Differential metabolism of choline supplements in adult volunteers

Background Adequate intake of choline is essential for growth and homeostasis, but its supply does often not meet requirements. Choline deficiency decreases phosphatidylcholine (PC) and betaine synthesis, resulting in organ pathology, especially of liver, lung, and brain. This is of particular clinical importance in preterm infants and cystic fibrosis patients. We compared four different choline supplements for their impact on plasma concentration and kinetics of choline, betaine as a methyl donor and trimethylamine oxide (TMAO) as a marker of bacterial degradation prior to absorption. Methods Prospective randomized cross-over study (1/2020–4/2020) in six healthy adult men. Participants received a single dose of 550 mg/d choline equivalent in the form of choline chloride, choline bitartrate, α-glycerophosphocholine (GPC), and egg-PC in randomized sequence at least 1 week apart. Blood was taken from t = − 0.1–6 h after supplement intake. Choline, betaine, TMAO, and total PC concentrations were analyzed by tandem mass spectrometry. Results are shown as medians and interquartile range. Results There was no difference in the AUC of choline plasma concentrations after intake of the different supplements. Individual plasma kinetics of choline and betaine differed and concentrations peaked latest for PC (at ≈3 h). All supplements similarly increased plasma betaine. All water-soluble supplements rapidly increased TMAO, whereas egg-PC did not. Conclusion All supplements tested rapidly increased choline and betaine levels to a similar extent, with egg-PC showing the latest peak. Assuming that TMAO may have undesirable effects, egg-PC might be best suited for choline supplementation in adults. Study registration This study was registered at “Deutsches Register Klinischer Studien” (DRKS) (German Register for Clinical Studies), 17.01.2020, DRKS00020454.

A High-Fat Diet Containing 50% Egg-Phosphatidylcholine Increased the Proportion of T Cells Expressing a Memory Marker in Male Wistar Rats

Objectives Studies have suggested that high-fat (HF) diets are associated with immune dysfunction, which results in a lower production of IL-2 and a lower proportion of helper T cells. Providing a diet containing 100% phosphatidylcholine (PC), a form of choline mainly found in eggs, has been shown to increase IL-2 production early in life. However, this is of no relevance for human consumption since no human diet will contain 100% PC. Therefore, the objective of this study was to determine the dose effect of egg-PC added to a high fat diet compared to a control high fat and low fat diets on T cell function in male Wistar rats. Methods At four weeks of age, male Wistar rats were randomized to consume one of 6 diets: 1- Control low fat (CLF, 10%wt/wt fat, 100% free choline (FC), n = 10); 2- Control high fat (CHF, 25% wt/wt fat, 100% FC, n = 10); 3- 100% PCHF (100PCHF, 25% wt/wt fat, 100% PC, n = 10); 4- 75% PCHF (75PCHF, 25% wt/wt fat, 75% PC, 25% FC, n = 10); 5- 50% PCHF (50PCHF, 25% wt/wt fat, 50% PC, 50% FC, n = 10); 6- 25% PCHF (25PCHF; 25% wt/wt fat, 25% PC, 75% FC, n = 10). Fatty acid composition was closely matched in all of the diets. Anthropometric data was collected through the duration of the study (12 weeks). At the end of the study, splenocytes phenotypes were measured by flow cytometry. Results From week 1 to week 10 there was no difference in body weight between the diets. Starting from week 2 the CLF group had a higher food intake compared to the other groups. The 50PCHF diet had a higher proportion of helper T cells (CD4+) compared to the CLF and CHF diets. In addition, 50PCHF had a higher proportion of helper T cells expressing IL-2 receptors (CD4+CD25+) compared to 25PCHF (P < 0.05). 50PCHF also had a higher proportion of T cells expressing a memory marker (CD3+CD27+) compared with all HF diets (all P < 0.05) but not the CLF diet. Conclusions Our results suggest that a diet providing 50% of total choline in the form of egg-PC normalizes the proportion of T cells expressing CD27 in the context of a HF diet which may lead to a better immune response if a second exposure to a pathogen occurs. Whether the higher proportion of helper T cells expressing the IL-2 receptor in the 50PCHF group is associated with better T cell response upon challenge remains to be investigated. Funding Sources Egg farmers of Canada, NSERC.

