Kompleksy inkluzyjne ezetymibu z β-cyklodekstrynami – przełom w rozpuszczalności

Jakie mechanizmy działania EZT i rola cyklodekstryn?

Ezetymib (EZT) jest lekiem stosowanym w leczeniu hipercholesterolemii poprzez hamowanie białka NPC1L1, które odpowiada za transport cholesterolu. Mechanizm działania EZT jest selektywny i ukierunkowany na hamowanie jelitowego wchłaniania steroli roślinnych związanych z cholesterolem żółciowym i pokarmowym, bez wpływu na wchłanianie witamin rozpuszczalnych w tłuszczach, triglicerydów czy kwasów żółciowych. W konsekwencji skutecznie obniża podwyższone poziomy cholesterolu całkowitego, LDL-C, Apo B i nie-HDL-C u pacjentów z hiperlipidemią. Pomimo tych korzyści terapeutycznych, EZT wykazuje niską rozpuszczalność ze względu na wysoką lipofilność (log P = 4,56), co skutkuje niską biodostępnością. Jednak dzięki dobrej przepuszczalności przez błony komórkowe, jest klasyfikowany jako lek klasy II w Biofarmaceutycznym Systemie Klasyfikacji (BCS), co wpływa na jego biodostępność po podaniu doustnym.

W celu poprawy rozpuszczalności i biodostępności leków słabo rozpuszczalnych, takich jak EZT, stosuje się różne techniki solubilizacji, w tym ko-krystalizację, nanostrukturalne nośniki lipidowe (NLCs), samonanoemulgujące systemy dostarczania leków (SNEDDSs), nanosuspensje oraz kompleksy inkluzyjne. Spośród tych metod, kompleksy inkluzyjne (ICs) z wykorzystaniem cyklodekstryn (CDs) są szeroko stosowanymi technologiami solubilizacji, oferującymi takie zalety jak poprawa rozpuszczalności w wodzie i stabilności fizykochemicznej leków, zapobieganie interakcjom lek-lek, minimalizacja podrażnień żołądkowo-jelitowych i ocznych oraz maskowanie smaku lub zapachu.

Cyklodekstryny są cyklicznymi oligosacharydami zbudowanymi z jednostek glukozy połączonych wiązaniami glikozydowymi α-1,4, tworzącymi kształt toroidalny z hydrofilowym zewnętrzem i hydrofobowym rdzeniem. CDs można klasyfikować na różne typy w zależności od liczby jednostek glukopiranozowych, z których α-CD, β-CD i γ-CD zawierają odpowiednio sześć, siedem i osiem jednostek glukopiranozowych. CDs wykazują hydrofilową powierzchnię zewnętrzną i hydrofobowy rdzeń, umożliwiając tworzenie kompleksów inkluzyjnych, w których hydrofilowe substancje aktywne mogą być umieszczone w hydrofobowej centralnej wnęce. Te kompleksy gość/gospodarz tworzone są głównie poprzez oddziaływania niekowalencyjne, takie jak oddziaływania hydrofobowe, wiązania wodorowe i siły van der Waalsa. Ta unikalna struktura CDs zwiększa rozpuszczalność, stabilność i przepuszczalność cząsteczek leków, tym samym zwiększając biodostępność poprzez poprawę stabilności, rozpuszczalności, zwilżalności i przepuszczalności.

CDs mogą również tworzyć kompleksy nie tylko z lekami, ale także z zanieczyszczeniami i innymi cząsteczkami docelowymi, wykorzystując swoją zdolność do przyjmowania różnych związków w swojej wnęce. CDs mogą być również chemicznie modyfikowane w celu poprawy ich rozpuszczalności i zmiany rozmiaru wewnętrznych wnęk, a syntetyczne pochodne są klasyfikowane na grupy hydrofilowe, hydrofobowe i jonizowalne. Wśród pochodnych β-CD znajdują się na przykład hydrofilowa hydroksypropylo-β-CD (HP-β-CD), hydrofobowa heptakis(2,6-di-O-metylo)-β-CD (DM-β-CD) i jonizowalny sulfobutyleter-β-CD (SBE-β-CD).

