kombination) als die äquivalente Partikelgröße (oder Partikelgrößenverteilung) des zu messenden Partikels genommen wird.The term "particle size" or "equivalent particle size" as used herein means that when a physical property or behavior of a particle to be measured comes closest to a homogeneous sphere (or combination) of a given diameter, the diameter of the sphere (or combination) is taken as the equivalent particle size (or particle size distribution) of the particle to be measured.
Der Begriff „durchschnittliche Partikelgröße“, wie hierin verwendet, bedeutet, dass, wenn die Gesamtlänge der Partikelgröße einer Gruppe tatsächlicher Partikel, die aus Partikeln unterschiedlicher Größen und Formen besteht, die gleiche ist wie die einer Gruppe hypothetischer Partikel, die aus einheitlich kugelförmigen Partikeln besteht, der Durchmesser des kugelförmigen Partikels die durchschnittliche Partikelgröße der tatsächlichen Partikelgruppe ist. Die Verfahren zur Messung der durchschnittlichen Partikelgröße sind dem Fachmann bekannt, wie zum Beispiel Lichtstreuungsverfahren; und die Instrumente zum Messen der durchschnittlichen Partikelgröße schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf, Lichtstreuungs-Partikelgrößenanalysatoren.The term "average particle size" as used herein means that when the total length of the particle size of a group of actual particles consisting of particles of different sizes and shapes is the same as that of a group of hypothetical particles consisting of uniformly spherical particles , the diameter of the spherical particle is the average particle size of the actual particle group. The methods for measuring the average particle size are the Skilled in the art, such as light scattering methods; and the instruments for measuring the average particle size include, but are not limited to, light scattering particle size analyzers.
Der Begriff „cholinerges Transmitter-Ergänzungsmittel“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf einen Wirkstoff (z. B. ein Arzneimittel), der einen cholinergen Neurotransmitter (cholinergen Transmitter) exogen ergänzt.The term "cholinergic transmitter supplement" as used herein refers to an agent (eg, a drug) that exogenously supplements a cholinergic neurotransmitter (cholinergic transmitter).
Der Begriff „Prodrug“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf eine Verbindung, die in vitro inaktiv oder weniger aktiv ist und eine pharmazeutische Wirksamkeit durch Freisetzung eines aktiven Arzneimittels nach enzymatischer oder nichtenzymatischer Umwandlung in vivo ausübt, und durch Modifizieren einer aktiven Verbindung erhalten wird. Die Konstruktionsprinzipien und Herstellungsverfahren von Prodrugs sind dem Fachmann bekannt.The term "prodrug" as used herein refers to a compound that is inactive or less active in vitro and exerts a pharmaceutical activity by releasing an active drug after enzymatic or non-enzymatic conversion in vivo, and is obtained by modifying an active compound , The design principles and methods of preparation of prodrugs are known to those skilled in the art.
Der Begriff „pharmazeutisch annehmbares Salz“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf (1) ein Salz, das durch eine saure funktionelle Gruppe (z. B. -COOH, -OH, -SO3H etc.), die in einer Verbindung vorhanden ist, und einem geeigneten anorganischen oder organischen Kation (Base) gebildet wird, zum Beispiel ein Salz, das durch eine Verbindung mit einem Alkalimetall oder Erdalkalimetall, einem Ammoniumsalz einer Verbindung gebildet wird, und ein Salz, das durch eine Verbindung mit einer stickstoffhaltigen organischen Base gebildet wird; und (2) ein Salz, das durch eine basische funktionelle Gruppe (zum Beispiel -NH2 etc.), die in der Verbindung vorhanden ist, und einem geeigneten anorganischen oder organischen Anion (Säure) gebildet wird, zum Beispiel ein Salz, das durch eine Verbindung mit einer anorganischen Säure oder einer organischen Carbonsäure gebildet wird.The term "pharmaceutically acceptable salt" as used herein refers to (1) a salt represented by an acidic functional group (e.g., -COOH, -OH, -SO 3 H, etc.) contained in a compound is formed, and a suitable inorganic or organic cation (base) is formed, for example, a salt which is formed by a compound with an alkali metal or alkaline earth metal, an ammonium salt of a compound, and a salt which is formed by a compound having a nitrogen-containing organic Base is formed; and (2) a salt formed by a basic functional group (e.g., -NH 2, etc.) present in the compound and a suitable inorganic or organic anion (acid), for example, a salt, which is represented by a compound is formed with an inorganic acid or an organic carboxylic acid.
Daher schließen in der vorliegenden Anmeldung die „pharmazeutisch annehmbaren Salze“ ein, sind aber nicht beschränkt auf, Alkalimetallsalze, wie zum Beispiel Natriumsalz, Kaliumsalz, Lithiumsalz etc.; Erdalkalimetallsalze wie zum Beispiel Calciumsalz, Magnesiumsalz etc.; andere Metallsalze wie zum Beispiel Aluminiumsalz, Eisensalz, Zinksalz, Kupfersalz, Nickelsalz, Kobaltsalz etc.; anorganisches Alkalisalz, wie zum Beispiel Ammoniumsalz; organisches Alkalisalz, wie zum Beispiel t-Octylaminsalz, Dibenzylaminsalz, Morpholinsalz, Glucosaminsalz, Phenylglycinalkylestersalz, Ethylendiaminsalz, N-Methylglucaminsalz, Guanidinsalz, Diethylaminsalz, Triethylaminsalz, Dicyclohexylaminsalz, N,N'-Dibenzylethylendiamin-Salz, Chloroprocain-Salz, Procain-Salz, Diethanolamin-Salz, N-Benzylphenethylamin-Salz, Piperazin-Salz, Tetramethylamin-Salz, Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan-Salz; Hydrohalogenidsalz, wie zum Beispiel Hydrofluoridsalz, Hydrochloridsalz, Hydrobromidsalz, Hydroiodidsalz etc.; anorganisches Säuresalz wie zum Beispiel Nitrat, Perchlorat, Sulfat, Phosphat etc.; Nieder-Alkansulfonate wie zum Beispiel Methansulfonat, Triflat, Ethansulfonat etc.; Arylsulfonate wie zum Beispiel Besylat, p-Benzolsulfonat etc.; organische Säuresalze wie zum Beispiel Acetat, Malat, Fumarat, Succinat, Citrat, Tartrat, Oxalat, Maleat etc.; Aminosäuresalze wie zum Beispiel Glycinat, Salz von Trimethylglycin, Salz von Arginin, Salz von Ornithin, Glutamat, Aspartat etc.Thus, in the present application, the "pharmaceutically acceptable salts" include, but are not limited to, alkali metal salts such as sodium salt, potassium salt, lithium salt, etc .; Alkaline earth metal salts such as calcium salt, magnesium salt, etc .; other metal salts such as aluminum salt, iron salt, zinc salt, copper salt, nickel salt, cobalt salt, etc .; inorganic alkali salt, such as ammonium salt; organic alkali salt such as t-octylamine salt, dibenzylamine salt, morpholine salt, glucosamine salt, phenylglycinalkyl ester salt, ethylenediamine salt, N-methylglucamine salt, guanidine salt, diethylamine salt, triethylamine salt, dicyclohexylamine salt, N, N'-dibenzylethylenediamine salt, chloroprocaine salt, procaine salt, diethanolamine Salt, N-benzylphenethylamine salt, piperazine salt, tetramethylamine salt, tris (hydroxymethyl) aminomethane salt; Hydrohalide salt such as hydrofluoride salt, hydrochloride salt, hydrobromide salt, hydroiodide salt, etc .; inorganic acid salt such as nitrate, perchlorate, sulfate, phosphate, etc .; Lower alkanesulfonates such as methanesulfonate, triflate, ethanesulfonate, etc .; Arylsulfonates such as besylate, p-benzenesulfonate, etc .; organic acid salts such as acetate, malate, fumarate, succinate, citrate, tartrate, oxalate, maleate, etc .; Amino acid salts such as glycinate, salt of trimethylglycine, salt of arginine, salt of ornithine, glutamate, aspartate, etc.
Der Begriff „neurodegenerative Erkrankung“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf eine Erkrankung, die durch eine fortschreitende Erkrankung des Nervensystems verursacht wird, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Alzheimer-Krankheit (AD), Parkinson-Krankheit, Huntington-Krankheit und amyotrophe Lateralsklerose und cerebrospinale Multiple Sklerose.The term "neurodegenerative disease" as used herein refers to a disease caused by a progressive disease of the nervous system, including, but not limited to, Alzheimer's Disease (AD), Parkinson's Disease, Huntington's Disease and Amyotrophic Lateral Sclerosis and cerebrospinal multiple sclerosis.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „gutes Lösungsmittel“ auf ein Lösungsmittel, das in der Lage ist, humanes Serumalbumin zu lösen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Wasser- und Natriumchloridlösungen.As used herein, the term "good solvent" refers to a solvent capable of dissolving human serum albumin, including, but not limited to, water and sodium chloride solutions.
Der Begriff „schlechtes Lösungsmittel“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf ein Lösungsmittel, das humanes Serumalbumin nicht löst, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Ethanol.The term "poor solvent" as used herein refers to a solvent that does not dissolve human serum albumin, including, but not limited to, ethanol.
Der Begriff „Raumtemperatur“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf 25 ± 5°C.The term "room temperature" as used herein refers to 25 ± 5 ° C.
Wie hierin verwendet, sollte der Begriff „etwa“ von Fachleuten verstanden werden und wird in gewissem Ausmaß in Abhängigkeit von dem Kontext, in dem er verwendet wird, variieren. Wenn der Begriff dem Fachmann nicht klar ist, bedeutet er nicht mehr als ± 10% eines bestimmten Wertes oder Bereichs.As used herein, the term "about" should be understood by those skilled in the art and will vary to some extent depending on the context in which it is used. If the term is not clear to a person skilled in the art, it does not mean more than ± 10% of a certain value or range.
Um die therapeutischen Bedürfnisse von neurodegenerativen Erkrankungen wie zum Beispiel der Alzheimer-Krankheit zu befriedigen, haben die Erfinder die Nanopartikel der vorliegenden Anmeldung durch intensive Forschung und kreative Arbeit erhalten, die verwendet werden können, um die Arzneimittel mit schlechter Durchlässigkeit für die Blut-Hirn-Schranke und/oder kurzer Plasma-Halbwertszeit zu liefern, effektiv die zentrale Zielsetzung und verzögerte Freisetzung von Arzneimitteln zu erzielen. Somit wird die folgende Erfindung bereitgestellt.In order to meet the therapeutic needs of neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease, the inventors have obtained the nanoparticles of the present application through intensive research and creative work that can be used to prepare the drugs having poor permeability to the blood brain. Barrier and / or short plasma half-life to deliver effectively the to achieve key objectives and delayed release of drugs. Thus, the following invention is provided.
In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Nanopartikel bereit, umfassend ein Trägermaterial, einen Wirkstoff und ein Targeting-Molekül, wobei das Trägermaterial Humanes Serumalbumin (HSA) ist und der Wirkstoff eine neurodegenerative Erkrankung verhindern und/oder behandeln kann.In one aspect, the present invention provides a nanoparticle comprising a carrier material, an active agent and a targeting molecule, wherein the carrier material is human serum albumin (HSA) and the active ingredient can prevent and / or treat a neurodegenerative disease.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass der natürliche Protein-Arzneimittelträger humanes Serumalbumin-Nanopartikel die Anforderungen einer zentralen gezielten Wirkstoffabgabe effektiv erfüllen kann. Erstens weist das humane Serumalbumin eine hohe Affinität zu Aß-Monomer auf und weist eine zielgerichtete Eigenschaft gegen Aß auf; es kann schnell auf die Läsionsstelle zielen, während die Einkapselung einer großen Menge von Arzneimittelmolekülen sichergestellt wird, um eine hervorragende Targeting-Leistung des Materials selbst zu erzielen.The inventors have found that the natural protein drug carrier human serum albumin nanoparticle can effectively meet the requirements of central targeted drug delivery. First, the human serum albumin has a high affinity for Aβ monomer and has a targeted property against Aβ; it can quickly target the lesion site while ensuring the encapsulation of a large amount of drug molecules to achieve excellent targeting performance of the material itself.
Zusätzlich weisen natürliche Proteinmaterialien eine hohe Biosicherheit auf, um die Anforderungen im pharmazeutischen Gebiet zu erfüllen, und sie sind nicht immunogen und ihre Zersetzungsprodukte sind Aminosäuren, die als körpereigene Nährstoffe wiederverwendet oder in andere stickstoffhaltige Substanzen umgewandelt werden können, um die Verletzung und Belastung von exogenen organischen oder anorganischen Polymermaterialien auf das zentrale Nervensystem zu minimieren.In addition, natural proteinaceous materials have high biosecurity to meet the requirements of the pharmaceutical field, and they are not immunogenic and their decomposition products are amino acids that can be reused as endogenous nutrients or converted to other nitrogenous substances in order to control the injury and strain of exogenous organic or inorganic polymer materials to minimize the central nervous system.
