Tip 2 diyabet tedavisinde kullanılmak üzere oral yolla uygulanacak protein/peptit içeren kendiliğinden emülsifiye olan nanoformülasyonunun geliştirilmesi, ın vitro/ın vivo değerlendirilmesi
Development of oral self emulsifying nanoformulation containing protein / peptite for type 2 diabetes treatment, in vitro / in vivo evaluation
Yazar: MERVE ÇELİK TEKELİ
Danışman: PROF. DR. FATMA NEVİN ÇELEBİ ; DOÇ. DR. YEŞİM AKTAŞ
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Biyolojik yararlılık = Biological availability ; Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Diabetes mellitus-tip 2 = Diabetes mellitus-type 2 ; Emülsiyonlar = Emulsions ; Farmakokinetik = Pharmacokinetics ; Farmakokinetik = Pharmacokinetics ; Geçirgenlik = Permeability ; Lipoliz = Lipolysis ; İlaç formülleri = Formularies ; İlaç üretimi = Drug production

Özet:
Tez çalışmamızın temel amacı; tip 2 diyabet tedavisinde kullanılan peptit yapılı bir molekül olan exendin-4'ün oral yoldan uygulanmak üzere kendiliğinden nanoemülsifiye olan sistemlerinin (SNEDDS) geliştirilmesi ve karakterizasyonunun incelenmesi, in vitro/in vivo olarak değerlendirilmesidir. Önformülasyon çalışmaları sonucunda en uygun formülasyon %15 etil oleat, %42,5 Cremophor EL®, %21,25 Labrasol®: %21,25 propilen glikol içeren exendin-4 yüklü H5 formülasyonu olarak belirlenmiştir. Exendin-4 yüklü H5 formülasyonunun 50 mL bidistile su ile seyreltilmesi sonucu damlacık büyüklüğü 24,28±0,43 nm, polidispersite indeksi 0,17 ± 0,01, zeta potansiyeli -1,28±3,61 mV, viskozitesi 79,60±3,30 m.Pas, pH'sı 5,40±0,00, türbiditesi 6,37±0,00 ve yükleme etkinliği %88,25±0,00 bulunmuştur. Uzun süreli stabilite çalışmaları sonucunda exendin-4 yüklü SNEDDS ve enzim inhibitörü olarak ilave edilen exendin-4/kimostatin yüklü SNEDDS'lerin damlacık büyüklüğü ve polidispersite indeksi sonuçlarında anlamlı bir değişiklik gözlenmemiştir (p>0.05). In vitro salım çalışmaları sonucunda exendin-4 yüklü H5 SNEDDS'lerde pH 6,8'de 2. saatin sonunda yığılmalı salınan exendin-4 %73,79 bulunmuştur. Lipoliz çalışmaları sonuçlarına göre açlık ve tokluk koşullarında formülasyonlarda kullanılan etil oleatın yavaş sindirildiği bulunmuştur. Caco-2 hücreleriyle yapılan sitotoksisite ve intestinal permeabilite çalışması sonucunda, exendin-4 yüklü SNEDDS ve exendin-4/kimostatin yüklü SNEDDS'lerin Caco-2 hücrelerine sitotoksik etki göstermediği ve exendin-4'ün Caco-2 hücrelerinden permeabilitesini artırdığı bulunmuştur. In vivo çalışmalarda exendin-4 ve exendin-4/kimostatin içeren SNEDDS'lerle, Byetta® (sc)'ya yakın bir farmakodinamik cevap elde edildiği, formülasyona kimostatinin ilavesinin exendin-4'ü enzimatik parçalanmaya karşı koruyarak kan glikoz seviyesinde daha fazla bir düşüşe neden olduğu bulunmuştur. Sonuç olarak, in vitro/in vivo çalışmalar sonucunda peptit/proteinlerin oral biyoyararlanımını artırmada SNEDDS formülasyonlarının ve enzim inhibitörleriyle kombinasyon halinde kullanımlarının ümit verici olduğu düşünülmektedir.

Abstract:
The aim of thesis is to development and characterization of self nanoemulsifying system for oral administration of exendin-4 which is a peptide molecule used in the treatment of type 2 diabetes, and evaluation in vitro / in vivo. As a result of the preformulation studies, the most suitable formulation was determined as exendin-4 loaded H5 formulation containing 15% ethyl oleate, 42.5% Cremophor EL®, 21.25% Labrasol®: 21.25% propylene glycol. The droplet size was found 24,28 ± 0,43 nm, polydispersity index was found 0,17 ± 0,01, zeta potential was found -1,28 ± 3,61 mV, viscosity was found 79,60 ± 3.30 m.Pas, pH was found 5.40 ± 0.00, turbidity was found 6.37 ± 0.00 and encapsulation efficiency was found 88.25 ± 0.00% for exendin-4 loaded H5 formulation as a result of dilution of with 50 mL bidistile water. In long-term stability studies, no significant differences were found in droplet size and polydispersity index results for exendin-4 and exendin-4/ enzyme inhibitor chymostatin loaded SNEDDS (p>0.05). As a result of the in vitro release studies, the cumulative release of exendin-4 at pH 6.8 was found to be 73.79% at the end of the 2nd hour for exendin-4 loaded H5 SNEDDS. According to the results of lipolysis studies, ethyl oleate used in formulations was found to be digested slowly in fasted and fed conditions. As a result of the study of cytotoxicity and intestinal permeability with Caco-2 cells, it was found that exendin-4 and exendin-4/chymostatin loaded SNEDDS did not show cytotoxic effect on Caco-2 cells and increased permeability of exendin-4 across Caco-2 cells. In vivo studies, it was found that pharmacodynamic response was obtained close to Byetta® (sc) with SNEDDS containing exendin-4 and exendin-4/chymostatin. The addition of chymostatin to the formulation provided further decrease in blood glucose level by protecting exendin-4 against enzymatic degradation. In conclusion, SNEDDS formulations and their use in combination with enzyme inhibitors are thought to be promising in increasing the oral bioavailability of peptide/proteins as a result of in vitro/in vivo studies.