Published August 21, 2023 | Version v1
Publication Open

Design, optimization, and in vivo evaluation of invasome-mediated candesartan for the control of diabetes-associated atherosclerosis

Creators

  • 1. Beni-Suef University
  • 2. Nahda University

Description

Abstract Atherosclerosis is an inflammatory disease characterized by the accumulation of arterial plaque. Diabetes mellitus stands out as a major risk factor for atherosclerosis. Candesartan is a potent angiotensin II receptor antagonist that enhances arterial blood flow and reduces insulin resistance. However, oral candesartan has limited activity because of its low bioavailability, water solubility, hepatic first-pass degradation, and efficacy. The current study aims to develop nasal candesartan-loaded invasome (CLI) drops to improve candesartan's permeation, release, and bioavailability as a potential treatment for diabetes-associated atherosclerosis. Design expert software was used to prepare various CLI formulations to determine the impact of the concentrations of ethanol, cineole, and phospholipid. The desirability index was used to estimate the optimized formulation composition to maximize entrapment efficiency and minimize vesicle size. The optimized formulation had a 1% ethanol concentration, a 1.5% cineole concentration, and a 2.32% phospholipid concentration. The selected optimized formulation was then tested in a rat model of diabetes and atherosclerosis to evaluate its activity. The results showed that nasal CLI drops significantly raised serum HDL levels by a ratio of 1.42 and lowered serum glucose, cholesterol, triglycerides, LDL, and VLDL levels by 69.70%, 72.22%, 36.52%, 58.0%, and 65.31%, respectively, compared with diabetic atherosclerotic rats, throwing an insight on the potential for promising anti-diabetic and anti-atherosclerotic activities. Additionally, atherosclerotic lesions were improved in rats treated with CLI, as shown in histopathology. In conclusion, the results of this investigation showed that treatment with nasal CSN-loaded invasome formulation drops prevented the initiation and progression of diabetes-associated atherosclerosis. Graphical Abstract

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تصلب الشرايين التجريدي هو مرض التهابي يتميز بتراكم البلاك الشرياني. يبرز مرض السكري كعامل خطر رئيسي لتصلب الشرايين. كانديسارتان هو مضاد قوي لمستقبلات الأنجيوتنسين II يعزز تدفق الدم الشرياني ويقلل من مقاومة الأنسولين. ومع ذلك، فإن الشمعدان الفموي له نشاط محدود بسبب انخفاض التوافر الحيوي، وقابلية الذوبان في الماء، وتدهور المرور الأول للكبد، والفعالية. تهدف الدراسة الحالية إلى تطوير قطرات غازية أنفية محملة بالكانديسارتان (CLI) لتحسين تغلغل الكانديسارتان وإطلاقه وتوافره الحيوي كعلاج محتمل لتصلب الشرايين المرتبط بالسكري. تم استخدام برنامج خبير التصميم لإعداد تركيبات واجهة سطر الأوامر المختلفة لتحديد تأثير تركيزات الإيثانول وسينول والفوسفوليبيد. تم استخدام مؤشر الرغبة لتقدير تركيبة التركيبة المحسنة لزيادة كفاءة الاحتباس وتقليل حجم الحويصلة. كانت التركيبة المحسنة تحتوي على تركيز إيثانول بنسبة 1 ٪، وتركيز سينول بنسبة 1.5 ٪، وتركيز شحوم فوسفورية بنسبة 2.32 ٪. ثم تم اختبار التركيبة المحسنة المختارة في نموذج الفئران لمرض السكري وتصلب الشرايين لتقييم نشاطها. أظهرت النتائج أن CLI الأنفي يخفض مستويات HDL في المصل بنسبة 1.42 ويخفض مستويات الجلوكوز في المصل والكوليسترول والدهون الثلاثية و LDL و VLDL بنسبة 69.70 ٪ و 72.22 ٪ و 36.52 ٪ و 58.0 ٪ و 65.31 ٪ على التوالي، مقارنة بالفئران المصابة بتصلب الشرايين السكري، مما يلقي نظرة ثاقبة على إمكانات الأنشطة الواعدة المضادة للسكري والمضادة لتصلب الشرايين. بالإضافة إلى ذلك، تم تحسين آفات تصلب الشرايين في الفئران التي عولجت بـ CLI، كما هو موضح في علم التشريح المرضي. في الختام، أظهرت نتائج هذا التحقيق أن العلاج بقطرات التركيبة الغازية المحملة بـ CSN الأنفية منع بدء وتطور تصلب الشرايين المرتبط بمرض السكري. الملخص الرسومي

Translated Description (French)