Jak przygotowano i oceniono kompleksy inkluzyjne?

Celem niniejszego badania było przygotowanie kompleksów z wykorzystaniem pochodnych β-CD w celu poprawy rozpuszczalności EZT. Najpierw pochodne β-CD zostały wybrane poprzez proces przesiewowy CD, a kompleksy EZT i CD przygotowano za pomocą suszenia rozpyłowego. Właściwości fizykochemiczne przygotowanych kompleksów potwierdzono za pomocą analiz XRD, FT-IR i SEM, z oceną rozpuszczalności. Następnie zidentyfikowano optymalne kompleksy inkluzyjne i zwizualizowano je za pomocą dokowania molekularnego.

Badanie fazowej rozpuszczalności leku przeprowadzono początkowo w obecności naturalnych CDs, umożliwiając ocenę pozornych stałych stabilności (K_s) i wybór naturalnej CD do dalszych badań pochodnych. Czysty EZT ma wewnętrzną rozpuszczalność (S_o) wynoszącą 0,43 µg/mL w wodzie. W diagramie fazowej rozpuszczalności α-CD nie wykazywała wzrostu rozpuszczalności wraz ze wzrostem stężenia, ale rozpuszczalność EZT wykazywała liniowy wzrost wraz ze wzrostem stężeń β-CD i γ-CD. Spośród nich β-CD wykazała najwyższą rozpuszczalność dla EZT, wynoszącą 9,31 ± 1,46 µg/mL przy stężeniu 15 mM. Dlatego wybrano β-CD i przeprowadzono dodatkowe badania fazowej rozpuszczalności z jej pochodnymi.

Zaobserwowano, że rozpuszczalność EZT wzrasta liniowo wraz ze wzrostem stężeń RM-β-CD, DM-β-CD, TM-β-CD, HP-β-CD i SBE-β-CD. Przy stężeniu 15 mM, RM-β-CD i DM-β-CD wykazywały podobną rozpuszczalność wynoszącą odpowiednio 42,89 ± 0,38 µg/mL i 45,35 ± 3,36 µg/mL, przy czym DM-β-CD wykazywała nieco wyższą rozpuszczalność. Następnie związki, które wykazywały wysoką rozpuszczalność, to kolejno HP-β-CD (23,08 ± 0,33 µg/mL), SBE-β-CD (16,13 ± 0,18 µg/mL) i TM-β-CD (2,10 ± 0,02 µg/mL).

Według klasyfikacji Higuchi-Connors, wszystkie pochodne β-CD w tym eksperymencie odpowiadały krzywym typu A_L o nachyleniach mniejszych niż 1, co sugeruje, że stosunek stechiometryczny między EZT a pochodnymi β-CD wynosił 1:1. Obliczone wyniki pokazują, że DM-β-CD (7333,03 ± 417,29 M⁻¹) > RM-β-CD (7023,74 ± 253,70 M⁻¹) > HP-β-CD (3718,10 ± 318,19 M⁻¹) > SBE-β-CD (2590,76 ± 258,70 M⁻¹) > TM-β-CD (281,43 ± 68,88 M⁻¹), które mieszczą się w ogólnie raportowanym zakresie dla K_s β-CD, 10~100 000 M⁻¹. Im wyższa wartość K_s, tym silniejsze wiązanie między gospodarzem a gościem (co wskazuje na dobrą interakcję między lekiem a CD), a tym samym bardziej stabilny kompleks, który się tworzy.

