Липосомы из соевого лецитина для лимфатической доставки биологически активных веществ

Введение. Лимфатический путь доставки может быть перспективен для липофильных химиотерапевтических и иммуномодулирующих средств, применяемых при лечении онкологических заболеваний. Носители на основе липидов (например, липосомы) могут не только повысить растворимость и стабильность лекарственных средств, но и защитить их от разложения в желудочно-кишечном тракте. Исследование возможности лимфатической доставки липосомами биологически активных веществ позволит в дальнейшем повысить эффективность многих липофильных препаратов.

Цель. Изучение перспектив применения липосом первого поколения (без холестерина) из соевого лецитина в качестве возможного лимфатического носителя для биологически активных веществ.

Материалы и методы. Получены липосомы из соевого лецитина, содержащие зеленый флуоресцентный белок GFP (с максимумом флуоресценции при длине волны 506 нм), методом гидратации/регидратации тонкой пленки. Для модификации некоторых липосом использовали раствор хитозана в концентрациях 1, 0,5 и 0,1%. Визуализация включения GFP в липосомы проведена методом конфокальной микроскопии. Исследования in vivo проводили в 3 группах самок мышей линии Balb/c возрастом 11–13 недель (по 3 животных в группе): контрольная группа; группа, получающая нативный флуоресцентный белок, и группа с исследуемой конструкцией (липосома, содержащая флуоресцентный белок). После введения проведен забор тонкой кишки, ее подготовка и окрашивание криосрезов. Анализ клеточной суспензии проведен на проточном цитофлуориметре CytoFLEX в конфигурации V5-B5-R3.

Результаты. При оценке полученных методом гидратации тонкой пленки липосом с использованием конфокальной микроскопии установлено, что большинство частиц имело размеры в диапазоне 1–5 мкм. Включение модельного белка в липосомы, как показали результаты измерения его содержания до и после формирования липосом, составило не менее 60%. В эксперименте на мышах in vivo выявлено, что внутрижелудочное введение липосом с флуоресцентным белком позволяет обеспечить доставку белка в стенку кишечника.

Выводы. Применение метода гидратации тонкой пленки позволило получить липосомы из соевого лецитина. Методом конфокальной микроскопии проведена оценка размера полученных липосом и качественно оценено включение в них зеленого флуоресцентного белка. Включение хитозана в оболочку липосом приводило к значительной агрегации конечного продукта, что может приводить к снижению эффективности доставки липосом в клетки. Конфокальная микроскопия криосрезов и цитофлуориметрический анализ клеточных суспензий, полученных из фрагментов тонкой кишки, показали, что примененная система позволяет доставить флуоресцентный белок и, вероятно, неразрушенные липосомы в стенку кишечника.

1. McCright J, Naiknavare R, Yarmovsky J, Maisel K. Targeting lymphatics for nanoparticle drug delivery. Frontiers in Pharmacology. 2022;13:887402. https://doi.org/10.3389/fphar.2022.887402

2. Kim H, Kim Y, Lee J. Liposomal formulations for enhanced lymphatic drug delivery. Asian Journal of Pharmaceutical Sciences. 2013;8(2):96–103. https://doi.org/10.1016/j.ajps.2013.07.012

3. Rama A, Govindan I, Kailas AA, Annadurai T, Lewis SA, Pai SR, et al. Drug delivery to the lymphatic system: The road less travelled. Journal of Applied Pharmaceutical Science. 2024;14(6):1–10. https://doi.org/10.7324/JAPS.2024.180277

4. Ahn H, Park JH. Liposomal delivery systems for intestinal lymphatic drug transport. Biomaterials Research. 2016;20(1):36. https://doi.org/10.1186/s40824-016-0083-1

5. Nishioka Y, Yoshino H. Lymphatic targeting with nanoparticulate system. Advanced Drug Delivery Reviews. 2001;47(1):55–64. https://doi.org/10.1016/S0169-409X(00)00121-6