In einigen Ausführungsformen wird der Wirkstoff in ein Trägermaterial geladen, um ein Arzneimittel-beladenes HSA-Nanopartikel zu bilden.In some embodiments, the drug is loaded into a carrier material to form a drug-loaded HSA nanoparticle.
In einigen Ausführungsformen wird das Arzneimittel-beladene HSA-Nanopartikel durch ein Verfahren gebildet, das die folgenden Schritte umfasst:
- Schritt (
1-1 ): Lösen oder Dispergieren von humanem Serumalbumin und Wirkstoff in einem guten Lösungsmittel, um eine Lösung (1 ) zu bilden; - Schritt (
1-2 ): tropfenweise Zugabe der Lösung (1 ) zu einem schlechten Lösungsmittel und Zugabe eines Vernetzungsmittels, um eine Reaktion durchzuführen, um ein Arzneimittel-beladenes HSA-Nanopartikel zu erhalten.
- Step (
1-1 ): Dissolving or dispersing human serum albumin and active ingredient in a good solvent to form a solution (1 ) to build; - Step (
1-2 ): dropwise addition of the solution (1 ) to a poor solvent and adding a crosslinking agent to perform a reaction to obtain a drug-loaded HSA nanoparticle.
In einigen Ausführungsformen weist das Nanopartikel eine Arzneimittelbeladungsrate von 15% bis 25% auf, zum Beispiel 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%. oder 25%.In some embodiments, the nanoparticle has a drug loading rate of 15% to 25%, for example 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%. or 25%.
In einigen Ausführungsformen ist der Wirkstoff ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einem cholinergen Transmitter-Ergänzungsmittel und einem Cholinesterase-Inhibitor.In some embodiments, the active agent is selected from a group consisting of a cholinergic transmitter supplement and a cholinesterase inhibitor.
In einigen Ausführungsformen ist das cholinerge Transmitter-Ergänzungsmittel ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Acetylcholin, einem Prodrug von Acetylcholin oder einem pharmazeutisch annehmbaren Salz von Acetylcholin (zum Beispiel Hydrochlorid).In some embodiments, the cholinergic transmitter supplement is selected from a group consisting of acetylcholine, a prodrug of acetylcholine, or a pharmaceutically acceptable salt of acetylcholine (for example, hydrochloride).
In einigen Ausführungsformen ist das cholinerge Transmitter-Ergänzungsmittel Acetylcholin oder Acetylcholinchlorid.In some embodiments, the cholinergic transmitter supplement is acetylcholine or acetylcholine chloride.
In einigen Ausführungsformen ist der Cholinesterase-Inhibitor ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Rivastigmin, Galantamin oder Donepezil oder einem pharmazeutisch annehmbaren Salz davon (zum Beispiel Tartrat).In some embodiments, the cholinesterase inhibitor is selected from a group consisting of rivastigmine, galantamine, or donepezil, or a pharmaceutically acceptable salt thereof (for example, tartrate).
In einigen Ausführungsformen ist der Cholinesterase-Inhibitor Rivastigminhydrogentartrat.In some embodiments, the cholinesterase inhibitor is rivastigmine hydrogen tartrate.
Um eine ausreichende zentrale Eingangsdosis sicherzustellen und das zentrale Targeting des Nanopartikels zu verbessern, wird die Oberfläche des Nanopartikel durch Targeting-Moleküle modifiziert, um die Permeabilität des Nanopartikel für die Blut-Hirn-Schranke zu verbessern und eine effiziente zentrale gezielte Abgabe zu erreichen.In order to ensure a sufficient central input dose and to improve the central targeting of the nanoparticle, the surface of the nanoparticle is modified by targeting molecules in order to improve the permeability of the nanoparticle to the blood-brain barrier and to achieve efficient central targeted delivery.
In einigen Ausführungsformen ist das Targeting-Molekül ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einem Tensid, einem Polyethylenglykolpolymer und einem Blut-Hirn-Schranke-spezifischen Antikörper.In some embodiments, the targeting molecule is selected from a group consisting of a surfactant, a polyethylene glycol polymer, and a blood brain barrier specific antibody.
In einigen Ausführungsformen ist das Targeting-Molekül ein Tensid. In some embodiments, the targeting molecule is a surfactant.
In einigen Ausführungsformen ist das Targeting-Molekül Tween-80.In some embodiments, the targeting molecule is Tween-80.
In einigen Ausführungsformen ist das Targeting-Molekül auf der Oberfläche des Nanopartikels modifiziert.In some embodiments, the targeting molecule is modified on the surface of the nanoparticle.
In einigen Ausführungsformen ist das Targeting-Molekül auf der Oberfläche des Arzneimittel-beladenen HSA-Nanopartikels modifiziert.In some embodiments, the targeting molecule is modified on the surface of the drug-loaded HSA nanoparticle.
In einigen Ausführungsformen ist das Targeting-Molekül auf der Oberfläche des Nanopartikels durch Adsorption modifiziert.In some embodiments, the targeting molecule on the surface of the nanoparticle is modified by adsorption.
In einigen Ausführungsformen weist das Nanopartikel einen Durchmesser von 150 nm bis 250 nm auf; wie zum Beispiel 150 nm bis 180 nm, 180 nm bis 200 nm, 200 nm bis 220 nm oder 220 nm bis 250 nm; zum Beispiel 150 nm, 160 nm, 170 nm, 180 nm, 190 nm, 200 nm, 210 nm, 220 nm, 230 nm, 240 nm oder 250 nm.In some embodiments, the nanoparticle has a diameter of 150 nm to 250 nm; such as 150 nm to 180 nm, 180 nm to 200 nm, 200 nm to 220 nm or 220 nm to 250 nm; for example 150 nm, 160 nm, 170 nm, 180 nm, 190 nm, 200 nm, 210 nm, 220 nm, 230 nm, 240 nm or 250 nm.
In einigen Ausführungsformen weist das Nanopartikel ein Zetapotential von - 30 mV bis +20 mV auf, wie zum Beispiel -30 mV bis -20 mV, -20 mV bis -10 mV, -10 mV bis 0, 0 bis +10 mV oder +10 mV bis +20 mV; zum Beispiel -30 mV, -25 mV, -20 mV, -15 mV, -10 mV, -5 mV, 0, + 5 mV, + 10 mV, + 15 mV oder + 20 mV.In some embodiments, the nanoparticle has a zeta potential of from -30 mV to +20 mV, such as -30 mV to -20 mV, -20 mV to -10 mV, -10 mV to 0, 0 to +10 mV or + 10 mV to +20 mV; for example -30mV, -25mV, -20mV, -15mV, -10mV, -5mV, 0, + 5mV, + 10mV, + 15mV or + 20mV.
In einigen Ausführungsformen weist das Nanopartikel eine Einschlusseffizienz von 40% bis 50% auf, zum Beispiel 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49% oder 50%.In some embodiments, the nanoparticle has an entrapment efficiency of 40% to 50%, for example 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49% or 50%. ,
In einem Aspekt stellt die vorliegende Anmeldung ein Verfahren zur Herstellung der obigen Nanopartikel bereit, umfassend die folgenden Schritte:
- Schritt (1): Herstellen eines Arzneimittel-beladenen HSA-Nanopartikels;
- Schritt (2): Modifizieren eines Targeting-Moleküls auf der Oberfläche des Arzneimittel-beladenen HSA-Nanopartikels.
- Step (1): preparing a drug-loaded HSA nanoparticle;
- Step (2): Modifying a targeting molecule on the surface of the drug-loaded HSA nanoparticle.
In einigen Ausführungsformen ist das Verfahren zur Herstellung des Arzneimittel-beladenen HSA-Nanopartikel ein Anti-Lösungsmittel-Verfahren im Schritt (1).In some embodiments, the method of making the drug-loaded HSA nanoparticle is an anti-solvent method in step (1).
In einigen Ausführungsformen schließt der Schritt (1) die folgenden Schritte ein:
- Schritt (
1-1 ): Lösen oder Dispergieren des humanen Serumalbumins und Wirkstoffs in einem guten Lösungsmittel, um eine Lösung (1 ) zu bilden; - Schritt (
1-2 ): tropfenweise Zugabe der Lösung (1 ) in ein schlechtes Lösungsmittel und Zugabe eines Vernetzungsmittels, um eine Reaktion durchzuführen, um ein Arzneimittel-beladenes HSA-Nanopartikel zu erhalten.
- Step (
1-1 ): Dissolving or dispersing the human serum albumin and drug in a good solvent to give a solution (1 ) to build; - Step (
1-2 ): dropwise addition of the solution (1 ) in a poor solvent and adding a crosslinking agent to perform a reaction to obtain a drug-loaded HSA nanoparticle.
In einigen Ausführungsformen weisen das humane Serumalbumin und der Wirkstoff im Schritt (
In einigen Ausführungsformen ist das gute Lösungsmittel eine Natriumchloridlösung im Schritt (
In einigen Ausführungsformen weist die Natriumchloridlösung im Schritt (
In einigen Ausführungsformen umfasst der Schritt (
In einigen Ausführungsformen ist das schlechte Lösungsmittel Ethanol.In some embodiments, the poor solvent is ethanol.
In einigen Ausführungsformen wird der Schritt (
In einigen Ausführungsformen ist das Vernetzungsmittel im Schritt (
In der vorliegenden Erfindung kann die Zugabe des Vernetzungsmittels bewirken, dass die humanen Serumalbumin-Partikel sich vernetzen und verfestigen, so dass sie nicht sofort in der wässrigen Lösung quellen und dispergieren, wodurch eine schnelle Freisetzung des in den Partikeln eingekapselten Arzneimittels vermieden wird.In the present invention, the addition of the crosslinking agent may cause the human serum albumin particles to crosslink and solidify so that they do not immediately swell and disperse in the aqueous solution, thereby avoiding rapid release of the drug encapsulated in the particles.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Schritt (
In einigen Ausführungsformen wird das arzneimittelbeladene HSA-Nanopartikel durch Zentrifugation im Schritt (
In einigen Ausführungsformen umfasst der Schritt (
- Schritt (
2-1 ): Dispergieren des Arzneimittel-beladenen HSA-Nanopartikels in physiologischer Kochsalzlösung, um eine Lösung (2 ) zu erhalten; - Schritt (
2-2 ): Mischen der Lösung (2 ) mit einem Targeting-Molekül oder einer Lösung davon.
- Step (
2-1 ): Dispersing the drug-loaded HSA nanoparticle in physiological saline to form a solution (2 ) to obtain; - Step (
2-2 ): Mixing the solution (2 ) with a targeting molecule or a solution thereof.
In einigen Ausführungsformen ist die Lösung des Targeting-Moleküls eine physiologische Kochsalzlösung des Targeting-Moleküls.In some embodiments, the solution of the targeting molecule is a physiological saline solution of the targeting molecule.
In einigen Ausführungsformen weist die Lösung des Targeting-Moleküls eine Massenprozentkonzentration des Targeting-Moleküls von 0,1% bis 10% auf, zum Beispiel 0,1% bis 0,5%, 0,5% bis 1%, 1% bis 5% oder 5%. bis 10%.In some embodiments, the solution of the targeting molecule has a mass percent concentration of the targeting molecule of 0.1% to 10%, for example 0.1% to 0.5%, 0.5% to 1%, 1% to 5 % or 5%. until 10%.
In einigen Ausführungsformen wird das Mischen durch Rühren und/oder Ultraschall im Schritt (
In einigen Ausführungsformen werden die Arzneimittelbeladungsrate und die Einschlusseffizienz des Arzneimittel-beladenen HSA-Nanopartikels nach dem Schritt (
In einem Aspekt stellt die vorliegende Anmeldung eine pharmazeutische Zusammensetzung bereit, die das obige Nanopartikel umfasst.In one aspect, the present application provides a pharmaceutical composition comprising the above nanoparticle.