Zmiana energii swobodnej Gibbsa (ΔG) podczas procesu inkluzji jest parametrem, który może być używany do określenia stabilności i spontaniczności kompleksu. Zarówno β-CD, jak i jej pochodne wykazywały wartości ujemne, wskazując, że tworzenie kompleksu zachodzi spontanicznie. ΔG miała większą wartość ujemną wraz ze wzrostem wartości K_s. Sugeruje to, że im większa ujemna wartość G, tym wyższe powinowactwo wiązania między EZT a CD i tym wyższa stabilność kompleksu. Jednak wśród pochodnych β-CD, TM-β-CD wykazywała niższe K_s i mniejszą ujemną wartość ΔG dla EZT niż macierzysta β-CD. Jest to spowodowane unikalną średnicą wnęki TM-β-CD, gdzie macierzysta β-CD ma średnice 6,0 Å na wąskiej krawędzi i 6,5 Å na szerszej krawędzi, podczas gdy TM-β-CD ma średnice 4,0 Å na wąskiej krawędzi i 7,0 Å na przeciwległej szerszej krawędzi. Średnica wąskiej krawędzi TM-β-CD jest uważana za nieodpowiednią do tworzenia kompleksu inkluzyjnego z EZT, co prawdopodobnie tłumaczy zaobserwowane wyniki.

W celu dalszego sprawdzenia stosunku stechiometrycznego kompleksów inkluzyjnych, skonstruowano wykres Joba. W wykresie Joba wartość R przy najwyższej wartości ΔA × R wskazuje na stechiometrię kompleksu. W tym badaniu R = 0,5, co wskazuje, że EZT tworzył kompleks ze wszystkimi CDs użytymi w eksperymencie w stosunku stechiometrycznym 1:1. Wyniki te są zgodne z wnioskami wyciągniętymi z badań fazowej rozpuszczalności. W związku z tym kompleksy inkluzyjne EZT/CD przygotowano w stosunku 1:1.

Jakie techniki charakteryzują właściwości kompleksów EZT/CD?

Badano nasyconą rozpuszczalność proszku EZT i przygotowanych kompleksów inkluzyjnych EZT/CD w wodzie destylowanej i roztworach o fizjologicznych warunkach pH 1,2, 4,0 i 6,8. Proszek EZT wykazywał bardzo niską rozpuszczalność, około 0,4 μg/mL, we wszystkich roztworach. Jednak przygotowane kompleksy inkluzyjne EZT/CD wykazywały wyższą rozpuszczalność niż proszek EZT we wszystkich roztworach, z tendencją do poprawy rozpuszczalności wraz ze wzrostem stosunku molowego CD. Dodatkowo, proszek EZT i przygotowane kompleksy inkluzyjne EZT/CD wykazywały podobną rozpuszczalność w różnych warunkach pH, co wskazuje, że wzorzec rozpuszczalności jest niezależny od pH, zarówno dla proszku EZT, jak i jego kompleksacji inkluzyjnej z CD.

W porównaniach między kompleksami inkluzyjnymi EZT/CD, EZT/RM-β-CD i EZT/DM-β-CD wykazywały podobną rozpuszczalność, pokazując porównywalną rozpuszczalność nawet przy tych samych stosunkach molowych. Wynik ten przypisuje się ich podobnym wartościom K_s, prowadzącym do podobnych efektów solubilizacji. Jednak EZT/HP-β-CD i EZT/SBE-β-CD wykazywały niższą rozpuszczalność, prawdopodobnie z powodu niewystarczającego powinowactwa wynikającego z niższych wartości K_s. Dlatego oczekuje się, że HP-β-CD i SBE-β-CD używane w poprzednich badaniach nie będą mogły wywołać znacznego efektu poprawy rozpuszczalności niż RM-β-CD lub DM-β-CD podczas przygotowywania kompleksu inkluzyjnego z EZT. Można to postrzegać jako dalszy postęp w wyborze optymalnego kompleksu inkluzyjnego, który może zmaksymalizować poprawę rozpuszczalności dla EZT. Wśród kompleksów inkluzyjnych pochodnych β-CD z EZT, EZT/SBE-β-CD wykazywał najniższe wyniki rozpuszczalności i był przygotowywany i testowany pod kątem rozpuszczalności tylko przy stosunkach molowych od 1/1 do 1/3. Kompleksy inkluzyjne o wyższych stosunkach molowych nie były przygotowywane dla EZT/SBE-β-CD ze względu na znacznie niższą rozpuszczalność niż inne kompleksy inkluzyjne EZT/CD, co doprowadziło do jego wykluczenia.

