Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar
AI Insightİn vitro salım çalışmaları, serbest BChE’ye kıyasla başlangıç patlamasının azaldığı ve kontrollü salımın sağlandığı bir profil ortaya koymuştur.
📌 3 Maddede Bu Makale
Özet
Organofosfat (OP) bileşikleri, pestisit ve sinir ajanı olarak yaygın şekilde kullanılan, kolinerjik sinyal iletimini bozarak ciddi periferik ve merkezi sinir sistemi toksisitesine neden olan yüksek derecede toksik kimyasallardır. OP zehirlenmesine karşı umut verici bir biyosüpürücü olan butirilkolinesterazın (BChE) terapötik etkinliği, kan-beyin bariyerini (BBB) sınırlı düzeyde geçebilmesi nedeniyle kısıtlanmaktadır. Bu çalışmada, BChE taşınımını artırmak ve OP kaynaklı santral nörotoksisiteye karşı korumayı geliştirmek amacıyla biyomimetik ramnolipid bazlı miseller nanotaşıyıcı sistem olarak geliştirilmiştir. BChE yüklü miseller, ultrasonik destekli homojenizasyon yöntemi ile hazırlanmış ve lesitin ile ramnolipidin formülasyon değişkeni olarak kullanıldığı 3² faktöriyel deney tasarımı ile optimize edilmiştir. Partikül boyutu (PS), polidispersite indeksi (PDI) ve zeta potansiyeli (ZP) kritik kalite parametreleri olarak değerlendirilmiştir. Optimize edilen formülasyonun partikül boyutu 171.2 ± 5.79 nm, PDI değeri 0.45 ± 0.03 ve zeta potansiyeli −16.6 ± 3.6 mV olarak belirlenmiştir. Enkapsülasyon etkinliğinin yüksek bulunması, BChE’nin misel yapısına başarılı şekilde yüklendiğini göstermiştir. İn vitro salım çalışmaları, serbest BChE’ye kıyasla başlangıç patlamasının azaldığı ve kontrollü salımın sağlandığı bir profil ortaya koymuştur. FT-IR ve TEM analizleri, formülasyon bileşenleri arasında uyumluluk bulunduğunu ve misellerin yaklaşık küresel morfolojiye sahip olduğunu doğrulamıştır. CaCo-2 ve SH-SY5Y hücre hatlarında gerçekleştirilen sitotoksisite çalışmaları, geliştirilen misellerin terapötik olarak anlamlı konsantrasyonlarda (0.1–100 µM) iyi tolere edildiğini ve serbest BChE uygulamasına bağlı sitotoksisiteyi azalttığını göstermiştir. Bu bulgular, ramnolipid bazlı BChE yüklü misellerin merkezi sinir sistemine hedefli detoksifikasyon için umut verici bir yaklaşım olduğunu ve OP kaynaklı nörotoksisitenin tedavisinde etkili bir terapötik platform sunabileceğini göstermektedir.
Abstract
Organophosphate (OP) compounds are highly toxic chemicals widely used as pesticides and nerve agents, causing severe peripheral and central nervous system toxicity through disruption of cholinergic signaling. The therapeutic efficacy of butyrylcholinesterase (BChE), a promising bioscavenger against OP poisoning, is limited by poor penetration across the blood-brain barrier (BBB). In this study, biomimetic rhamnolipid-based micelles were developed as a nanocarrier system to enhance BChE delivery and improve protection against OP-induced central neurotoxicity. BChE-loaded micelles were prepared using an ultrasonication-assisted homogenization method and optimized through a 3² factorial design using lecithin and rhamnolipid as formulation variables. Particle size (PS), polydispersity index (PDI), and zeta potential (ZP) were evaluated as critical quality attributes. The optimized formulation exhibited a particle size of 171.2 ± 5.79 nm, PDI of 0.45 ± 0.03, and zeta potential of −16.6 ± 3.6 mV. Encapsulation efficiency was high, indicating successful incorporation of BChE into the micellar structure. In vitro release studies demonstrated a sustained release profile with reduced burst release compared with free BChE. FT-IR and TEM analyses confirmed compatibility of formulation components and nearly spherical morphology of the micelles. Cytotoxicity studies on CaCo-2 and SH-SY5Y cell lines showed that the developed micelles were well tolerated at therapeutically relevant concentrations (0.1–100 µM), while also reducing the cytotoxicity associated with free BChE exposure. These findings suggest that rhamnolipid-based BChE-loaded micelles represent a promising strategy for central nervous system-targeted detoxification and may offer an effective therapeutic platform for the management of OP-induced neurotoxicity.