In der vorliegenden Erfindung umfasst die pharmazeutische Zusammensetzung gegebenenfalls weiterhin ein pharmazeutisch annhembares Adjuvans (z. B. einen Träger und/oder einen Hilfsstoff). In einigen Ausführungsformen wird der Träger und/oder Hilfsstoff ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Ionenaustauscher, Aluminiumoxid, Aluminiumstearat, Lecithin, Serumprotein (z. B. humanes Serumalbumin), Glycerin, Sorbinsäure, Kaliumsorbat, Teilglyceridmischung von gesättigten pflanzlichen Fettsäuren, Wasser, Protaminsulfat, Dinatriumhydrogenphosphat, Kaliumhydrogenphosphat, Natriumchlorid, Zinksalz, kolloidalem Siliciumdioxid, Magnesiumtrisilikat, Polyvinylpyrrolidon, Cellulosematerial, Polyethylenglykol, Natriumcarboxymethylcellulose, Polyacrylat, Bienenwachs, Polyethylen-Polyoxypropylen-Blockpolymer und Lanolin.Optionally, in the present invention, the pharmaceutical composition further comprises a pharmaceutically acceptable adjuvant (eg, a carrier and / or adjuvant). In some embodiments, the carrier and / or excipient is selected from the group consisting of ion exchanger, alumina, aluminum stearate, lecithin, serum protein (e.g., human serum albumin), glycerol, sorbic acid, potassium sorbate, partial glyceride mixture of saturated vegetable fatty acids, water, protamine sulfate, Disodium hydrogenphosphate, potassium hydrogenphosphate, sodium chloride, zinc salt, colloidal silica, magnesium trisilicate, polyvinylpyrrolidone, cellulosic material, polyethylene glycol, sodium carboxymethylcellulose, polyacrylate, beeswax, polyethylene-polyoxypropylene block polymer and lanolin.
In der vorliegenden Erfindung kann die pharmazeutische Zusammensetzung zu einer beliebigen pharmazeutisch annehmbaren Dosierungsform formuliert werden. Die pharmazeutische Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann zum Beispiel zu Tabletten, Kapseln, Pillen, Granulaten, Lösungen, Suspensionen, Sirupen, Injektionen (einschließlich flüssiger Injektionen, Pulver zur Injektion oder Tabletten zur Injektion), Zäpfchen, Inhalationsmitteln oder Sprays formuliert werden.In the present invention, the pharmaceutical composition can be formulated into any pharmaceutically acceptable dosage form. For example, the pharmaceutical composition of the present invention may be formulated into tablets, capsules, pills, granules, solutions, suspensions, syrups, injections (including liquid injections, powders for injection or tablets for injection), suppositories, inhalants or sprays.
Darüber hinaus kann die pharmazeutische Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung einem Individuum auch auf einem beliebigen geeigneten Verabreichungsweg verabreicht werden, wie zum Beispiel oraler, parenteraler, rektaler, pulmonaler oder topischer Verabreichung etc. In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist die pharmazeutische Zusammensetzung zur oralen, parenteralen (intravenös, intramuskulär oder subkutan), transdermalen, translingualen oder respiratorischen Verabreichung geeignet. In addition, the pharmaceutical composition of the present invention may also be administered to an individual by any suitable route of administration, such as oral, parenteral, rectal, pulmonary or topical, etc. In some preferred embodiments, the pharmaceutical composition is oral, parenteral (intravenous, intramuscular or subcutaneous), transdermal, translingual or respiratory administration.
Bei Verwendung zur oralen Verabreichung kann die pharmazeutische Zusammensetzung zu einer oralen Zubereitung formuliert werden, wie zum Beispiel eine orale feste Zubereitung, zum Beispiel eine Tablette, eine Kapsel, eine Pille, ein Granulat etc.; oder eine orale flüssige Zubereitung, zum Beispiel eine orale Lösung oder eine orale Suspension, Sirup etc. Bei Formulierung zu einer oralen Formulierung kann die pharmazeutische Zusammensetzung auch geeignete Füllstoffe, Bindemittel, Sprengmittel, Gleitmittel etc. enthalten. Bei Verwendung zur parenteralen Verabreichung kann die pharmazeutische Zusammensetzung zu einer Injektion formuliert werden, einschließlich einer Flüssigkeitsinjektion, eines Pulvers zur Injektion oder einer Tablette zur Injektion. Bei der Formulierung als Injektion, kann die pharmazeutische Zusammensetzung durch ein herkömmliches Verfahren auf dem bestehenden pharmazeutischen Gebiet hergestellt werden. Bei der Herstellung der Injektion kann je nach Art des Arzneimittels ein Zusatzstoff zugegeben oder nicht zugegeben werden. Bei Verwendung zur rektalen Verabreichung kann die pharmazeutische Zusammensetzung zu einem Zäpfchen etc. formuliert werden. Bei Verwendung zur transpulmonalen Verabreichung kann die pharmazeutische Zusammensetzung als ein Inhalationsmittel oder ein Spray etc. formuliert werden.When used for oral administration, the pharmaceutical composition may be formulated into an oral preparation, such as an oral solid preparation, for example a tablet, capsule, pill, granules, etc .; or an oral liquid preparation, for example, an oral solution or an oral suspension, syrup, etc. When formulated into an oral formulation, the pharmaceutical composition may also contain suitable fillers, binders, disintegrants, lubricants, etc. When used for parenteral administration, the pharmaceutical composition may be formulated into an injection, including a fluid injection, a powder for injection or a tablet for injection. When formulated as an injection, the pharmaceutical composition can be prepared by a conventional method in the existing pharmaceutical field. In the preparation of the injection, an additive may be added or not added depending on the type of the drug. When used for rectal administration, the pharmaceutical composition may be formulated into a suppository, etc. When used for transpulmonary administration, the pharmaceutical composition may be formulated as an inhalant or spray, etc.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen liegen die Nanopartikel der vorliegenden Erfindung in einer pharmazeutischen Zusammensetzung in Einheitsdosisform vor.In some preferred embodiments, the nanoparticles of the present invention are in a unit dosage form pharmaceutical composition.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen wird Individuen eine wirksame Menge der pharmazeutischen Zusammensetzung verabreicht. Der Begriff „wirksame Menge“, wie hierin verwendet, bezieht sich auf eine Menge, die ausreicht, um einen gewünschten Effekt zu erzielen oder zumindest teilweise zu erzielen. Eine prophylaktisch wirksame Menge bezieht sich zum Beispiel auf eine Menge, die ausreicht, um den Ausbruch einer Krankheit zu verhindern, aufzuhalten oder zu verzögern; eine therapeutisch wirksame Menge bezieht sich auf eine Menge, die ausreicht, um eine Krankheit und ihre Komplikationen bei einem Patienten, der an der Krankheit gelitten hat, zu heilen oder zumindest teilweise zum Stillstand zu bringen. Die Bestimmung einer solchen wirksamen Menge liegt innerhalb der Fähigkeiten des Fachmanns. Zum Beispiel wird die Menge, die für die therapeutische Verwendung wirksam ist, von der Schwere des zu behandelnden Krankheitszustands, dem Gesamtzustand des eigenen Immunsystems des Patienten, dem allgemeinen Zustand des Patienten wie zum Beispiel Alter, Körpergewicht und Geschlecht, dem Weg der Arzneimittelverabreichung und gleichzeitigen Behandlungen etc. abhängen.In some preferred embodiments, individuals are administered an effective amount of the pharmaceutical composition. The term "effective amount" as used herein refers to an amount sufficient to achieve or at least partially achieve a desired effect. For example, a prophylactically effective amount refers to an amount sufficient to prevent, arrest, or delay the onset of a disease; a therapeutically effective amount refers to an amount sufficient to cure or at least partially arrest a disease and its complications in a patient suffering from the disease. The determination of such an effective amount is within the skill of those in the art. For example, the amount effective for therapeutic use will depend on the severity of the condition being treated, the overall condition of the patient's own immune system, the general condition of the patient such as age, body weight and sex, the route of drug administration, and concurrent Depend on treatments etc.
In einem Aspekt stellt die Anmeldung eine Verwendung des Nanopartikels oder der pharmazeutischen Zusammensetzung, wie oben beschrieben, bei der Herstellung eines Arzneimittels zur Vorbeugung und/oder Behandlung einer neurodegenerativen Erkrankung in einem Individuum bereit.In one aspect, the application provides a use of the nanoparticle or pharmaceutical composition as described above in the manufacture of a medicament for the prevention and / or treatment of a neurodegenerative disease in a subject.
In einem anderen Aspekt stellt die Anmeldung ein Verfahren zur Vorbeugung und/oder Behandlung einer neurodegenerativen Erkrankung in einem Individuum bereit, umfassend Verabreichen des Nanopartikels, wie oben beschrieben, an ein Individuum.In another aspect, the application provides a method of preventing and / or treating a neurodegenerative disease in an individual, comprising administering the nanoparticle to an individual as described above.
In noch einem anderen Aspekt stellt die Anmeldung das Nanopartikel, wie oben beschrieben, zur Vorbeugung und/oder Behandlung einer neurodegenerativen Erkrankung in einem Individuum bereit.In yet another aspect, the application provides the nanoparticle, as described above, for the prevention and / or treatment of a neurodegenerative disease in a subject.
In einigen Ausführungsformen ist die neurodegenerative Erkrankung ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Alzheimer-Krankheit, Parkinson-Krankheit, Huntington-Krankheit, amyotropher Lateralsklerose und cerebrospinaler Multipler Sklerose.In some embodiments, the neurodegenerative disease is selected from a group consisting of Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntington's disease, amyotrophic lateral sclerosis and cerebrospinal multiple sclerosis.
In einigen Ausführungsformen ist das Individuum ein Säugetier, wie zum Beispiel ein Rind, Pferd, Schaf, Schwein, Hund, Katze, Nagetier, Primat; das Individuum ist zum Beispiel ein Mensch.In some embodiments, the subject is a mammal, such as a cow, horse, sheep, pig, dog, cat, rodent, primate; For example, the individual is a human.
Die Nanopartikel der vorliegenden Anmeldung sind insbesondere zur Abgabe von Arzneimitteln geeignet, die aufgrund ihrer hohen Wasserlöslichkeit die Blut-Hirn-Schranke nur schwer durchdringen können, oder Arzneimitteln, die eine kurze Plasmahalbwertszeit aufweisen und die Anforderung an eine langfristige verzögerte Freisetzung nicht erfüllen können. Folglich stellt die Anmeldung in einem anderen Aspekt die Verwendung der Nanopartikel, wie oben beschrieben, bereit, um die Fähigkeit eines Wirkstoffs zu erhöhen, die Blut-Hirn-Schranke eines Individuums zu passieren, und/oder die in vivo-Freisetzungszeit eines Wirkstoffs in einem Individuum zu verlängern; wobei der Wirkstoff in der Lage ist, eine neurodegenerative Erkrankung in einem Individuum zu verhindern und/oder zu behandeln.The nanoparticles of the present application are particularly useful for delivery of drugs that are difficult to penetrate the blood-brain barrier due to their high water solubility, or drugs that have a short plasma half-life and can not meet the long-term sustained release requirement. Thus, in another aspect, the application provides the use of the nanoparticles, as described above, to enhance the ability of an agent to pass through the blood-brain barrier of an individual, and / or the in vivo release time of an agent to extend an individual; wherein the active ingredient is capable of preventing and / or treating a neurodegenerative disease in a subject.
In einigen Ausführungsformen ist der Wirkstoff ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einem cholinergen Transmitter-Ergänzungsmittel und einem Cholinesterase-Inhibitor.In some embodiments, the active agent is selected from a group consisting of a cholinergic transmitter supplement and a cholinesterase inhibitor.
In einigen Ausführungsformen ist das cholinerge Transmitter-Ergänzungsmittel ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Acetylcholin, einem Prodrug von Acetylcholin oder einem pharmazeutisch annehmbaren Salz von Acetylcholin (zum Beispiel Hydrochlorid).In some embodiments, the cholinergic transmitter supplement is selected from a group consisting of acetylcholine, a prodrug of acetylcholine, or a pharmaceutically acceptable salt of acetylcholine (for example, hydrochloride).
In einigen Ausführungsformen ist das cholinerge Transmitter-Ergänzungsmittel Acetylcholin oder Acetylcholinchlorid.In some embodiments, the cholinergic transmitter supplement is acetylcholine or acetylcholine chloride.
In einigen Ausführungsformen ist der Cholinesterase-Inhibitor ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Rivastigmin, Galantamin oder Donepezil oder einem pharmazeutisch annehmbaren Salz davon (zum Beispiel Tartrat).In some embodiments, the cholinesterase inhibitor is selected from a group consisting of rivastigmine, galantamine, or donepezil, or a pharmaceutically acceptable salt thereof (for example, tartrate).
In einigen Ausführungsformen ist der Cholinesterase-Inhibitor Rivastigminhydrogentartrat.In some embodiments, the cholinesterase inhibitor is rivastigmine hydrogen tartrate.
In einigen Ausführungsformen ist die neurodegenerative Erkrankung ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Alzheimer-Krankheit, Parkinson-Krankheit, Huntington-Krankheit, amyotropher Lateralsklerose und cerebrospinaler Multipler Sklerose.In some embodiments, the neurodegenerative disease is selected from a group consisting of Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntington's disease, amyotrophic lateral sclerosis and cerebrospinal multiple sclerosis.