W celu potwierdzenia tworzenia kompleksów inkluzyjnych (ICs) między EZT a CD, zastosowano analizę dyfrakcji rentgenowskiej proszku (PXRD). Wzór PXRD EZT wykazywał kilka ostrych pików dyfrakcyjnych przy kątach 2θ 16,55°, 19,19°, 20,36°, 22,51°, 23,77°, 24,08°, 25,54° i 29,88°, wskazując, że EZT jest lekiem krystalicznym. Z kolei pochodne β-CD nie wykazywały żadnych charakterystycznych pików dyfrakcyjnych, co sugeruje, że są w stanie amorficznym. Mieszaniny fizyczne (PMs) EZT i CD wykazywały wzory PXRD, gdzie krystaliczny wzór EZT był nałożony na amorficzny wzór CD. Jednak w dyfraktogramach PXRD kompleksów inkluzyjnych EZT/CD krystaliczny wzór EZT zniknął i zaobserwowano amorficzny wzór PXRD. Ta zmiana wskazuje na tworzenie się kompleksów inkluzyjnych z powodu interakcji między EZT a CD, a także amorfizację samego leku ułatwioną przez proces suszenia rozpyłowego.

Do badania mikrostruktury i morfologii powierzchni kompleksów inkluzyjnych wykorzystano mikroskopię elektronową skaningową (SEM). Zaobserwowano, że EZT ma nieregularny kształt wielokątny. Pochodne β-CD miały niemal sferyczny kształt. Mieszaniny fizyczne (PMs) przygotowano przez zmieszanie EZT i CD w stosunku molowym 1:1 w stanie stałym, z EZT obecnym na powierzchni CD i bez zaobserwowanych zmian strukturalnych. Sugeruje to, że nie ma interakcji inkluzyjnej między EZT a pochodnymi β-CD w stanie stałym. W przeciwieństwie do mieszanin fizycznych, w kompleksach inkluzyjnych EZT/CD zaobserwowano zmiany morfologiczne EZT i CD. Kompleksy inkluzyjne o stosunku molowym 1:1 wykazywały niemal sferyczne cząstki, podczas gdy kompleksy inkluzyjne o stosunku molowym 1:6 wykazywały morfologię bliższą włóknom. Uważa się, że jest to spowodowane tym, że lepkość wzrasta wraz z ilością polisacharydów, takich jak CD, co skutkuje formą włóknistą z powodu wysokiej lepkości spowodowanej nadmierną ilością CD podczas suszenia rozpyłowego. Wszystkie kompleksy inkluzyjne wykazywały zmiany w formie cząstek leku, sygnalizując pojawienie się nowej fazy stałej. W konsekwencji, transformacja morfologiczna kompleksów inkluzyjnych EZT/CD w porównaniu z EZT wskazuje na interakcje między EZT a CD.

Analizę FT-IR przeprowadzono w celu potwierdzenia interakcji inkluzyjnych między EZT a CD. W proszku EZT zaobserwowano silne pasma absorpcyjne przy 3430 cm⁻¹ i 3265 cm⁻¹ (drgania rozciągające O-H), 1728 cm⁻¹ (drganie rozciągające C=O β-laktamu), 1509 cm⁻¹ (drganie rozciągające pierścienia benzenowego C=C), 1399 cm⁻¹ i 1224 cm⁻¹ (drganie rozciągające C–F) oraz 832 cm⁻¹ (drganie pierścienia benzenowego podstawionego w pozycji para). W mieszaninach fizycznych, z wyjątkiem pików 1728 cm⁻¹ i 1509 cm⁻¹ EZT, pozostałe piki nie były widoczne z powodu pików CD. Widmo wyglądało podobnie do kombinacji EZT i CD bez obserwowalnych zmian, co sugeruje brak interakcji. Jednak w kompleksach inkluzyjnych EZT/CD zaobserwowano zauważalne zmiany w głównych pikach. W kompleksie inkluzyjnym EZT/DM-β-CD o stosunku molowym 1/6, pik 1728 cm⁻¹ EZT przesunął się najbardziej do 1745 cm⁻¹, a stopień przesunięcia liczby falowej zwiększał się wraz z wyższymi stosunkami molowymi CD. Wskazuje to, że wymienione grupy są bezpośrednio zaangażowane w tworzenie kompleksów inkluzyjnych. Dodatkowo, zaobserwowano we wszystkich kompleksach inkluzyjnych EZT/CD, że piki przy 1728 cm⁻¹ i 1509 cm⁻¹ zmniejszały się wraz ze wzrostem stosunku molowego CD. Sugeruje to, że EZT jest zawarty we wnęce CD z powodu interakcji między tymi grupami a CD, powodując, że piki EZT są przesłonięte, oraz że większa inkluzja występuje przy wyższych stosunkach molowych CD.