Antibacterial characteristics of orange pigment extracted from Monascus pigments against Escherichia coli

The antibacterial characteristics of orange pigment, which is one of the Monascus pigments, against Escherichia coli were investigated. Orange pigment exhibited strong antibacterial activity against E. coli evidenced by an increase in the diameter of inhibition zone with orange pigment treatment. The concentration of 2.5 mg/ml was the minimum inhibitory concentration of orange pigment against E. coli. Scanning electron microscopy revealed that orange pigment could damage bacterial cells, eventually resulting in cell death. The increase in the electric conductivity of bacterial cell suspensions suggested that the cytoplasmic membrane was broken by treatment with orange pigment. The result of orange pigment incorporation into egg PC further demonstrated the interaction between orange pigment and the phospholipid led to the disruption of bacterial membrane.

Folate-conjugated stealth archaeosomes for the targeted delivery of novel antitumoral peptides

In this work, novel archaeosomes based on Egg-PC and a mixture of PEGylated archaeal tetraether lipids were investigated as nanocarriers forin vitrodelivery of an original anticancer peptide.

Interaction of triblock co-polymer micelles with phospholipid-bilayer: a spectroscopic investigation using a potential chloride channel blocker

Experimental results reveal that addition of P123 to the drug-bound egg-PC vesicles results in a preferential complexation of the drug with the Pluronic leaving the lipid vesicles aside which indicates a substantially stronger binding interaction of the drug with P123 than that with egg-PC.

Τεχνολογία δευτερογενών μεταβολιτών

Η παρούσα διδακτορική διατριβή μελετά το σχεδιασμό, την ανάπτυξη και τον χαρακτηρισμό καινοτόμων συστημάτων μεταφοράς και αποδέσμευσης για τη βιοδραστική ουσία σικονίνη, αλκαννίνη και τα παράγωγά της, οι οποίες εμφανίζουν ισχυρή επουλωτική, αντιμικροβιακή, αντιφλεγμονώδη και αντικαρκινική δράση. Στόχος ήταν να συνδυαστούν οι βιολογικές ιδιότητες της φυσικών αυτών προϊόντων με τα πλεονεκτήματα που προσφέρουν τα συστήματα μεταφοράς φάρμακου, επιτυγχάνοντας ελεγχόμενη αποδέσμευση στην επιθυμητή περιοχή δράσης. Για το σκοπό αυτό, παρασκευάσθηκαν συμβατικά και σταθεροποιημένα λιποσωμιακά συστήματα, δενδριτικά συστήματα, καθώς και χιμαιρικά λιποσωμιακά συστήματα (συνδυάζοντας την δενδριτική με την λιποσωμιακή τεχνολογία) μεταφοράς και αποδέσμευσης για τη σικονίνη. Τέλος, παρασκευάσθηκαν νανοΐνες ηλεκτροστατικής ινοποίησης από διάφορα βιοαποκοδομήσιμα πολυμερή με δραστική ουσία σικονίνη ή μίγμα αλκαννίνης/σικονίνης και εστέρων τους, που απομονώθηκε από τις ρίζες του φυτού Alkanna tinctoria, ως σκεύασμα εξωτερικής χρήσης με επουλωτική και αντιμικροβιακή δράση. Για την παρασκευή των συμβατικών λιποσωμιακών σκευασμάτων χρησιμοποιήθηκαν δύο τύποι λιπιδίων (Egg-PC και DPPC) και διάφορες αρχικές συγκεντρώσεις σικονίνης. Το μέσο μέγεθος των σωματιδίων κυμαίνεται μεταξύ 120 και 280 nm, ενώ οι τιμές ζ-δυναμικού τους μεταξύ -4 mV έως -17 mV. Τα ποσοστά εγκλεισμού τους βρέθηκαν μεγαλύτερα από 60%, ενώ επιβεβαιώθηκε η επιθυμητή ελεγχόμενη αποδέσμευση της δραστικής ουσίας. Τέλος, τα παρασκευασθέντα δείγματα εμφάνισαν ικανοποιητική in vitro κυτταροτοξική δράση σε δύο καρκινικές σειρές (MCF7-καρκίνος του μαστού και SF268-γλοίωμα). Τα στερεοχημικά σταθεροποιημένα λιποσωμιακά συστήματα σικονίνης παρασκευάσθηκαν με τρεις τύπους λιπιδίων (Egg-PC, DSPC, DPPC) και με σταθεροποιητικό παράγοντα DSPE-mPEG2000. Εμφανίζουν βελτιωμένα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά (μικρότερο μέσο μέγεθος, υψηλότερες τιμές ζ-δυναμικού), υψηλότερα ποσοστά εγκλεισμού, καθώς και αυξημένη σταθερότητα σε σύγκριση με τα αντίστοιχα συμβατικά λιποσώματα σικονίνης. Τέλος, χαρακτηρίζονται από παρατεταμένη αποδέσμευση δραστικής ουσίας που φτάνει μέχρι τις 72 ώρες. Τρεις γενιές υπερδιακλαδισμένων πολυμερών (ΥΠ) (PFH-16-OH, PFH-32-OH και PFH-64-OH) χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή δενδριτικών συστημάτων μεταφοράς και αποδέσμευσης σικονίνης, με το υπερδιακλαδισμένο πολυμερές 4ης γενιάς (PFH–64–OH) να εμφανίζει πάντοτε το υψηλότερο ποσοστό εγκλεισμού. H χρήση μεθανόλης κατά τη διεργασία της συμπλοκοποίησης αυξάνει την αποτελεσματικότητα του εγκλεισμού. Τέλος, τα δείγματα εμφάνισαν μέτρια σταθερότητα κατά την παραμονή τους στους 4°C. Τα χιμαιρικά λιποσωμιακά συστήματα σικονίνης (chi-aDDnSs), παρασκευάσθηκαν με εγκλωβισμό των συμπλόκων σικονίνης/ΥΠ σε λιποσώματα με λιπίδιο Egg-PC. Το μέσο μέγεθός τους βρέθηκε ανάλογο με των αντίστοιχων συμβατικών λιποσωμάτων, ενώ η αποτελεσματικότητα του εγκλεισμού φάνηκε να εξαρτάται από τη μέθοδο παρασκευής που χρησιμοποιήθηκε. Τα χιμαιρικά λιποσωμιακά συστήματα, αύξησαν την σταθερότητα των συμπλόκων σικονίνης/ΥΠ, ενώ χαρακτηρίζονται και από ικανοποιητικό προφίλ αποδέσμευσης. Για την παρασκευή νανοϊνών ηλεκτροϊνοποίησης χρησιμοποιήθηκαν τέσσερα βιοποικοδομήσιμα πολυμερή (CA, PLLA, PLGA 50:50 και PLGA 75:25), καθώς και διαφορετικές αρχικές συγκεντρώσεις σικονίνης και μίγματος εστέρων αλκαννίνης/σικονίνης. Οι παρασκευασθείσες νανοΐνες παρουσιάζουν ιδιαίτερα ικανοποιητική μορφολογία (με μεγέθη στην κλίμακα των νανομέτρων) και υψηλά ποσοστά εγκλεισμού που εξαρτώνται από τον τύπο του χρησιμοποιούμενου πολυμερούς και την αρχική συγκέντρωση φαρμακευτικής ουσίας. Το προφίλ αποδέσμευσης της δραστικής ουσίας είναι ικανοποιητικό, ενώ σε όλες τις περιπτώσεις παρατηρήθηκε έντονη αρχική αποδέσμευσή της (burst release) κατά τα πρώτα 60 λεπτά του πειράματος. Τα συστήματα μεταφοράς και αποδέσμευσης που αναπτύχθηκαν στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής εμφανίζουν ιδιαίτερα πλεονεκτήματα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ώστε να αυξηθεί ο θεραπευτικός δείκτης των δραστικών ουσιών που εγκλείστηκαν.

