On the usefulness of four in vitro methods in assessing the intraluminal performance of poorly soluble, ionisable compounds in the fasted state

Η βιοδιαθεσιμότητα ενός φαρμάκου μετά από per os χορήγηση επηρεάζεται από πολλές διαδικασίες. Η γαστρεντερική μεταφορά αποτελεί μια σημαντική φυσιολογική διαδικασία, που επηρεάζει της συγκεντρώσεις του φαρμάκου στο λεπτό έντερο, δηλαδή στην περιοχή από την οποία απορρόφουνται τις περισσότερες φορές τα per os χορηγούμενα φάρμακα. Στην παρούσα εργασία αναπτύχθηκαν δυο μικρής κλίμακας μέθοδοι για την εκτίμηση της σημασίας της γαστρεντερικής μεταφοράς στην απορρόφηση ενός φαρμάκου μετά από per os χορήγηση κατά τη διάρκεια της διαπεπτικής περιόδου. Οι μέθοδοι βασίστηκαν σε ένα διφασικό σύστημα διάλυσης δύο σταδίων και σε μια συσκευή διάλυσης-διαπέρασης δυο σταδίων. Η διφασική μέθοδος διάλυσης προσομοιώνει τη διαδικασία της μεταφοράς μέσω του εντερικού επιθηλίου με τη χρήση μιας στοιβάδας δεκανόλης. Η μέθοδος διάλυσης-διαπέρασης προσομοιώνει τη διαδικασία μεταφοράς μέσω του γαστρεντερικού επιθηλίου με τη χρήση μιας συνθετικής λιπιδικής μεμβράνης και ενός διαμερίσματος υποδοχής του φαρμάκου. Οι δυο μικρής κλίμακας μέθοδοι δυο σταδίων αναπτύχθηκαν και αξιολογήθηκαν με βάση δεδομένα δυο ασθενών βάσεων που ανήκουν στην Τάξη ΙΙ της Βιοφαρμακευτικής Ταξινόμησης των Φαρμάκων, της διπυριδαμόλης και της κετοκοναζόλης. Οι ρυθμοί καθίζησης, που υπολογίσθηκαν από τα δεδομένα των πειραμάτων με τις δυο μεθόδους, χρησιμοποιήθηκαν για την προσομοίωση των απεικονίσεων των συγκεντρώσεων στο πλάσμα μετά από χορήγηση σε ενήλικες με τη βοήθεια φυσιολογικών φαρμακοκινητικών μοντέλων. Οι τιμές των φαρμακοκινητικών παραμέτρων, που υπολογίσθηκαν από τις απεικονίσεις, συγκρίθηκαν με τις τιμές των φαρμακοκινητικών παραμέτρων, που είχαν υπολογισθεί από προηγούμενες κλινικές μελέτες των φαρμάκων σε υγιείς ενήλικες. Τα δεδομένα της διφασικής μεθόδου διάλυσης οδήγησαν σε καλύτερη εκτίμηση των φαρμακοκινητικών παραμέτρων των δυο ασθενών βάσεων. Τα δεδομένα της μεθόδου διάλυσης-διαπέρασης οδήγησαν σε υπερεκτίμηση της καθίζησης, πιθανότατα λόγω της αργής ροής μεταφοράς στο διαμέρισμα υποδοχής. Στη συνέχεια, οι δυο μικρής κλίμακας μέθοδοι δυο σταδίων αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας φαρμακευτικά προϊόντα με αυξημένες δυνατότητες (enabling drug products) που περιλάμβαναν άμορφες στερεές διασπορές, ένα σύμπλοκο φαρμάκου με κυκλοδεξτρίνη και λιπιδικά προϊόντα. Για τη μελέτη των λιπιδικών προϊόντων η διφασική μέθοδος τροποποιήθηκε για να ενσωματωθεί και η διαδικασία της πέψης των εκδόχων. Συνολικά, η διφασική μέθοδος ήταν περισότερο χρήσιμη από τη μέθοδο-διάλυσης διαπέρασης και τα δεδομένα σχετίστηκαν καλύτερα με τα in vivo δεδομένα. Τέλος, η χρησιμότητα των δυο μικρής κλίμακας μεθόδων δυο σταδίων σε σχέση με δυο άλλες χρησιμοποιούμενες μεθόδους, τη διατάξη μικρού περιστρεφόμενου πτερυγίου Erweka και τη διάταξη ΒioGIT, μελετήθηκε με βάση δεδομένα δυο φαρμάκων που ανήκουν στην Τάξη ΙΙ της Βιοφαρμακευτικής Ταξινόμησης των Φαρμάκων, της δικλοφενάκης (ασθενές εξύ) και της ριτοναβίρης (ασθενής βάση). Με όλες τις μεθόδους, η δικλοφενάκη διαλύθηκε πολύ γρήγορα σε μέσα που προσομοιώνουν σε Επίπεδο ΙΙ τα περιεχόμενα του λεπτού εντέρου, τόσο μετά από μορφοποίηση σε σκόνη όσο και μετά από μορφοποίηση σε δισκίο. Φυσιολογική φαρμακοκινητική μοντελοποίηση των δεδομένων έδειξε, ότι μετά από χορήγηση προϊόντων άμεσης αποδέσμευσης δικλοφενάκης, η απορρόφηση εξαρτάται από τη γαστρική κένωση και τη μεταφορά μέσω του εντερικού επιθηλίου, ανεξάρτητα από τον τύπο του προϊόντος. Αντίθετα, η άμορφη στερεή διασπορά της ριτοναβίρης οδηγεί σε καθίζηση του φαρμάκου στον αυλό του λεπτού εντέρου. Όλες οι μέθοδοι που προσομοίωσαν την αλλαγή των συνθηκών από το στόμαχο στο λεπτό έντερο προσομοίωσαν επαρκώς την επίδραση του μειωμένου ρυθμού έκκρισης γαστρικού οξέος στη συμπεριφορά του προϊόντος in vivo. Με βάση τα δεδομένα συνολικά, κάθε μέθοδος παρουσιάζει ιδιαίτερα προτερήματα και αδυναμίες. Συνολικά, με βάση τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης η διφασική μέθοδος θα μπορούσε να διευκολύνει σημαντικά στα αρχικά στάδια της ανάπτυξης νέων φαρμάκων, ιδιαίτερα αν συνδυαστεί με φυσιολογικά φαρμακοκινητικά μοντέλα.