Czy wyniki in vitro i symulacje potwierdzają skuteczność kompleksacji?

Ponieważ EZT wykazywał podobną rozpuszczalność w roztworach w warunkach fizjologicznych, przeprowadzono test rozpuszczania in vitro dla kompleksów inkluzyjnych EZT/CD w wodzie przez okres 2 godzin. Aby ocenić zachowanie rozpuszczania, porównano je z proszkiem EZT i produktem komercyjnym (tabletka Ezetrol). Niska rozpuszczalność proszku EZT sprawiła, że był on niewykrywalny, a produkt komercyjny wykazywał ograniczoną rozpuszczalność, z końcowym punktem rozpuszczenia 0,42 ± 0,05 μg/mL. Kompleksy inkluzyjne EZT/CD wykazywały tendencję do zwiększania rozpuszczalności wraz z wyższymi stosunkami molowymi CD. Dla EZT/SBE-β-CD, stosunek molowy kompleksu inkluzyjnego EZT/SBE-β-CD był przygotowywany i testowany tylko do 1/3, podobnie jak w eksperymencie rozpuszczalności nasyconej. W rezultacie wszystkie stosunki kompleksów inkluzyjnych wykazywały niższą rozpuszczalność niż produkt komercyjny. Jednak wśród innych kompleksów inkluzyjnych, z wyłączeniem SBE-β-CD, te o stosunku molowym 1/2 lub wyższym wykazywały większą rozpuszczalność niż produkt komercyjny, z wyższymi początkowymi szybkościami rozpuszczania i rozpuszczalnością zaobserwowanymi wraz ze wzrostem stosunku molowego CD.

Kompleksy inkluzyjne EZT/RM-β-CD i EZT/DM-β-CD wykazywały podobną rozpuszczalność, z końcowym punktem rozpuszczenia wynoszącym 4,92 ± 0,39 μg/mL dla kompleksu inkluzyjnego EZT/RM-β-CD i 4,91 ± 0,11 μg/mL dla kompleksu inkluzyjnego EZT/DM-β-CD przy stosunku molowym 1/6. Prawdopodobnie było to spowodowane podobnymi stopniami podstawienia (DS) tych dwóch pochodnych β-CD (RM-β-CD DS: 12 i DM-β-CD DS: 14), co skutkowało podobnymi efektami solubilizacji. W kompleksie inkluzyjnym o stosunku molowym 1/6, kompleks inkluzyjny EZT/HP-β-CD wykazywał poprawioną rozpuszczalność z końcowym punktem rozpuszczenia 3,83 ± 0,21 μg/mL, chociaż było to niższe niż w przypadku metylowanych CD. Mogło to być spowodowane metylacją pierścienia CD przez hydrofobowe grupy metylowe, co rozszerza hydrofobową wnękę i czyni wnętrze bardziej hydrofobowym, co skutkuje wyższą rozpuszczalnością dla metylowanych kompleksów inkluzyjnych EZT/CD. Ogólnie obserwowano tendencję do zwiększania rozpuszczalności wraz z wyższymi stosunkami molowymi CD, podobnie jak tendencja rozpuszczalności zaobserwowana w wynikach rozpuszczalności nasyconej. Z wyjątkiem kompleksu inkluzyjnego EZT/SBE-β-CD, inne kompleksy inkluzyjne EZT/CD o stosunku molowym 1/2 lub wyższym wykazywały większą rozpuszczalność niż proszek EZT i produkt komercyjny, wskazując, że kompleksacja z RM-β-CD, DM-β-CD i HP-β-CD może poprawić niską rozpuszczalność EZT, potencjalnie zwiększając absorpcję doustną.