In einigen Ausführungsformen ist das Individuum ein Säugetier, wie zum Beispiel ein Rind, Pferd, Schaf, Schwein, Hund, Katze, Nagetier, Primat; das Individuum ist zum Beispiel ein Mensch.In some embodiments, the subject is a mammal, such as a cow, horse, sheep, pig, dog, cat, rodent, primate; For example, the individual is a human.
Vorteilhafte EffekteAdvantageous effects
Die Nanopartikel der vorliegenden Anmeldung weisen eine oder mehrere der folgenden vorteilhaften Effekte auf.
- 1. Die Nanopartikel der vorliegenden Anmeldung lösen die Probleme, dass ein Arzneimittel mit hoher Wasserlöslichkeit die Blut-Hirn-Schranke nur schwer passieren kann und/oder ein Arzneimittel mit einer kurzen Plasma-Halbwertszeit keine langfristige und langsame Freisetzung erzielen kann.
- 2. Die Nanopartikel dieser Anwendung sind sehr sicher. Der in den Nanopartikeln der vorliegenden Anmeldung verwendete Nanoträger ist ein natürliches Proteinmaterial, weist keine Immunogenität auf und weist eine hohe Biokompatibilität auf. Seine Abbauprodukte sind eine Vielzahl von essentiellen Aminosäuren und weisen keine toxischen Effekte und Nebenwirkungen auf.
- 3. Der Arzneimittel-Beladungsmodus von Nanopartikeln der vorliegenden Anmeldung ist modifiziert. Der in der Literatur berichtete Arzneimittel-Beladungsmodus konzentriert sich hauptsächlich auf die Adsorption von Arzneimittelmolekülen an der äußeren Schicht des Nanopartikels, und die Arzneimittelbeladungsrate ist niedrig und Nanopartikel sind leicht zu desorbieren. Die vorliegende Erfindung verwendet jedoch Nanopartikel, um Arzneimittelmoleküle in dem Nanoträger einzukapseln, und mit der allmählichen Auflösung werden die Arzneimittelmoleküle, die in dem Nanoträger eingeschlossen sind, langsam freigesetzt.
- 4. Die Nanopartikel der vorliegenden Anmeldung können das räumliche Lernen und die Gedächtnisfähigkeit von Mäusen wirksam verbessern, die Aktivität der Enzyme, die mit dem cholinergen System in Verbindung stehen, und das dynamische Gleichgewicht des Acetylcholingehalts aufrechterhalten und das Level an oxidativem Stress verringern, insbesondere mit einer offensichtlichen Schutzwirkung auf den frontotemporalen Kortex.
- 1. The nanoparticles of the present application solve the problems that a drug with high water solubility is difficult to cross the blood-brain barrier and / or a drug with a short plasma half-life can not achieve long-term and slow release.
- 2. The nanoparticles of this application are very safe. The nanocarrier used in the nanoparticles of the present application is a natural protein material, has no immunogenicity, and has high biocompatibility. Its breakdown products are a variety of essential amino acids and have no toxic effects and side effects.
- 3. The drug loading mode of nanoparticles of the present application is modified. The drug loading mode reported in the literature focuses primarily on the adsorption of drug molecules to the outer layer of the nanoparticle, and the drug loading rate is low and nanoparticles are easy to desorb. However, the present invention uses nanoparticles to encapsulate drug molecules in the nanocarrier, and with the gradual dissolution, the drug molecules entrapped in the nanocarrier are slowly released.
- 4. The nanoparticles of the present application can effectively enhance the spatial learning and memory ability of mice, maintain the activity of the enzymes associated with the cholinergic system, and maintain the dynamic balance of acetylcholine content and reduce the level of oxidative stress, in particular an obvious protective effect on the frontotemporal cortex.
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen und Beispiele ausführlich beschrieben. Der Fachmann wird jedoch verstehen, dass die folgenden Zeichnungen und Beispiele die Erfindung lediglich veranschaulichen und den Umfang der Erfindung nicht einschränken sollen. Die verschiedenen Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann anhand der folgenden detaillierten Beschreibung der Zeichnungen und bevorzugten Ausführungsformen ersichtlich.The embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings and examples. However, it will be understood by those skilled in the art that the following drawings and examples are merely illustrative of the invention and are not intended to limit the scope of the invention. The various objects and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description of the drawings and preferred embodiments.
Figurenliste list of figures
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1 zeigt beispielhaft eine Struktur der Nanopartikel der vorliegenden Anmeldung. In dem in der Figur gezeigten Nanopartikel wird HSA mit Aß-Targeting-Eigenschaft als ein Trägermaterial zum Einkapseln und Beladen des Arzneimittels zur Behandlung von AD verwendet; darüber hinaus wird die Oberfläche des HSA-Nanopartikel durch ein Zielmolekül modifiziert, um die BBB-Permeabilität des HSA-Nanopartikel zu verbessern und die Zirkulationszeit in vivo des HSA-Nanopartikel zu verlängern.1 exemplifies a structure of the nanoparticles of the present application. In the nanoparticle shown in the figure, HSA having Aβ targeting property is used as a carrier material for encapsulating and loading the drug for the treatment of AD; moreover, the surface of the HSA nanoparticle is modified by a target molecule to enhance the BBB permeability of the HSA nanoparticle and to lengthen the circulation time in vivo of the HSA nanoparticle. -
2 zeigt beispielhaft ein Verfahren zur Herstellung der Nanopartikel der vorliegenden Anmeldung. Das in der Figur beschriebene Verfahren umfasst: Mischen eines Wirkstoffs (zum Beispiel Acetylcholin oder Rivastigmin) mit HSA und Bilden eines Arzneimittel-beladenen HSA-Nanopartikels durch HSA-Vernetzung unter der Wirkung von Glutaraldehyd; und Modifizieren des Targeting-Moleküls (zum Beispiel Tween-80) auf der Oberfläche von Arzneimittel-beladenen HSA-Nanopartikeln, um die modifizierten Arzneimittel-beladenen Nanopartikel zu erhalten.2 shows by way of example a method for producing the nanoparticles of the present application. The method described in the figure comprises: mixing an active agent (for example acetylcholine or rivastigmine) with HSA and forming a drug-loaded HSA nanoparticle by HSA crosslinking under the action of glutaraldehyde; and modifying the targeting molecule (eg, Tween-80) on the surface of drug-loaded HSA nanoparticles to obtain the modified drug-loaded nanoparticles. -
3 ist eine SEM-Aufnahme eines ACh-beladenen HSA-Nanopartikels, das in Beispiel 1 nicht mit Tween-80 modifiziert wurde. Wie in der Figur gezeigt, sind die nicht modifizierten Arzneimittel-beladenen HSA-Nanopartikel kugelförmig und weisen einen Durchmesser von etwa 200 nm auf.3 is an SEM image of an ACh-loaded HSA nanoparticle that was not modified with Tween-80 in Example 1. As shown in the figure, the unmodified drug-loaded HSA nanoparticles are spherical and have a diameter of about 200 nm. -
4 ist eine SEM-Aufnahme eines ACh-beladenen HSA-Nanopartikels, das in Beispiel 1 mit Tween-80 modifiziert wurde. Wie in der Figur gezeigt, sind die mit Tween-80 modifizierten Arzneimittel-beladenen HSA-Nanopartikel Würfel, mit einer Seitenlänge von etwa 200 nm.4 Figure 13 is an SEM photograph of an ACh-loaded HSA nanoparticle modified in Example 1 with Tween-80. As shown in the figure, the Tween-80 modified drug-loaded HSA nanoparticles are cubes, with a side length of about 200 nm. -
5 ist eine SEM-Aufnahme eines ACh-beladenen HSA-Nanopartikels, das in Beispiel 1 mit Tween-80 modifiziert wurde. Wie in der Figur gezeigt, sind die mit Tween-80 modifizierten Arzneimittel-beladenen HSA-Nanopartikel Würfel mit einer Seitenlänge von etwa 200 nm.5 Figure 13 is an SEM photograph of an ACh-loaded HSA nanoparticle modified in Example 1 with Tween-80. As shown in the figure, the Tween-80 modified drug-loaded HSA nanoparticles are cube with a side length of about 200 nm. -
6 zeigt die UV-Absorptionskurven der wässrigen ACh-Lösung, der wässrigen HSA-Lösung, des leeren HSA-Nanopartikels ohne Arzneimittelbeladung und ohne Modifikation mit Tween-80 und des HSA-ACh-Nanopartikels ohne Modifikation mit Tween-80 in Beispiel 3. In der Figur weist die HSA-Lösung einen deutlichen charakteristischen Absorptionspeak bei 280 nm (Kurve1 ) auf, während die ACh-Lösung bei 280 nm keinen Absorptionspeak aufweist (Kurve2 ). Nach der Bildung von Nanopartikeln durch HSA ist der Absorptionspeak bei 280 nm noch deutlich sichtbar (Kurve3 ); während für das Ach-beladene HSA-Nanopartikel der Absorptionspeak bei 280 nm signifikant reduziert ist (Kurve4 ). Die Ergebnisse zeigen, dass die Arzneimittelmoleküle erfolgreich im Nanoträger verfälscht und eingekapselt werden.6 Figure 12 shows the UV absorption curves of the aqueous ACh solution, the aqueous HSA solution, the empty HSA nanoparticle without drug loading, and without modification with Tween-80 and the HSA-ACh nanoparticle without modification with Tween-80 in Example 3. In the Figure, the HSA solution has a distinct characteristic absorption peak at 280 nm (curve1 ), while the ACh solution has no absorption peak at 280 nm (curve2 ). After the formation of nanoparticles by HSA, the absorption peak at 280 nm is still clearly visible (curve3 ); while for the Ach-loaded HSA nanoparticle the absorption peak at 280 nm is significantly reduced (curve4 ). The results show that the drug molecules are successfully falsified and encapsulated in the nanocarrier. -
7 zeigt die XRD-Muster der leeren HSA-Nanopartikel ohne Arzneimittelbeladung und ohne Modifikation mit Tween-80, der HSA-Ach-Nanopartikel ohne Modifikation mit Tween-80, der Tween-80-modifizierten unbeladenen HSA-Nanopartikel und der Tween-80-modifizierten HSA-ACh-Nanopartikel in Beispiel 3. In der Figur zeigen die mit Tween-80 modifizierten HSA-Nanopartikel einen offensichtlichen scharfen Peak bei 20 = 31,6° (Kurve3 und Kurve4 ), während die unmodifizierten Nanopartikel keinen Peak zeigen (Kurve1 und Kurve2 ). Die Ergebnisse zeigen, dass das Targeting-Molekül Tween-80 erfolgreich auf der Oberfläche der Nanopartikel modifiziert wurde.7 Figure 12 shows the XRD patterns of the empty HSA nanoparticles without drug loading and without modification with Tween-80, the HSA Ach nanoparticles without modification with Tween-80, the Tween-80-modified unloaded HSA nanoparticles, and the Tween-80 modified HSA-ACh nanoparticles in Example 3. In the figure, the Tween-80 modified HSA nanoparticles show an apparent sharp peak at 20 = 31.6 ° (curve 3 and curve4 ), while the unmodified nanoparticles show no peak (curve 1 and curve2 ). The results show that the targeting molecule is tweened80 was successfully modified on the surface of the nanoparticles. -
8 ist eine Standardkurve von Doxorubicin, wie durch UV-Spektrophotometrie in Beispiel 4 bestimmt wurde.8th is a standard curve of doxorubicin as determined by UV spectrophotometry in Example 4. -
9 ist eine in vitro Kurve der kumulativen Freisetzungsrate von Doxorubicinproben in Beispiel 4. Wie in der Figur gezeigt, erreicht die Doxorubicinlösungsgruppe die maximale kumulative Freisetzungsrate nach etwa 10 Stunden und die Rückgewinnungsrate liegt über 90%, was beweist, dass Doxorubicin vollständig freigesetzt wurde; während die kumulative Freisetzungsrate in der Doxorubicin-beladenen Nanopartikelgruppe innerhalb von 80 h stetig ansteigt und die kumulative Freisetzungsrate in neutraler Salzlösung nur 30% der Arzneimittelbeladungsrate beträgt. Es wird der Schluss gezogen, dass die Arzneimittel-beladenen Nanopartikel während des Transports von Körperflüssigkeit strukturelle Stabilität aufrechterhalten können, wodurch sichergestellt wird, dass Nanopartikel, die in das Zentrum eintreten, noch eine hohe Arzneimittelbeladungsrate aufrechterhalten können.9 is an in vitro cumulative release rate curve for doxorubicin samples in Example 4. As shown in the figure, the doxorubicin solution group reaches the maximum cumulative release rate after about 10 hours and the recovery rate is over 90%, proving that doxorubicin was completely released; while the cumulative release rate in the doxorubicin-loaded nanoparticle group steadily increases within 80 h and the cumulative release rate in neutral saline solution is only 30% of the drug loading rate. It is concluded that the drug-loaded nanoparticles can maintain structural stability during transport of body fluid, thereby ensuring that nanoparticles entering the center can still maintain a high drug loading rate. -