Download Full-text

Anti-amnesic activity screening of the seed ethanol extracts of Turkish Paeonia taxa by in vitro methods

Planta Medica ◽

10.1055/s-0031-1282924 ◽

2011 ◽

Vol 77 (12) ◽

Author(s):

D Sevim ◽

FS Senol ◽

I Orhan ◽

B Şener ◽

E Kaya

Keyword(s):

In Vitro Methods ◽

Activity Screening ◽

Ethanol Extracts

Download Full-text

Analysis of antidepressant properties of some Papaver species by in vivo and in vitro methods

Planta Medica ◽

10.1055/s-0035-1565761 ◽

2015 ◽

Vol 81 (16) ◽

Cited By ~ 2

Author(s):

OML Bayazeid ◽

F Yalcin ◽

M İlhan ◽

H Karahan ◽

E Kupeli-Akkol ◽

...

Keyword(s):

In Vitro Methods

Download Full-text

The Effects of Some Synthetic Compounds on In Vitro Fibrinolytic Activity Measured by Different Methods and the Relevance to Activity In Vivo

Thrombosis and Haemostasis ◽

10.1055/s-0038-1649018 ◽

1972 ◽

Vol 28 (03) ◽

pp. 351-358

Author(s):

A.J Baillie ◽

A. K Sim

Keyword(s):

Inhibitory Activity ◽

Substrate Concentration ◽

Fibrinolytic Activity ◽

Synthetic Compounds ◽

In Vitro Methods ◽

Narrow Concentration Range

SummaryThe activity of several synthetic compounds, rated from good to poor (or inactive) fibrinolytic activators, has been assessed by two different commonly-used in vitro methods. Compounds shown to be active over a narrow concentration range in the hanging clot test were shown to be inhibitors of plasmin and trypsin in the casein-olytic test. The inhibitory activity of these compounds was shown to increase with increasing substrate concentration and apparent activity in the hanging clot test. Possible explanations and relevance of these observations are discussed.

Download Full-text

A Call for a European Prohibition of Monoclonal Antibody Production by the Ascites Procedure in Laboratory Animals

Alternatives to Laboratory Animals ◽

10.1177/026119299802600414 ◽

1998 ◽

Vol 26 (4) ◽

pp. 523-536

Author(s):

Coenraad F.M. Hendriksen

Keyword(s):

Monoclonal Antibody ◽

Laboratory Animals ◽

Induction Method ◽

Therapeutic Application ◽

Monoclonal Antibody Production ◽

In Vitro Methods ◽

Appeals Process ◽

Core Facilities ◽

Mab Production

Monoclonal antibodies (mAbs) are particularly valuable in therapeutics and research. Unfortunately, one of the most familiar methods of producing mAbs, the ascites induction method, causes pain and distress to the animals used. In most cases, non-animal or in vitro alternatives can be employed to reduce or eliminate the use of animals for mAb production. Prohibition of the use of animals in the production of mAbs is recommended, except when the replacement in vitro methods prove to be insufficient, and in a limited number of other well-documented cases, such as an exceptional need for an emergency therapeutic application. A total ban on the use of animals for mAb production is impractical and it is imperative that an appeals process should accompany the prohibition. The need for the establishment of core facilities for in vitro mAb production is emphasised.

