CACO-2細胞モデルを使用した脂質ベースの自己蒸発薬物送達システムの存在下での細胞生存率と透過促進の評価：界面活性剤としての多筋酸塩80

目的：脂質ベースの自己搾乳薬物送達システム（SEDD）は、一般に、水溶性薬物の経口バイオアベイラビリティの可溶化と強化に使用されます。しかし、腸上皮細胞の生存率に対するそれらの影響と膜浸透への影響はあまり理解されていません。本研究は、脂質として中鎖脂肪酸エステルを含む脂質ベースの製剤の安全性評価のために行われ、CACO-2 in in vitroモデルを使用して界面活性剤としてポリソルベート80が脂質として80になりました。非毒性製剤によるCACO-2単層を介した可能性のある傍細胞透過促進も調査されました。 方法：ミディアムチェーントリグリセリド（Captex 355）の組み込みの有無にかかわらず、ポリソルベート80を含む中鎖脂肪酸のモノグリセリド（Capmul MCM EPまたは708G）またはプロピレングリコールモノエステル（Capmul PG-8 NF）の混合物（Captex 355）を組み込んだことを準備しました。。水性培地で適切な希釈後、製剤は異なる成熟の一連のCACO-2培養でインキュベートされました。細胞生存率と膜の完全性が評価されました。CACO-2単層を介した蛍光色素、ルシファーイエローの輸送に対する非毒性製剤の効果も決定されました。 結果：モノグリセリドまたはプロピレングリコールモノエステルとトリグリセリドに対する1：1の比率（30％ポリソルベート80、35％モノグリセリドまたはモノエステル、35％トリグリセリド）を含む製剤は、CACO-2細胞によって最も耐えられました。より長い培養期間を通じて得られる成熟度の増加により、CACO-2細胞は脂質ベースの製剤に対する耐性が大きくなり、21〜23日培養された後、CACO-2単層で脂質ベースの製剤に対する最大の耐性が観察されました。さらに、脂質界面活性剤混合物によって引き起こされる細胞膜破裂の程度は、細胞毒性のレベルと正の相関があり、潜在的な基礎メカニズムを示唆しています。CACO-2単層モデルを使用した透過研究により、特定の製剤により傍細胞輸送活動が大幅に向上したことが明らかになりました。 結論：中鎖脂肪酸のモノグリセリド（またはモノエステル）とトリグリセリドの混合物を含む脂質ベースのSEDDは、細かいマイクロエマルジョンを形成し、他の製剤よりも有意に毒性が低かった。完全に分化したCACO-2単層は、成熟度の低い培養よりも脂質界面活性剤混合物に対してより耐性がありました。特定の製剤は、傍細胞浸透を強化することもできました。

PURPOSE: Lipid-based self-emulsifying drug delivery systems (SEDDS) are commonly used for solubilizing and enhancing oral bioavailability of poorly water-soluble drugs. However, their effects on viability of intestine epithelial cells and influence on membrane permeation are poorly understood. The present study was undertaken for safety assessment of lipid-based formulations containing medium-chain fatty acid esters as lipids and polysorbate 80 as the surfactant using the Caco-2 in vitro model. Any possible paracellular permeation enhancement through Caco-2 monolayers by the nontoxic formulations was also investigated. METHODS: Mixtures of monoglyceride (Capmul MCM EP or 708G) or propylene glycol monoester (Capmul PG-8 NF) of medium chain fatty acids with polysorbate 80, with and without the incorporation of a medium-chain triglyceride (Captex 355), were prepared. After suitable dilution with aqueous culture medium, the formulations were incubated with a series of Caco-2 cultures of different maturity. Cell viability and membrane integrity were assessed. Any effects of nontoxic formulations on the transport of the fluorescent dye, Lucifer yellow, through Caco-2 monolayers were also determined. RESULTS: Formulations containing 1:1 ratios of monoglyceride or propylene glycol monoester to triglyceride (30% polysorbate 80, 35% monoglyceride or monoester and 35% triglyceride) were best tolerated by Caco-2 cells. Increased maturity obtained through longer culture durations rendered Caco-2 cells greater tolerance towards lipid-based formulations, and maximum tolerance to lipid-based formulations was observed with Caco-2 monolayers after being cultured for 21-23days. Furthermore, extent of cell membrane rupture caused by lipid-surfactant mixtures correlated positively with levels of cytotoxicity, suggesting a potential underlying mechanism. Permeation studies using Caco-2 monolayer model revealed that certain formulations significantly enhanced paracellular transport activities. CONCLUSIONS: Lipid-based SEDDS containing mixtures of monoglyceride (or monoester) and triglyceride of medium chain fatty acids formed fine microemulsions and were significantly less toxic than other formulations. Fully differentiated Caco-2 monolayer was more resistant to lipid-surfactant mixtures than less mature cultures. Certain formulations were also capable of enhancing paracellular permeation.