10 ist ein Trenddiagramm, das die Zeit für Mäuse in jeder Gruppe zeigt, um die Plattform während der 4 Tage der Trainingsperiode der Bewertung des Wasserlabyrinthverhaltens in Beispiel 5 zu finden. Während der Trainingsperiode gibt es keinen signifikanten Unterschied in der Zeit zum Finden der Plattform für Mäuse am ersten Tag in jeder Gruppe; während am dritten und vierten Tag die Zeit zum Finden der Plattform in der Blindkontrollgruppe 20 s ist, und die Zeit zum Finden der Plattform in der Modellgruppe, ACh-Lösungsgruppe und RT-Lösungsgruppe signifikant länger als die der Blindkontrollgruppe ist; die Zeit für das Finden der Plattform in der HSA-ACh-Nanopartikelgruppe und HSA-RT-Nanopartikelgruppe unterscheidet sich nicht signifikant von der der Blindkontrollgruppe, ist jedoch signifikant niedriger als die der Modellgruppe. Experimente haben gezeigt, dass die kurzfristige räumliche Lernfähigkeit von Mäusen verbessert wird, nachdem HSA-ACh-Nanopartikel bzw. HSA-RT-Nanopartikel verabreicht werden.10 FIG. 12 is a trend graph showing the time for mice in each group to find the platform during the 4 days of the water labyrinth performance evaluation period in Example 5. FIG. During the training period, there is no significant difference in the time to find the platform for mice on the first day in each group; while on the third and fourth days, the time to find the platform in the blank control group is 20 s, and the time to find the platform in the model group, ACh solution group and RT solution group is significantly longer than that of the blank control group; the time for finding the platform in the HSA-ACh nanoparticle group and HSA-RT nanoparticle group does not differ significantly from that of the blank control group, but is significantly lower than that the model group. Experiments have shown that the short-term spatial learning ability of mice is improved after HSA-ACh nanoparticles or HSA-RT nanoparticles are administered. -
11 zeigt die Inkubationszeit für Mäuse, um die Plattform zum ersten Mal während des Bewertungsverhaltens des Wasserlabyrinthverhaltens bei Mäusen in jeder Gruppe zu finden. Wie in der Figur gezeigt, weisen die Mäuse in der Blindkontrollgruppe die kürzeste Inkubationszeit auf. Die Varianzanalyse zeigt, dass die Inkubationszeit der Modellgruppe, ACh-Lösungsgruppe und RT-Lösungsgruppe signifikant länger ist als die der Blindkontrollgruppe (P <0,05), während kein statistisch signifikanter Unterschied zwischen der HSA-ACh-Nanopartikel-Gruppe, der HSA-RT-Nanopartikelgruppe und der Blindkontrollgruppe besteht.11 Figure 4 shows the incubation time for mice to find the platform for the first time during the assessment of water labyrinth behavior in mice in each group. As shown in the figure, the mice in the blank control group have the shortest incubation time. Analysis of variance shows that the incubation time of the model group, ACh solution group and RT solution group is significantly longer than that of the blank control group (P <0.05), whereas no statistically significant difference between the HSA-ACh nanoparticle group, the HSA- RT nanoparticle group and the blank control group. -
12 zeigt die Häufigkeit, mit der Mäuse in jeder Gruppe die Plattform innerhalb von 60 s während des Testzeitraums der Bewertung des Wasserlabyrinthverhaltens in Beispiel 5 überqueren. Wie in der Figur gezeigt, ist die Häufigkeit, mit der die Plattform für Mäuse in der Blindwertkontrollgruppe überquert wurde signifikant höher als die in der Modellgruppe, ACh-Lösungsgruppe und RT-Lösungsgruppe (P <0,01), unterscheidet sich jedoch nicht signifikant von der in der HSA-ACh-Nanopartikelgruppe und der HSA-RT-Nanopartikelgruppe.12 Figure 4 shows the frequency at which mice in each group cross the platform within 60 sec during the test period of the water labyrinth performance evaluation in Example 5. As shown in the figure, the frequency with which the platform was crossed for mice in the blank control group is significantly higher than that in the model group, ACh solution group and RT solution group (P <0.01), but does not differ significantly from in the HSA-ACh nanoparticle group and the HSA-RT nanoparticle group. -
13 zeigt die Zeit, in der die Mäuse jeder Gruppe im Zielquadranten während der Testperiode der Bewertung des Wasserlabyrinthverhaltens in Beispiel 5 schwimmen. Wie in der Figur gezeigt, zeigt die Schwimmzeit der Modellgruppe und ACh-Lösungsgruppe einen statistisch signifikanten Unterschied im Vergleich zur Blindkontrollgruppe (P <0,05), während zwischen anderen Gruppen und der Blindkontrollgruppe kein statistisch signifikanter Unterschied besteht.13 Figure 11 shows the time in which the mice of each group in the target quadrant swim during the test period of the water labyrinth behavior evaluation in Example 5. As shown in the figure, the swim time of the model group and ACh solution group shows a statistically significant difference compared to the blind control group (P <0.05), while there is no statistically significant difference between other groups and the blind control group. -
14 zeigt Aufnahmen von H.E.-Färbung von pathologischen Schnitten der linken Gehirnhälfte von Mäusen in jeder Gruppe in Beispiel 6. Die Figuren A - L entsprechen dem Hippocampus (A ) und Cortex (B ) der Blindkontrollgruppe, dem Hippocampus (C ) und Cortex (D ) der Modellgruppe, dem Hippocampus (E ) und Cortex (F ) der ACh-Lösungsgruppe, dem Hippocampus (G ) und Cortex (H ) der HSA-ACh-Nanopartikelgruppe, dem Hippocampus (I ) und Cortex (J ) der RT-Lösungsgruppe bzw. dem Hippocampus (K ) und Cortex (L ) der HSA-RT-Nanopartikelgruppe.14 Figure 6 shows images of HE staining of left brain left hemisphere pathologies in each group in Example 6. Figures A-L correspond to the hippocampus (FIG.A ) and cortex (B ) of the blind control group, the hippocampus (C ) and cortex (D ) of the model group, the hippocampus (e ) and cortex (F ) of the ACh dissolution group, the hippocampus (G ) and cortex (H ) of the HSA-ACh nanoparticle group, the hippocampus (I ) and cortex (J ) of the RT solution group or the hippocampus (K ) and cortex (L ) of the HSA-RT nanoparticle group. -
15 zeigt konfokale Laser-Mikroskop-Abbildungen in Beispiel 7. Die Figuren A bis C entsprechen der herz-injizierten Kochsalzgruppe (Kontrollgruppe), der Acetylcholin-Nanopartikelgruppe bzw. der Rivastigmin-Nanopartikelgruppe. Wie aus der Abbildung hervorgeht, gibt es im normalen Zebrafisch keine Fluoreszenzverteilung; in der Acetylcholin-Nanopartikelgruppe und der Rivastigmin-Nanopartikelgruppe tritt im Gehirn des Zebrafisches nachdem eine Herzinjektion durchgeführt wurde, eine offensichtliche grüne Fluoreszenz auf, was zeigt, dass das Arzneimittel die BBB passieren kann, um reibungslos in das Zentrum einzutreten.15 shows confocal laser microscope images in Example 7. Figures A to C correspond to the heart-injected saline group (control group), the acetylcholine nanoparticle group and the rivastigmine nanoparticle group, respectively. As can be seen from the figure, there is no fluorescence distribution in normal zebrafish; in the acetylcholine nanoparticle group and the rivastigmine nanoparticle group, in the brain of the zebrafish, after cardiac injection has been performed, an apparent green fluorescence appears, indicating that the drug can pass through the BBB to smoothly enter the center.
Detaillierte Beschreibung der AusführungsformDetailed description of the embodiment
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend ausführlich beschrieben werden; Fachleute sollten jedoch verstehen, dass die folgenden Beispiele die Erfindung veranschaulichen sollen und den Umfang der Erfindung nicht einschränken sollen. Die herkömmlichen Bedingungen oder die vom Hersteller empfohlenen Bedingungen werden in den Beispielen übernommen, sofern nicht anders angegeben. Bei den Reagenzien oder Instrumenten, die nicht angegeben werden, handelt es sich um Hersteller handelsüblicher Produkte.The embodiments of the present invention will be described below in detail; However, it should be understood by those skilled in the art that the following examples are intended to illustrate the invention and are not intended to limit the scope of the invention. The conventional conditions or conditions recommended by the manufacturer are included in the examples unless otherwise specified. The reagents or instruments not mentioned are manufacturers of commercial products.
Ausführungsform 1: Herstellung von Ach-beladenen Nanopartikeln In dieser Ausführungsform wurde humanes Serumalbumin (HSA) als ein Nanoträgermaterial zum Einkapseln und Beladen von Acetylcholin verwendet. Der verwendete Wirkstoff war Acetylcholinchlorid, das ausgewählte gute Lösungsmittel war 10 mmol/l Natriumchloridlösung und das verwendete schlechte Lösungsmittel war Ethanol, das verwendete Vernetzungsmittel war 10% Glutaraldehyd, das verwendete Targeting-Molekül war Tween-80 und humanes Serumalbumin (HSA) wird als ein Trägermaterial verwendet. Das Herstellungsverfahren war wie folgt.Embodiment 1: Preparation of Ach-Loaded Nanoparticles In this embodiment, human serum albumin (HSA) was used as a nanocarrier material for encapsulating and loading acetylcholine. The active ingredient used was acetylcholine chloride, the selected good solvent was 10 mmol / L sodium chloride solution and the bad solvent used was ethanol, the crosslinking agent used was 10% glutaraldehyde, the targeting molecule used was Tween-80 and human serum albumin (HSA) is considered to be Carrier material used. The manufacturing process was as follows.
Schritt (
Die Masse an Produkt wurde durch ein Differentialverfahren bestimmt und die Einschlusseffizienz und Arzneimittelbeladungsrate des Nano-Arzneimittels wurden wie folgt berechnet.The mass of product was determined by a differential method and the entrapment efficiency and drug loading rate of the nano-drug were calculated as follows.
Das Lösungsmittel in der in Schritt (
Die Menge von nicht eingekapseltem Arzneimittel im Überstand innerhalb eines Zeitraums wurde gemessen. Nach 24 Stunden erreichte die Menge des nicht eingekapselten Arzneimittels im Überstand ein stabiles Level. Nach Berechnung betrug die Einschlusseffizienz des Ach-beladenen HSA-Nanopartikels 46,14 ± 1,13% und die Arzneimittelbeladungsrate betrug 21,95 ± 1,26%.The amount of unencapsulated drug in the supernatant over a period of time was measured. After 24 hours, the amount of unencapsulated drug in the supernatant reached a stable level. By calculation, the inclusion efficiency of the Ach-loaded HSA nanoparticle was 46.14 ± 1.13% and the drug loading rate was 21.95 ± 1.26%.
Das Arzneimittel-beladene HSA-Nanopartikel wurde mit einem SEM beobachtet. Die Ergebnisse wurden in
Schritt (
Das modifizierte Arzneimittel-beladene HSA-Nanopartikel wurde unter Verwendung eines SEM beobachtet. Die Ergebnisse wurden in
Das mit Tween-80 modifizierte Arzneimittel-beladene HSA-Nanopartikel wurde mit einem dynamischen Lichtstreuungs-Partikelgrößenanalysator (mit Zeta-Potential-Testfunktion) bestimmt. Die durchschnittliche Partikelgröße betrug etwa 198,5 nm und die Partikelgröße war gleichmäßig und stabil. Das Zetapotential betrug etwa - 28,4 mV. Die Testergebnisse wurden in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Ausführungsform 2: Herstellung von Rivastigmin (RT) -beladenen NanopartikelnEmbodiment 2: Preparation of rivastigmine (RT) -loaded nanoparticles
In dieser Ausführungsform wurde ein humanes Partikelalbumin (HSA) - Nanopartikel als ein Arzneimittelträger verwendet, um ein Rivastigmin (RT) - beladenes Nanopartikel herzustellen. Der verwendete Wirkstoff war Rivastigminhydrogentartrat, das verwendete gute Lösungsmittel war 10 mmol/l Natriumchloridlösung, das verwendete schlechte Lösungsmittel war wasserfreies Ethanol (Reinheit größer als 99,7%), das verwendete Vernetzungsmittel war 10% Glutaraldehyd und das verwendete Targeting-Molekül war Tween-80. Das Herstellungsverfahren war wie folgt.In this embodiment, a human particle albumin (HSA) nanoparticle was used as a drug carrier to produce a rivastigmine (RT) -loaded nanoparticle. The active ingredient used was rivastigmine hydrogen tartrate, the good solvent used was 10 mmol / l sodium chloride solution, the bad solvent used was anhydrous ethanol (greater than 99.7% purity), the crosslinker used was 10% glutaraldehyde, and the targeting molecule used was tween 80th The manufacturing process was as follows.