Download Full-text

Optimizing the Process Design of Oil-in-Water Nanoemulsion for Delivering Poorly Soluble Cannabidiol Oil

Processes ◽

10.3390/pr9071180 ◽

2021 ◽

Vol 9 (7) ◽

pp. 1180

Author(s):

Agnieszka Lewińska

Keyword(s):

Process Design ◽

Hacat Keratinocytes ◽

Degree Of Hydration ◽

Skin Cell ◽

Oil In Water ◽

Poorly Soluble ◽

Last Stage ◽

Positive Effect

Process approaches and intensification technological processes are integrated parts of available devices, which have a positive effect on the parameters of the obtained products. Nanoemulsions as delivery carriers are becoming more popular and there is a real need to increase the possibilities of formulation designing and engineering. Therefore, preparations of oil-in-water nanoemulsion with encapsulated cannabidiol (CBD) as oil phase were carried out in two ways: sonication method and two-stage high-pressure homogenization. The provided analysis showed spherical morphology and much larger sizes and polydispersity of nanoemulsions obtained by the sonication approach. The size of nanodroplets was from 216 nm up to 1418 nm for sonication, whereas for homogenization 128–880 nm. Additionally, it was observed that a proportionally higher percentage of surfactin resulted in a higher value of the Zeta potential. The formulations were found to be stable for at least 30 days. The in vitro experiments performed on human skin cell lines (HaCaT keratinocytes and normal dermal NHDF fibroblasts), and in vivo topical tests on probants established the biocompatibility of nanoemulsions with CBD. The last stage exhibits reduced discoloration and a higher degree of hydration by the selected systems with CBD and, thus indicating this nanoformulation as useful in cosmetics applications.

Download Full-text

In Vitro Methods for the Assessment of L-Cysteine Conjugate Toxicity

Alternatives to Laboratory Animals ◽

10.1177/026119299402200203 ◽

1994 ◽

Vol 22 (2) ◽

pp. 72-80

Author(s):

Lorraine D. Buckberry ◽

Harriet J. Adcock ◽

Jeremy Adler ◽

Ian S. Blagbrough ◽

Peter J. Gaskin ◽

...

Keyword(s):

Mechanism Of Action ◽

Mammalian Species ◽

Mercapturic Acid ◽

Assay Method ◽

Cellular Toxicity ◽

In Vitro Methods ◽

Metabolic Route ◽

Assay Methods ◽

Chang Liver

L-Cysteine conjugates are normally metabolised via N-acetylation to produce a mercapturic acid. However, a recently identified metabolic route (C-S lysis) may lead to the generation of an unstable thiol which has been demonstrated to be responsible for toxicity in various mammalian species. Human Chang liver cells were challenged with a number of established L-cysteine conjugates. The cellular toxicity of these compounds was determined using a range of assay procedures, which provided differing information, depending on the assay method used. These observations were then investigated in order to establish which system would provide the most reliable indication of C-S lyase toxicity and whether any information on the mechanism of action could be obtained by these assay methods.

Download Full-text

In Vitro Toxicology Methods in Risk Assessment

Alternatives to Laboratory Animals ◽

10.1177/026119299602400305 ◽

1996 ◽

Vol 24 (3) ◽

pp. 325-331

Author(s):

Iain F. H. Purchase

Keyword(s):

Risk Assessment ◽

Hazard Assessment ◽

Human Health Risk ◽

In Vitro Test ◽

In Vitro Methods ◽

New Concepts ◽

Vitro Test

The title of this paper is challenging, because the question of how in vitro methods and results contribute to human health risk assessment is rarely considered. The process of risk assessment usually begins with hazard assessment, which provides a description of the inherent toxicological properties of the chemical. The next step is to assess the relevance of this to humans, i.e. the human hazard assessment. Finally, information on exposure is examined, and risk can then be assessed. In vitro methods have a limited, but important, role to play in risk assessment. The results can be used for classification and labelling; these are methods of controlling exposure, analogous to risk assessment, but without considering exposure. The Ames Salmonella test is the only in vitro method which is incorporated into regulations and used widely. Data from this test can, at best, lead to classification of a chemical with regard to genotoxicity, but cannot be used for classification and labelling on their own. Several in vitro test systems which assess the topical irritancy and corrosivity of chemicals have been reasonably well validated, and the results from these tests can be used for classification. The future development of in vitro methods is likely to be slow, as it depends on the development of new concepts and ideas. The in vivo methods which currently have reasonably developed in vitro alternatives will be the easiest to replace. The remaining in vivo methods, which provide toxicological information from repeated chronic dosing, with varied endpoints and by mechanisms which are not understood, will be more difficult to replace.

Download Full-text