Przeprowadzono symulacje dokowania molekularnego w celu wizualizacji i uzyskania molekularnego wglądu w potencjalne kompleksy inkluzyjne między EZT a CD. Uzyskano zwizualizowane struktury dokowania molekularnego o najniższej energii dla każdego kompleksu inkluzyjnego EZT/CD, potwierdzając, że EZT był zawarty w CD. W przypadku kompleksu inkluzyjnego EZT/RM-β-CD, atomy tlenu grup hydroksylowych i metylowanych grup metoksylowych CD tworzyły wiązania wodorowe z polarnymi atomami wodoru EZT, przy czym oba polarne atomy wodoru w cząsteczce EZT uczestniczyły w wiązaniach wodorowych. W przypadku kompleksu inkluzyjnego EZT/DM-β-CD, polarny wodór EZT tworzył wiązania wodorowe tylko z atomami tlenu metylowanych grup metoksylowych CD i, podobnie jak w przypadku kompleksu inkluzyjnego EZT/RM-β-CD, oba polarne atomy wodoru w cząsteczce EZT były zaangażowane w wiązania wodorowe.

W przeciwieństwie do poprzednich dwóch kompleksów inkluzyjnych EZT/CD, w kompleksach inkluzyjnych EZT/HP-β-CD i EZT/SBE-β-CD zaobserwowano tylko jedno wiązanie wodorowe między polarnym wodorem EZT a atomem tlenu hydroksylowym CD; dodatkowo długości wiązań wodorowych tych dwóch kompleksów inkluzyjnych EZT/CD były dłuższe, wynoszące odpowiednio 2,26 Å i 2,19 Å, niż w poprzednich kompleksach inkluzyjnych EZT/CD. Sugeruje to, że kompleksy inkluzyjne metylowanych pochodnych β-CD wiążą się silniej i stabilniej niż kompleksy inkluzyjne innych pochodnych β-CD.

Aby porównać stabilność i stopień interakcji kompleksów inkluzyjnych EZT/CD, obliczono różne energie, takie jak energia van der Waalsa, energia wiązań wodorowych, energia desolwatacji, energia elektrostatyczna, swobodna energia torsyjna i energia układu niezwiązanego, aby uzyskać końcową energię międzycząsteczkową i oszacować swobodną energię wiązania. Bardziej ujemna końcowa energia międzycząsteczkowa wskazuje na wyższą stabilność, a bardziej ujemna oszacowana swobodna energia wiązania odzwierciedla większą spontaniczność w tworzeniu kompleksu, wskazując na silne interakcje między lekiem a CD. W rezultacie, równania liniowe zostały określone jako y = −0,0004x − 5,957 dla oszacowanej swobodnej energii wiązania i y = −0,0004x − 8,344 dla końcowej energii międzycząsteczkowej. Ponieważ niższe wartości energii wskazują na silniejsze interakcje, wzrost wartości K_s odpowiada spadkowi wartości energii, wykazując ujemną korelację. Po narysowaniu linii trendu dla punktów danych, wartości R² były wszystkie powyżej 0,77, wskazując na silną korelację między dwoma typami energii a K_s. Dodatkowo, trendy w dwóch wartościach energii dla każdego kompleksu inkluzyjnego EZT/CD były zgodne z tymi zaobserwowanymi w eksperymentach rozpuszczalności nasyconej i testach rozpuszczania, służąc jako dane wspierające dla różnic rozpuszczalności między kompleksami inkluzyjnymi EZT/CD.

Jakie wnioski płyną z badań nad kompleksacją EZT z β-CD?