(1) Herstellung von Arzneimittel-beladenem HSA-Nanopartikel durch ein anti-Lösungsmittel-Verfahren: 20 mg HSA und 10 mg RT wurden in 1 ml Natriumchloridlösung (10 mmol/l) gelöst und der pH-Wert der Lösung wurde auf 8,3 mit 0,1 mol/l Natronlauge eingestellt; nach Filtration durch eine 0,22 µm-Filtermembran für eine wässrige Lösung wurde die Lösung tropfenweise zu 10 ml wasserfreiem Ethanol mit einer Geschwindigkeit von 50 µl/min bei einer Drehgeschwindigkeit von 600 rpm gegeben; nach Beendigung der tropfenweisen Zugabe wurde die Rührgeschwindigkeit auf 800 rpm erhöht und 20 µl von 10% Glutaraldehyd wurden zugegeben, um 24 h in der Dunkelheit zu reagieren. Die Reaktionsprobe wurde für 10 min bei 13.600 rpm zentrifugiert, dann wurde der Überstand entfernt und der Niederschlag wurde gesammelt und die Probe wurde dreimal mit einer gleichen Menge physiologischer Kochsalzlösung zentrifugiert, dann wurde der Niederschlag gesammelt, um kugelförmiges Arzneimittel-beladene HSA-Nanopartikel zu erhalten, die bei 4°C gehalten wurden.(1) Preparation of drug-loaded HSA nanoparticles by an anti-solvent method: 20 mg of HSA and 10 mg of RT were dissolved in 1 ml of sodium chloride solution (10 mmol / l) and the pH of the solution was adjusted to 8.3 adjusted with 0.1 mol / l sodium hydroxide solution; after being filtered through a 0.22 μm filter membrane for an aqueous solution, the solution was added dropwise to 10 ml of anhydrous ethanol at a rate of 50 μl / min. at a rotation speed of 600 rpm; after completion of the dropwise addition, the stirring rate was increased to 800 rpm, and 20 μl of 10% glutaraldehyde was added to react in the dark for 24 hours. The reaction sample was centrifuged at 13,600 rpm for 10 minutes, then the supernatant was removed and the precipitate was collected and the sample was centrifuged three times with an equal amount of physiological saline, then the precipitate was collected to obtain spherical drug-loaded HSA nanoparticles which were kept at 4 ° C.
(2) Oberflächenmodifikation von Arzneimittel-beladenem HSA-Nanopartikel: Die in Schritt (
Das mit Tween-80 modifizierte Arzneimittel-beladene HSA-Nanopartikel wurde mit einem dynamischen Lichtstreuungs-Partikelgrößenanalysator (mit Zeta-Potential-Testfunktion) bestimmt. Die durchschnittliche Partikelgröße betrug etwa 198,6 nm und die Partikelgröße war einheitlich und stabil. Das Zetapotential betrug etwa +17,4 mV. Die Testergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.The Tween-80 modified drug-loaded HSA nanoparticles were determined with a dynamic light scattering particle size analyzer (with zeta potential test function). The average particle size was about 198.6 nm and the particle size was uniform and stable. The zeta potential was about +17.4 mV. The test results are shown in Table 1.
Ausführungsform 3: Strukturelle Charakterisierung des NanopartikelsEmbodiment 3: Structural characterization of the nanoparticle
Ultraviolett-AbsorptionsspektroskopieUltraviolet absorption spectroscopy
Die Ultraviolett-Absorptionsspektroskopie von wässriger ACh-Lösung, wässriger HSA-Lösung, Blind-HSA-Nanopartikel ohne Beladung von Wirkstoff und ohne Modifikation mit Tween-80 (das Herstellungsverfahren kann sich auf Schritt (
XRD-AnalyseXRD analysis
Der XRD-Test wurde für die folgenden Proben durchgeführt: 1. Blind-HSA-Nanopartikel ohne Beladung mit Wirkstoff und ohne Modifikation mit Tween-80 (das Herstellungsverfahren kann sich auf Schritt (
In der Figur zeigten die mit Tween-80 modifizierten HSA-Nanopartikel einen offensichtlichen scharfen Peak bei 20 = 31,6° (Kurve
Ausführungsform 4: Herstellung und in vitro Freisetzungsbewertung von Doxorubicin-beladenen HSA-NanopartikelnEmbodiment 4: Preparation and in vitro release evaluation of doxorubicin-loaded HSA nanoparticles
In dieser Ausführungsform wurde Ultraviolett-Spektroskopie verwendet, um die Freisetzungsmenge von Nanopartikeln quantitativ zu bestimmen. Da Acetylcholin keinen UV-Absorptionspeak aufwies, während Rivastigmin einen deutlichen UV-Absorptionspeak bei 263 nm aufwies (der charakteristische Absorptionspeak von HSA selbst lag bei 280 nm, was mit dem von Rivastigmin zusammenfiel), konnte eine genaue quantitative Analyse durch Ultraviolett-Spektroskopie nicht durchgeführt werden. Daher sollte ein simuliertes alternatives Arzneimittel verwendet werden, um den Freisetzungseffekt von Nanopartikeln zu charakterisieren.In this embodiment, ultraviolet spectroscopy was used to quantify the release amount of nanoparticles. Since acetylcholine had no UV absorption peak while rivastigmine had a significant UV absorption peak at 263 nm (the characteristic absorption peak of HSA itself was 280 nm, which coincided with that of rivastigmine), accurate quantitative analysis by ultraviolet spectroscopy could not be performed become. Therefore, a simulated alternative drug should be used to characterize the release effect of nanoparticles.
Das simulierte alternative Arzneimittel war in dieser Ausführungsform Doxorubicin. Einerseits weist Doxorubicin eine ähnliche Löslichkeit wie Arzneimittel wie zum Beispiel Acetylcholin und Rivastigmin (beides niedermolekulare Arzneimittel mit guter Wasserlöslichkeit) auf. Andererseits weist Doxorubicin einen geeigneten UV-Absorptionspeak auf. Gemäß Anhang IV der Ausgabe 2010 der Pharmacopoeia weist Doxorubicin große Absorptionspeaks bei den Wellenlängen 233 nm, 252 nm, 288 nm, 480 nm, 495 nm und 530 nm auf, wobei der maximale Absorptionspeak bei 480 nm die maximale Intensität aufweist und eine kleine Verunreinigungsbeinträchtigung. Daher wurde in diesem Beispiel ein Doxorubicinbeladenes HSA-Nanopartikel als ein in-vitro Freisetzungsmodell verwendet, um den in-vitro Freisetzungseffekt des Nanopartikels der vorliegenden Anmeldung durch Ultraviolett-Spektrophotometrie unter Verwendung des Absorptionswerts bei 480 nm als einen quantitativen Index zu bewerten.The simulated alternative drug in this embodiment was doxorubicin. On the one hand, doxorubicin has similar solubility to drugs such as acetylcholine and rivastigmine (both low molecular weight drugs with good water solubility). On the other hand, doxorubicin has a suitable UV absorption peak. According to Annex IV of the 2010 edition of Pharmacopoeia, doxorubicin has large absorption peaks at the wavelengths 233 nm, 252 nm, 288 nm, 480 nm, 495 nm and 530 nm, with the maximum absorption peak at 480 nm having the maximum intensity and a small contamination impairment. Therefore, in this example, a doxorubicin-loaded HSA nanoparticle was used as an in vitro release model to evaluate the in vitro release effect of the nanoparticle of the present application by ultraviolet spectrophotometry using the absorbance value at 480 nm as a quantitative index.
Die Herstellung des Nanopartikels wurde durch Ersetzen des Zielarzneimittels mit Doxorubicinhydrochlorid (Dox) durchgeführt. Das Syntheseverfahren war das gleiche wie das in Beispiel 1.The preparation of the nanoparticle was performed by replacing the target drug with doxorubicin hydrochloride (Dox). The synthesis procedure was the same as that in Example 1.
Testverfahren: Zunächst wurden Doxorubicin-Standardlösungen einer Reihe von Konzentrationsgradienten durch ein Gradientenverdünnungsverfahren hergestellt, und die UV-Absorptionswerte wurden bei einer Wellenlänge von 480 nm gemessen, um eine Doxorubicin-Standardkurve zu erstellen, wie in
Die Doxorubicin-Lösungsgruppe und die Doxorubicin-beladene Nanopartikelgruppe wurden festgelegt. Berechnet durch die Arzneimittelbeladungsrate von Nanopartikel von 10% betrug die Konzentration der Doxorubicinlösungsgruppe 0,5 mg/ml (4 ml insgesamt, entsprechend 2 mg Doxorubicin) und die Konzentration der Arzneimittel-beladenen Nanopartikelgruppe betrug 5 mg/ml (4 ml insgesamt, entsprechend 2 mg Doxorubicin). Die zwei Lösungsgruppen wurden in eine semipermeable Membran mit einem Molekulargewicht von 3000 platziert und jeweils in ein Freisetzungssystem mit 900 ml physiologischer Kochsalzlösung platziert und kontinuierlich mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 200 rpm freigesetzt. In regelmäßigen Abständen wurden 2 ml Freisetzungslösung entnommen und der UV-Absorptionswert wurde bei 480 nm gemessen und die gleiche Menge an normaler Kochsalzlösung wurde ergänzt.The doxorubicin solution group and the doxorubicin-loaded nanoparticle group were determined. Calculated by the drug loading rate of nanoparticles of 10%, the concentration of the doxorubicin solution group was 0.5 mg / ml (4 ml total, corresponding to 2 mg doxorubicin) and the concentration of the drug-loaded nanoparticle group was 5 mg / ml (4 ml total, corresponding to 2 mg doxorubicin). The two solution groups were placed in a semipermeable membrane having a molecular weight of 3000 and each placed in a release system with 900 ml of physiological saline solution and released continuously at a rotation speed of 200 rpm. At regular intervals, 2 ml of the release solution was taken out and the UV absorbance value was measured at 480 nm and the same amount of normal saline was supplemented.
Ausführungsform 5: Verhaltensbewertung von Nanopartikeln auf D-Galactoseinduzierter kognitiver Beeinträchtigung bei Mäusen Embodiment 5: Behavioral evaluation of nanoparticles on D-galactose-induced cognitive impairment in mice
Experimentelles Gruppieren und AufzuchtExperimental grouping and rearing
Männliche Kunming-Mäuse wurden nach ihrem Körpergewicht zufällig in 6 Gruppen eingeteilt, 10 Tiere in jeder Gruppe, einschließlich der Blindkontrollgruppe (keine Modellierung und keine Verabreichung), Modellgruppe (Modellierung, aber ohne Verabreichung), Kontrollgruppe mit wässriger ACh-Lösung (wässrige AcetylcholinLösung verabreicht nach Modellierung), HSA-ACh-Nanopartikelgruppe (Tween-80-modifizierte ACH-beladene HSA-Nanopartikel verabreicht nach Modellierung), RT-Lösungskontrollgruppe (wässrige Rivastigmin-Lösung verabreicht nach Modellierung) und HSA-RT-Nanopartikelgruppe (Tween-80 modifiziertes Rivastigmin-beladenes HSA-Nanopartikel verabreicht nach Modellierung).Male Kunming mice were randomized into 6 groups by body weight, 10 animals in each group, including the blind control group (no modeling and no administration), model group (modeling but no administration), control group with aqueous ACh solution (aqueous acetylcholine solution) after modeling), HSA-ACh nanoparticle group (Tween-80 modified ACH-loaded HSA nanoparticles administered after modeling), RT solution control group (aqueous rivastigmine solution administered after modeling) and HSA-RT nanoparticle group (Tween-80 modified rivastigmine loaded HSA nanoparticles administered after modeling).
Die Aufzuchtumgebung: Temperatur von (24 ± 2) °C; Luftfeuchtigkeit von (60 ± 10) %; täglich hell/dunkel im Abstand von 12 h; Diät und Wasser trinken nach Belieben.The rearing environment: temperature of (24 ± 2) ° C; Humidity of (60 ± 10)%; daily light / dark at intervals of 12 h; Diet and water drink at will.