6. Yang Q, Forrest L. Drug delivery to the lymphatic system. Drug Delivery: Principles and Applications. 2016:503–48. https://doi.org/10.1002/9781118833322.ch21

7. Shao J, Kraft JC, Li B, Yu J, Freeling J, Koehn J, et al. Nanodrug formulations to enhance HIV drug exposure in lymphoid tissues and cells: clinical significance and potential impact on treatment and eradication of HIV/AIDS. Nanomedicine. 2016;11(5):545–64. https://doi.org/10.2217/nnm.16.1

8. Singh I, Swami R, Khan W, Sistla R. Lymphatic system: a prospective area for advanced targeting of particulate drug carriers. Expert Opinion on Drug Delivery. 2014;11(2):211–29. https://doi.org/10.1517/17425247.2014.866088

9. Cho HY, Lee YB. Nano-sized drug delivery systems for lymphatic delivery. Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2014;14(1):868–80. https://doi.org/10.1166/jnn.2014.9122

10. Porter CJ. Drug delivery to the lymphatic system. Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems. 1997;14(4):333–94. https://doi.org/10.1615/CritRevTherDrugCarrierSyst.v14.i4.10

11. Managuli RS, Raut SY, Reddy MS, Mutalik S. Targeting the intestinal lymphatic system: a versatile path for enhanced oral bioavailability of drugs. Expert Opinion on Drug Delivery. 2018;15(8):787–804. https://doi.org/10.1080/17425247.2018.1503249

12. Cai S, Yang Q, Bagby TR, Forrest ML. Lymphatic drug delivery using engineered liposomes and solid lipid nanoparticles. Advanced Drug Delivery Reviews. 2011;63(10–11):901–8. https://doi.org/10.1016/j.addr.2011.05.017

13. Nsairat H, Khater D, Sayed U, Odeh F, Al Bawab A, Alshaer W. Liposomes: Structure, composition, types, and clinical applications. Heliyon. 2022;8(5):e09394. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e09394

14. Hodges GM, Carr EA, Hazzard RA, Carr KE. Uptake and translocation of microparticles in small intestine. Digestive Diseases and Science. 1995;40:967–75. https://doi.org/10.1007/BF02064184

15. Donkers JM, Höppener EM, Grigoriev I, Will L, Melgert BN, van der Zaan B, et al. Advanced epithelial lung and gut barrier models demonstrate passage of microplastic particles. Microplastics and Nanoplastics. 2022;2(6):2–18. https://doi.org/10.1186/s43591-021-00024-w

16. Shah NM, Parikh J, Namdeo A, Subramanian N, Bhowmick S. Preparation, Characterization and In Vivo Studies of Proliposomes Containing Cyclosporine A. Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2006;6(9):2967–73. https://doi.org/10.1166/jnn.2006.403

17. Lee M.K. Liposomes for Enhanced Bioavailability of Water-Insoluble Drugs: In Vivo Evidence and Recent Approaches. Pharmaceutics. 2020;12(3):264. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12030264

18. Samarkina ON, Popova AG, Gvozdik EY, Chkalina AV, Zvyagin IV, Rylova YuV, et al. Universal and rapid method for purification of GFP-like proteins by the ethanol extraction. Protein Expression and Purification. 2009;65(1):108–13. https://doi.org/10.1016/j.pep.2008.11.008

19. Chen D, Xia D, Li X, Zhu Q, Yu H, Zhu C, et al. Comparative study of Pluronic® F127-modified liposomes and chitosan-modified liposomes for mucus penetration and oral absorption of cyclosporine A in rats. International Journal of Pharmaceutics. 2013;449(1–2):1–9. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2013.04.002

20. Dürr V, Wohlfart S, Eisenzapf T, Mier W, Fricker G, Uhl P. Oral Delivery of mRNA by Liposomes Functionalized with Cell-Penetrating Peptides. Applied Nano. 2023;4:293–308. https://doi.org/10.3390/applnano4040017