Podsumowując, badanie miało na celu poprawę rozpuszczalności EZT poprzez wykorzystanie pochodnych β-CD do przygotowania kompleksów. Oceny fazowej rozpuszczalności i wykresu Joba ujawniły, że EZT wykazywał wysoką pozorną stałą stabilności z β-CD, a większość jej pochodnych wykazywała jeszcze wyższe pozorne stałe stabilności. Stosunek stechiometryczny między EZT a CD został potwierdzony jako 1:1. Za pomocą suszenia rozpyłowego przygotowano kompleksy o różnych stosunkach molowych z pochodnymi β-CD, które wykazały wysokie pozorne stałe stabilności. Oceniono właściwości fizykochemiczne przygotowanych kompleksów, a następnie przeprowadzono ocenę rozpuszczalności nasyconej. Wraz ze wzrostem stosunku molowego CD, rozpuszczalność miała tendencję do wzrostu. Kompleks inkluzyjny EZT/RM-β-CD i kompleks inkluzyjny EZT/DM-β-CD wykazywały podobną rozpuszczalność, a następnie kompleks inkluzyjny EZT/HP-β-CD i kompleks inkluzyjny EZT/SBE-β-CD w malejącej kolejności rozpuszczalności.

Testy rozpuszczania in vitro wykazały, że z wyjątkiem kompleksu inkluzyjnego EZT/SBE-β-CD, kompleksy o stosunkach molowych 1:2 lub wyższych miały większą rozpuszczalność niż proszek EZT i produkty komercyjne, z podobną tendencją zaobserwowaną w ocenie rozpuszczalności nasyconej. Przeprowadzono symulacje dokowania molekularnego w celu wizualizacji i uzyskania molekularnego wglądu w przygotowane kompleksy. Wyniki potwierdzają, że EZT był zawarty w CD, z tworzeniem wiązań wodorowych między dwiema cząsteczkami. Ponadto, wartości energii wiązania obliczone poprzez symulacje wykazały tendencję do dużych wartości ujemnych, podobnych do tych z ocen rozpuszczalności.

Dodatkowo, większość poprzednich badań oceniała kompleksy z HP-β-CD po przygotowaniu, przyczyniając się do poprawy rozpuszczalności. Jednak w tym badaniu odkrycie metylowanych kompleksów CD, które wykazują wyższą rozpuszczalność niż HP-β-CD, i ich ocena poprzez dokowanie molekularne dodatkowo zwiększyły wkład w badania nad kompleksami inkluzyjnymi ezetymibu. Kompleksy utworzone między EZT a pochodnymi β-CD, o zwiększonej rozpuszczalności, sugerują potencjał do rozwoju jako doustne formy stałe do bardziej skutecznego leczenia hiperlipidemii w przyszłości.

Podsumowanie

Badanie koncentrowało się na poprawie rozpuszczalności ezetymibu (EZT) poprzez tworzenie kompleksów inkluzyjnych z pochodnymi β-cyklodekstryn (β-CD). Kluczowe ustalenia obejmują:

– Czysty EZT wykazuje bardzo niską rozpuszczalność (0,4 μg/mL) we wszystkich badanych roztworach

– Najwyższą skuteczność w tworzeniu kompleksów wykazały DM-β-CD i RM-β-CD, osiągając rozpuszczalność około 45 μg/mL przy stężeniu 15 mM

– Wszystkie kompleksy tworzyły się w stosunku stechiometrycznym 1:1

– Kompleksy o stosunku molowym 1:2 lub wyższym wykazywały lepszą rozpuszczalność niż produkt komercyjny

– Metylowane pochodne β-CD (DM-β-CD i RM-β-CD) okazały się najbardziej efektywne w poprawie rozpuszczalności EZT, przewyższając dotychczas stosowaną HP-β-CD

Wyniki sugerują potencjał do rozwoju bardziej skutecznych form doustnych EZT w leczeniu hiperlipidemii.

Bibliografia

Cho Dae-Yeong, Lee Jeong-Gyun, Kim Moon-Jung, Cho Hyuk-Jun, Cho Jung-Hyun and Kim Kyeong-Soo. Approaches for Inclusion Complexes of Ezetimibe with Cyclodextrins: Strategies for Solubility Enhancement and Interaction Analysis via Molecular Docking. International Journal of Molecular Sciences 2025, 26(4), 989-998. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms26041686.