Tiermodellierung und ArzneimitteltherapieAnimal modeling and drug therapy
① Tiermodellierung: Mit Ausnahme der Blindkontrollgruppe wurden die Mäuse in den anderen 5 Gruppen mit D-Galactoselösung 100 mg/kg/d subkutan injiziert und die Aluminiumchloridlösung 20 mg/kg/d wurde intragastral injiziert. In der normalen Kontrollgruppe wurde die gleiche Menge Wasser gegeben. Der Modellierungszyklus betrug 90 Tage.① Animal Modeling: With the exception of the blank control group, the mice in the other 5 groups were subcutaneously injected with D-
② Therapeutisches Schema: In 60 Tagen nach der Modellierung wurde Mäusen in der ACh-Lösungsgruppe eine wässrige Acetylcholinlösung (1 mg/kg) gegeben, Mäusen in der HSA-ACh-Nanopartikelgruppe wurde Tween-80-modifiziertes ACH-beladenes Nanopartikel gegeben (10 mg/kg, wobei der Gehalt an beladenem ACh äquivalent zu 1 mg/kg war), Mäusen in der RT-Lösungsgruppe wurde wässrige Rivastigmin-Lösung (1,25 mg/kg) gegeben, und Mäusen in der HSA-RT-Nanopartikelgruppe wurde Tween-80-modifiziertes Rivastigmin-beladenes Nanopartikel gegeben (12,5 mg/kg, wobei der Gehalt an beladenem RT äquivalent zu 1,25 mg/kg war); der Dosierungszyklus war zweimal pro Woche, für 4 Wochen hintereinander.② Therapeutic Scheme: In 60 days after modeling, mice in the ACh solution group were given an aqueous acetylcholine solution (1 mg / kg); mice in the HSA-ACh nanoparticle group were given Tween-80-modified ACH-loaded nanoparticles (10 mg / kg, wherein the content of loaded ACh was equivalent to 1 mg / kg), mice in the RT dissolution group were given aqueous rivastigmine solution (1.25 mg / kg), and mice in the HSA-RT nanoparticle group became Tween -80-modified rivastigmine-loaded nanoparticle (12.5 mg / kg, the loaded RT content being equivalent to 1.25 mg / kg); the dosing cycle was twice a week, for 4 weeks in a row.
Morris-Wasserlabyrinth-VerhaltensbewertungsverfahrenMorris water maze behavioral assessment procedures
① Das Morris-Wasserlabyrinth (MWM) wies eine Testdauer von 5 Tagen auf, wobei die ersten 4 Tage die Trainingsdauer waren und der 5. Tag die Testdauer war.① The Morris Water Labyrinth (MWM) had a test duration of 5 days with the first 4 days being the training period and the 5th day being the test duration.
② Das Schwimmbecken wies einen Durchmesser von 1 m auf und war in 4 Quadranten unterteilt und in jedem der vier Quadranten wurden jeweils 4 Einstiegspunkte fixiert. Die Wassertiefe des Schwimmbeckens betrug etwa 0,6 m und die Wassertemperatur betrug 22 ± 2°C.② The swimming pool had a diameter of 1 m and was divided into 4 quadrants and four entry points were fixed in each of the four quadrants. The water depth of the swimming pool was about 0.6 m and the water temperature was 22 ± 2 ° C.
③ Während der Trainingsdauer wurde eine schwarze Plattform mit einem Durchmesser von 0,1 m im dritten Quadranten etwa 2 cm unter der Wasseroberfläche platziert. Jede Maus erhielt viermal am Tag ein Training wie folgt: Zunächst wurde die Maus in den fixierten Einstiegspunkt des ersten Quadranten in Richtung der Beckenwand platziert, damit sie für 1 min frei schwimmen konnte. Wenn die Maus die Plattformposition innerhalb von 1 min fand und mindestens 3 s blieb, wurde die Zeitmessung sofort gestoppt und die Daten wie zum Beispiel Latenz und Schwimmgeschwindigkeit wurden aufgezeichnet. Wenn die Maus innerhalb von 1 min die Plattform nicht fand oder nach dem Finden der Plattform nicht für 3 s blieb, wurde die Maus künstlich unterstützt, um die Plattform zu finden und für 15 s zu bleiben, und die Latenz wurde als 60 s aufgezeichnet. Die Maus wurde nach einmaligem Schwimmen trockengewischt, und wenn alle Mäuse geschwommen waren, wurde das Training nacheinander im zweiten, dritten und vierten Quadranten durchgeführt.③ During the training period, a black platform with a diameter of 0.1 m was placed in the third quadrant about 2 cm below the water surface. Each mouse received training four times a day as follows: First, the mouse was placed in the fixed entry point of the first quadrant in the direction of the pelvic wall so that it could swim freely for 1 min. When the mouse found the platform position within 1 min and stayed for at least 3 seconds, the time measurement was immediately stopped and data such as latency and swimming speed were recorded. If the mouse did not find the platform within 1 minute or did not stay for 3 seconds after finding the platform, the mouse was artificially supported to find the platform and stay for 15 seconds, and the latency was recorded as 60 seconds. The mouse was wiped dry after a single swim, and when all the mice were swimming, the training was performed sequentially in the second, third, and fourth quadrants.
④ Während des Testzeitraums wurde die Plattform entfernt und der Einstiegspunkt wurde fixiert. Die Maus konnte für 1 min frei schwimmen und die Latenz für das erstmalige Finden der Plattformposition, die PPT (überquerte Plattformzeit) und die Schwimmzeit im Zielquadranten wurden aufgezeichnet.④ During the trial period, the platform was removed and the entry point was fixed. The mouse was allowed to swim free for 1 min and the latency for first finding the platform position, the PPT (platform time crossed) and the swim time in the target quadrant were recorded.
Experimentelle Ergebnisse:Experimental results:
Die Zeit zum Finden der Plattform für Mäuse in jeder Gruppe wurde in
Während des Testzeitraums wurde die Zeit für Mäuse zum Finden der ursprünglichen Plattformposition verkürzt, es gab jedoch einen statistisch signifikanten Unterschied zwischen den Gruppen. Wie in
Die PPT und die Schwimmzeit im Zielquadranten waren weitere zwei Indizes zur Beurteilung der Langzeitfähigkeit von Mäusen im räumlichen Gedächtnis. Die PPT stellte die überquerten Plattformzeiten von Versuchstieren innerhalb von 60 s dar, wobei je höher die PPT ist, desto besser ist die räumliche Lern- und Gedächtnisfähigkeit der Tiere. Wie in
Die Schwimmzeit im Zielquadranten ist die Summe der Zeit von Versuchstieren, die Aktivitäten auf der ursprünglichen Plattform und in der Umgebung aufweisen. Je länger die Zeit ist, desto besser ist die räumliche Lern- und Gedächtnisfähigkeit. Wie in
Die obigen experimentellen MWM-Daten zeigten, dass die Lern- und Gedächtnisfähigkeit von Mäusen in der Modellgruppe signifikant niedriger war als die der normalen Gruppe, und die Mausmodelle für D-Galactose-induzierte kognitive Beeinträchtigungen erfolgreich konstruiert wurden. Nach der Verabreichung von wässriger Acetylcholinlösung oder wässriger Rivastigminlösung wurde die kognitive Beeinträchtigung von Mäusen nicht gelindert; nach der Verabreichung von HSA-ACh-Nanopartikel oder HSA-RT-Nanopartikel wurde die kurzzeitige Lernfähigkeit und die räumliche Langzeitgedächtnisfähigkeit von Mäusen signifikant verbessert, was zeigt, dass HSA-ACh-Nanopartikel und HSA-RT-Nanopartikel die kognitive Beeinträchtigung von Mäusen lindern und eine lange Freisetzung erreichen kann.The above experimental MWM data showed that the learning and memory ability of mice in the model group was significantly lower than that of the normal group and the mouse models for D-galactose-induced cognitive impairment were successfully constructed. After administration of aqueous acetylcholine solution or aqueous rivastigmine solution, the cognitive impairment of mice was not alleviated; After administration of HSA-ACh nanoparticles or HSA-RT nanoparticles, the short-term learning ability and long-term spatial memory of mice were significantly improved, demonstrating that HSA-ACh nanoparticles and HSA-RT nanoparticles alleviate the cognitive impairment of mice and can achieve a long release.
Ausführungsform 6: Effekt von einem Nanopartikel auf die biochemischen Parameter des Gehirns in Mäusen mit durch D-Galactose induzierter kognitiver BeeinträchtigungEmbodiment 6: Effect of a nanoparticle on brain biochemical parameters in mice with D-galactose-induced cognitive impairment
Vorbehandlung der ProbenPretreatment of the samples
① Die Körpergewichte der 6 Gruppen von Mäusen von Beispiel 5 wurden genau gewogen und aufgezeichnet;① The body weights of the 6 groups of mice of Example 5 were accurately weighed and recorded;
② Das Blut wurde aus Augäpfeln von Mäusen entnommen und in einem 5-ml-Antikoagulationssammelröhrchen mit Heparinnatrium gesammelt und dann in ein Eisbad platziert;② The blood was taken from mouse eyeball and collected in a 5 ml anticoagulation collection tube with heparin sodium and then placed in an ice bath;
③ Die Mäuse wurden enthauptet, um den Hirnstamm zu entfernen. Dann wurde das Hirngewicht genau gewogen und aufgezeichnet. Die linken und die rechten Hemisphären wurden in eine Eisbox geschnitten, und die linke Hemisphäre wurde in eine 4% neutrale Formaldehydlösung getaucht. Die rechte Hemisphäre wurde durch Filterpapier zerdrückt, um Blut und Kapillaren zu entfernen, und dann wurde eine Cholinesterase-Extraktionslösung mit einem 20-fachen Gewicht zum Homogenisieren zugegeben. Die Cholinesterase-Extraktionslösung wurde für 10 min bei 4°C bei 5000 rpm zentrifugiert, und dann wurde der Überstand gesammelt und bei 4°C gelagert.The mice were decapitated to remove the brainstem. Then the brain weight was accurately weighed and recorded. The left and right hemispheres were cut into an ice box and the left hemisphere was immersed in a 4% neutral formaldehyde solution. The right hemisphere was crushed by filter paper to remove blood and capillaries, and then a cholinesterase extraction solution of 20 times by weight was added for homogenization. The cholinesterase extraction solution was centrifuged for 10 minutes at 4 ° C at 5000 rpm and then the supernatant was collected and stored at 4 ° C.
Bestimmung der Aktivität von Gehirn-Acetylcholinesterase (AChE) Determination of the activity of brain acetylcholinesterase (AChE)
① 10 µl Hirnüberstand wurden genau entnommen und in 0,5 ml PBS verdünnt, nachdem die Spitze wiederholt gespült worden war, wurde die Lösung durch Vortex gemischt;① 10 μl of brain supernatant was accurately taken out and diluted in 0.5 ml of PBS, after the tip was repeatedly rinsed, the solution was mixed by vortexing;
② Die Platten wurden vorbereitet, und für jede Probe wurden vier Reproduktions-Vertiefungen hergestellt, 20 µl Probe wurden in jede Vertiefung gegeben, 80 µl PBS wurden in die ersten Vertiefungen gegeben und 50 µl PBS und 30 µl Acetylthiocholiniodid (ATCH) wurden in zwei andere Vertiefungen gegeben;② The plates were prepared, and four replicate wells were prepared for each sample, 20 μl of sample was added to each well, 80 μl of PBS was added to the first wells, and 50 μl of PBS and 30 μl of acetylthiocholine iodide (ATCH) became two others Given depressions;
③ Die Lösungen wurden für 1 min zentrifugiert, um Luftblasen zu entfernen, und für 30 min in einem Wasserbad mit konstanter Temperatur von 37°C inkubiert;③ The solutions were centrifuged for 1 min to remove air bubbles and incubated for 30 min in a constant temperature water bath at 37 ° C;
④ Nach Entfernen der Platte wurden 20 µl 5,5'-Dithiobis-(2-nitrobenzoesäure) (DTNB) in jede Vertiefung gegeben und der Absorptionswert wurde bei 412 nm nach 30 s Schütteln gemessen.④ After removing the plate, 20 μl of 5,5'-dithiobis (2-nitrobenzoic acid) (DTNB) was added to each well and the absorbance value was measured at 412 nm after shaking for 30 sec.