Preparation and Characterization of Stealth Archaeosomes Based on a Synthetic PEGylated Archaeal Tetraether Lipid

The present studies were focused on the formation and characterization of sterically stabilized archaeosomes made from a synthetic PEGylated archaeal lipid. In a first step, a synthetic archaeal tetraether bipolar lipid was functionalized with a poly(ethylene glycol), PEG, and (PEG45-Tetraether) with the aim of coating the archaeosome surface with a sterically stabilizing hydrophilic polymer. In a second step, Egg-PC/PEG45-Tetraether (90/10 wt%) archaeosomes were prepared, and their physicochemical characteristics were determined by dynamic light scattering (size, polydispersity), cryo-TEM (morphology), and by high-performance thin layer chromatography (lipid composition), in comparison with standard Egg-PC/PEG45-DSPE formulations. Further, a fluorescent dye, the carboxyfluorescein, was encapsulated into the prepared archaeosomes in order to evaluate the potential of such nanostructures as drug carriers. Release studies have shown that the stability of Egg-PC/PEG45-Tetraether-based archaeosomes is significantly higher at 37∘C than the one of Egg-PC/PEG45-DSPE-based liposomes, as evidenced by the slower release of the dye encapsulated into PEGylated archaeosomes. This enhanced stability could be related to the membrane spanning properties of the archaeal bipolar lipid as already described with natural or synthetic tetraether lipids.