Bestimmung der Aktivität der Gehirn-Cholin-Acetyltransferase (ChAT)Determination of brain choline acetyltransferase (ChAT) activity
① ChAT wurde unter Verwendung eines Kits (Nanjing Jiancheng, Frachtnummer: A079-1) gemessen. Die Reagenzien
② 25 µl Gewebehomogenatüberstand wurde in das Teströhrchen gegeben, und die gleiche Menge an gekochtem Homogenatüberstand wurde in das entsprechende Kontrollröhrchen gegeben, gut gemischt, in einem Wasserbad bei 37°C für 20 Minuten erwärmt und dann in einem Wasserbad bei 100°C mit einem kochenden Wasserbad für 2 min erwärmt, dann wurde die Reaktion beendet;② 25 μl tissue homogenate supernatant was added to the test tube and the same amount of cooked homogenate supernatant was added to the appropriate control tube, mixed well, heated in a water bath at 37 ° C for 20 minutes and then boiled in a 100 ° C water bath Warmed water bath for 2 min, then the reaction was stopped;
③ 425 µl destilliertes Wasser wurde zu dem Reaktionssystem in jedes Röhrchen gegeben, gut gemischt; und für 10 min bei 4000 rpm zentrifugiert; es wurde 500 µl Überstand entnommen und 10 µl Reagenz
Bestimmung des Acetylcholin (ACh) -GehaltsDetermination of acetylcholine (ACh) content
① Der ACh-Gehalt wurde durch ein kolorimetrisches alkalisches Hydroxylamin-Verfahren bestimmt. Die Probe wurde zuerst mit einem Cholinesterase-Inhibitor versetzt, um zu verhindern, dass die Cholinesterase Acetylcholin zersetzt, und dann sofort mit Trichloressigsäure versetzt, um das Protein auszufällen;① The content of ACh was determined by a colorimetric alkaline hydroxylamine method. The sample was first added with a cholinesterase inhibitor to prevent the cholinesterase from decomposing acetylcholine, and then immediately added with trichloroacetic acid to precipitate the protein;
② Der Probenüberstand und die ACh-Standardlösung wurden in das Teströhrchen bzw. in das Standardröhrchen gegeben; Nachdem basische Hydroxylaminlösung zugegeben worden war, wurden die Röhrchen in einem Wasserbad bei 37°C für 30 min erwärmt, und dann wurde Salzsäure zugegeben, um die Reaktion zu beenden. Zum Entwickeln wurde schließlich Eisenchlorid zugegeben. Probenüberstand und Wasser wurden zu dem Kontrollröhrchen bzw. dem Blindröhrchen gegeben; Die Röhrchen wurden in einem Wasserbad bei 37°C für 30 min erwärmt, und dann wurden Salzsäure und Eisenchlorid zugegeben, schließlich wurde alkalisches Hydroxylamin zugegeben;② The sample supernatant and ACh standard solution were added to the test tube and the standard tube, respectively; After basic hydroxylamine solution was added, the tubes were heated in a water bath at 37 ° C for 30 minutes, and then hydrochloric acid was added to terminate the reaction. Finally, ferric chloride was added to develop. Sample supernatant and water were added to the control tube and the blank tube respectively; The tubes were heated in a water bath at 37 ° C for 30 min and then hydrochloric acid and ferric chloride were added, finally alkaline hydroxylamine was added;
③ Die Platten wurden hergestellt, 200 µl der Lösung wurden zu jeder Vertiefung auf einer Platte gegeben, und der Absorptionswert wurde bei 540 nm Wellenlänge gemessen.③ The plates were prepared, 200 μl of the solution was added to each well on a plate, and the absorbance value was measured at 540 nm wavelength.
Bestimmung des Malondialdehyd (MDA) -GehaltsDetermination of malondialdehyde (MDA) content
① Der MDA-Gehalt wurde mit einem Kit (Nanjing Jiancheng, Fracht-Nr .: A003-1) bestimmt. 0,1 ml Homogenatüberstand wurde zu dem Teströhrchen gegeben, die gleiche Menge an absolutem Ethanol wurde zu dem Blindröhrchen gegeben, und die gleiche Menge an 10 nmol/ml Standard wurde zu dem Standardröhrchen gegeben, und dann wurden 0,1 ml Reagens
② Der Mund des Teströhrchens wurde mit einer Plastikfolie umwickelt, und ein kleines Loch wurde mit einer Nadel durchstochen. Dann wurde das Röhrchen in einem Wasserbad bei 95°C für 40 min erwärmt, herausgenommen, durch fließendes Wasser gekühlt und für 10 min bei 4000 rpm zentrifugiert; und dann wurde der Überstand entnommen, um den Absorptionswert jedes Röhrchens bei 532 nm Wellenlänge mit 1 cm Strahlengang unter Verwendung von doppelt destilliertem Wasser zur Nulleinstellung zu messen.② The mouth of the test tube was wrapped with a plastic wrap and a small hole was pierced with a needle. Then the tube was heated in a water bath at 95 ° C for 40 min, taken out, cooled by running water and centrifuged for 10 min at 4000 rpm; and then the supernatant was taken to measure the absorbance value of each tube at 532 nm wavelength with 1 cm beam path using double distilled water for zero adjustment.
Bestimmung der Gesamtaktivität der Superoxid-dismutase (T-SOD)Determination of the total activity of superoxide dismutase (T-SOD)
① T-SOD wurde mit einem Kit (Nanjing Jiancheng, Frachtnummer A001-1) gemessen. Die Reagenzien
② Der Farbentwickler wurde zu der Lösung gegeben, gut gemischt, für 10 min bei Raumtemperatur platziert und dann wurde der Absorptionswert jedes Röhrchens mit einer Küvette mit 1 cm Strahlengang bei einer Wellenlänge von 550 nm unter Verwendung von doppelt destilliertem Wasser zur Nulleinstellung gemessen.② The color developer was added to the solution, mixed well, placed at room temperature for 10 minutes, and then the absorbance value of each tube was measured with a 1 cm beam at a wavelength of 550 nm using double-distilled water for zero adjustment.
Histopathologische Untersuchung des GehirnsHistopathological examination of the brain
Die mit 4% neutraler Formaldehydlösung immobilisierte linke Hemisphäre wurde den Schritten Waschen, Dehydratisieren, Wachsen, Einbetten, Schneiden und Kleben, Entwachsen, Hämatoxylin-Eosin-Färben, Dehydratisieren, Transparenz- und Folienversiegeln unterzogen, um schließlich Hirngewebeschnitte mit blau gefärbtem Kern und rot gefärbtem Cytoplasma zu erhalten.The left hemisphere immobilized with 4% neutral formaldehyde solution was subjected to the steps of washing, dehydrating, waxing, embedding, cutting and sticking, dewaxing, hematoxylin-eosin staining, dehydration, transparency and foil sealing, and finally brain tissue sections with blue stained core and red stained To get cytoplasm.
Experimentelle Ergebnisse:Experimental results:
Die mit dem cholinergen System zusammenhängende Enzymaktivität und das oxidative Stresslevel des Gehirns waren wichtige biochemische Indizes des Gehirns zur Bewertung der kognitiven Fähigkeit. Die Messergebnisse aller Indizes sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Wie in Tabelle 2 gezeigt, wurden die Aktivität und der Gehalt von ChAT, ACh und AChE in normalen Hirngeweben auf einem relativ stabilen Level gehalten; In der Modellgruppe war die ChAT-Aktivität signifikant erhöht (p <0,05), während in der HSA-ACh-Nanopartikelgruppe, HSA-RT-Nanopartikelgruppe und der RT-Lösungsgruppe die Aktivität und der Gehalt von ChAT, ACh und AChE noch immer bei normalen Leveln waren, was zeigt, dass die Nanopartikel der vorliegenden Erfindung das relative Gleichgewicht der Aktivität und des Gehalts von ChAT, ACh und AChE im cholinergen System des Gehirns wirksam aufrechterhielten. Aufgrund der Ergebnisse des oxidativen Stresstests war der Gehalt von MDA in der Modellgruppe und der ACh-Lösungsgruppe im Vergleich mit der Blindkontrollgruppe signifikant erhöht (p <0,001), während der Gehalt von MDA in der HSA-ACh-Nanopartikelgruppe, der HSA-RT-Nanopartikelgruppe und der RT-Lösungsgruppe auf einem normalen Level aufrechterhalten wurde, was zeigt, dass die Nanopartikel der vorliegenden Erfindung wirksam waren, das Level von oxidativem Stress im Gehirn zu reduzieren und Neuronen zu schützen.As shown in Table 2, the activity and content of ChAT, ACh and AChE were maintained at a relatively stable level in normal brain tissues; In the model group, the ChAT activity was significantly increased (p <0.05), while in the HSA-ACh nanoparticle group, HSA-RT nanoparticle group and the RT solution group, the activity and content of ChAT, ACh and AChE are still at normal levels, indicating that the nanoparticles of the present invention effectively maintained the relative balance of activity and content of ChAT, ACh, and AChE in the cholinergic system of the brain. by virtue of From the results of the oxidative stress test, the content of MDA in the model group and the ACh solution group was significantly increased (p <0.001) in comparison with the blank control group, while the content of MDA in the HSA-ACh nanoparticle group, the HSA-RT nanoparticle group and the RT solution group was maintained at a normal level, demonstrating that the nanoparticles of the present invention were effective in reducing the level of oxidative stress in the brain and protecting neurons.
Ausführungsform 7: Zentrales Targeting und Durchdringung der Blut-Hirn-Schranke von NanopartikelnEmbodiment 7: Central Targeting and Penetration of the Blood-Brain Barrier of Nanoparticles
Die Tween-80-modifizierten Acetylcholin-beladenen Nanopartikel und die Tween-80-modifizierten Rivastigmin-beladenen Nanopartikel wurden gemäß den Verfahren der Beispiele 1 und 2 durch Modifizieren von Fluoresceinisothiocyanat (FITC) auf humanes Serumalbumin hergestellt, um Nanopartikel mit FITC zu erhalten. Nachdem die FITC-haltigen Nanopartikel in jeder Gruppe auf 0,1 mg/ml verdünnt worden waren, wurden 10 nl Lösung aus dem Herzen in den Zebrafischkörper injiziert. Der erfolgreich injizierte und überlebende Zebrafisch wurde ausgewählt und im Gel immobilisiert, und dann wurde die in vivo-Verteilung der Fluoreszenz des Zebrafischs durch konfokale Lasermikroskopie beobachtet.The Tween-80-modified acetylcholine-loaded nanoparticles and the Tween-80-modified rivastigmine-loaded nanoparticles were prepared according to the procedures of Examples 1 and 2 by modifying fluorescein isothiocyanate (FITC) on human serum albumin to obtain nanoparticles with FITC. After the FITC-containing nanoparticles in each group were diluted to 0.1 mg / ml, 10 μl of solution from the heart was injected into the zebrafish body. The successfully injected and surviving zebrafish was selected and immobilized in the gel, and then the in vivo distribution of zebrafish fluorescence was observed by confocal laser microscopy.
Die
Die obigen Ausführungsformen bewerteten umfassend den Effekt der Nanopartikel der vorliegenden Anmeldung auf die Verbesserung der kognitiven Fähigkeit von Mäusen. Die gesamten Verhaltensänderungen von Mäusen wurden beobachtet und ihre biochemischen Indizes des Gehirns und pathologischen Parameter wurden untersucht. Basierend auf den experimentellen Ergebnissen kann geschlossen werden, dass die Nanopartikel der vorliegenden Anmeldung Acetylcholin, das nicht von selbst in das Zentrum eintreten kann, zum Zentrum transportieren können und es langsam freisetzen, um eine langfristige niedrig dosierte Ergänzung von exogenen Neurotransmittern zu erreichen; darüber hinaus können die Nanopartikel der vorliegenden Anmeldung Rivastigmin, das dazu neigt, sich schnell zu zersetzen, zum Zentrum transportieren, um eine lang wirkende Verabreichung zu erreichen.The above embodiments comprehensively evaluated the effect of the nanoparticles of the present application on improving the cognitive ability of mice. The overall behavioral changes of mice were observed and their biochemical indices of the brain and pathological parameters were examined. Based on the experimental results, it can be concluded that the nanoparticles of the present application can transport acetylcholine, which can not enter the center by itself, to the center and slowly release it to achieve a long-term low-dose supplementation of exogenous neurotransmitters; In addition, the nanoparticles of the present application can transport rivastigmine, which tends to rapidly decompose, to the center to achieve long-acting administration.
Obwohl spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurden, wird der Fachmann verstehen, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen gemäß den hierin offenbarten Lehren vorgenommen werden können und diese Modifikationen und Änderungen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen werden. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche und beliebige Äquivalente davon angegeben.Although specific embodiments of the present invention have been described in detail, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes can be made in accordance with the teachings disclosed herein and such modifications and changes will fall within the scope of the present invention. The scope of the present invention is indicated by the appended claims and any equivalents thereof.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Helen F. Stanyon und John H. Viles, Human Serum Albumin Can Regulate Amyloid-β Peptide Fiber Growth in the Brain Interstitium, J. Biol. Chem. 2012, 287: 28163 - 28168 [0009]Helen F. Stanyon and John H. Viles, Human Serum Albumin Can Regulate Amyloid-β Peptides Fiber Growth in the Brain Interstitium, J. Biol. Chem. 2012, 287: 28163-28168 [0009]
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