Résumé L'athérosclérose est une maladie inflammatoire caractérisée par l'accumulation de plaque artérielle. Le diabète sucré se distingue comme un facteur de risque majeur d'athérosclérose. Le candésartan est un puissant antagoniste des récepteurs de l'angiotensine II qui améliore le flux sanguin artériel et réduit la résistance à l'insuline. Cependant, le candésartan oral a une activité limitée en raison de sa faible biodisponibilité, de sa solubilité dans l'eau, de sa dégradation hépatique de premier passage et de son efficacité. La présente étude vise à développer des gouttes nasales d'invasome chargées de candésartan (CLI) pour améliorer la perméation, la libération et la biodisponibilité du candésartan en tant que traitement potentiel de l'athérosclérose associée au diabète. Un logiciel expert en conception a été utilisé pour préparer diverses formulations CLI afin de déterminer l'impact des concentrations d'éthanol, de cinéole et de phospholipide. L'indice de désirabilité a été utilisé pour estimer la composition de formulation optimisée afin de maximiser l'efficacité du piégeage et de minimiser la taille des vésicules. La formulation optimisée avait une concentration en éthanol de 1%, une concentration en cinéole de 1,5% et une concentration en phospholipides de 2,32%. La formulation optimisée sélectionnée a ensuite été testée dans un modèle de diabète et d'athérosclérose chez le rat pour évaluer son activité. Les résultats ont montré que les gouttes nasales de CLI augmentaient significativement les taux sériques de HDL d'un rapport de 1,42 et abaissaient les taux sériques de glucose, de cholestérol, de triglycérides, de LDL et de VLDL de 69,70 %, 72,22 %, 36,52 %, 58,0 % et 65,31 %, respectivement, par rapport aux rats athérosclérotiques diabétiques, ce qui donnait un aperçu du potentiel d'activités antidiabétiques et anti-athérosclérotiques prometteuses. De plus, les lésions athérosclérotiques ont été améliorées chez les rats traités par ICL, comme le montre l'histopathologie. En conclusion, les résultats de cette enquête ont montré que le traitement avec des gouttes de formulation invasomales nasales chargées de CSN empêchait l'initiation et la progression de l'athérosclérose associée au diabète. Résumé graphique

Translated Description (Spanish)

Resumen La aterosclerosis es una enfermedad inflamatoria caracterizada por la acumulación de placa arterial. La diabetes mellitus destaca como un importante factor de riesgo para la aterosclerosis. El candesartán es un potente antagonista del receptor de la angiotensina II que mejora el flujo sanguíneo arterial y reduce la resistencia a la insulina. Sin embargo, el candesartán oral tiene una actividad limitada debido a su baja biodisponibilidad, solubilidad en agua, degradación hepática de primer paso y eficacia. El estudio actual tiene como objetivo desarrollar gotas nasales de invasoma cargado con candesartán (CLI) para mejorar la permeación, liberación y biodisponibilidad del candesartán como un posible tratamiento para la aterosclerosis asociada a la diabetes. Se utilizó un software experto en diseño para preparar varias formulaciones de CLI para determinar el impacto de las concentraciones de etanol, cineol y fosfolípido. El índice de deseabilidad se utilizó para estimar la composición de la formulación optimizada para maximizar la eficiencia de atrapamiento y minimizar el tamaño de la vesícula. La formulación optimizada tenía una concentración de etanol del 1%, una concentración de cineol del 1,5% y una concentración de fosfolípidos del 2,32%. La formulación optimizada seleccionada se probó luego en un modelo de rata de diabetes y aterosclerosis para evaluar su actividad. Los resultados mostraron que la CLI nasal disminuyó significativamente los niveles séricos de HDL en una proporción de 1,42 y disminuyó los niveles séricos de glucosa, colesterol, triglicéridos, LDL y VLDL en un 69,70%, 72,22%, 36,52%, 58,0% y 65,31%, respectivamente, en comparación con las ratas ateroscleróticas diabéticas, lo que arroja una idea sobre el potencial de actividades antidiabéticas y antiateroscleróticas prometedoras. Además, las lesiones ateroscleróticas mejoraron en ratas tratadas con CLI, como se muestra en histopatología. En conclusión, los resultados de esta investigación mostraron que el tratamiento con gotas nasales de formulación de invasoma cargado con CSN previno el inicio y la progresión de la aterosclerosis asociada a la diabetes.

Files

s13346-023-01412-w.pdf.pdf

Files (4.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:5b61763efef86e5180dd4805508391bc
4.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تصميم الكانديسارتان وتحسينه وتقييمه في الجسم الحي للسيطرة على تصلب الشرايين المرتبط بمرض السكري
Translated title (French)
Conception, optimisation et évaluation in vivo du candésartan à médiation invasomique pour le contrôle de l'athérosclérose associée au diabète
Translated title (Spanish)
Diseño, optimización y evaluación in vivo de candesartán mediado por invasoma para el control de la aterosclerosis asociada a la diabetes

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4386022524
DOI
10.1007/s13346-023-01412-w

Is supplement to
https://openalex.org/W4301156385 (Other)
https://openalex.org/W4233383208 (Other)
https://openalex.org/W2395803290 (Other)
https://openalex.org/W2390193952 (Other)
https://openalex.org/W2171797634 (Other)
https://openalex.org/W2170143689 (Other)
https://openalex.org/W2109896298 (Other)
https://openalex.org/W2043820387 (Other)
https://openalex.org/W2041164650 (Other)
https://openalex.org/W1990044643 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1833436358
  • https://openalex.org/W1868788569
  • https://openalex.org/W1978409124
  • https://openalex.org/W2018785523
  • https://openalex.org/W2022030431
  • https://openalex.org/W2026437193
  • https://openalex.org/W2027302175
  • https://openalex.org/W2034921827
  • https://openalex.org/W2045762444
  • https://openalex.org/W2045903001
  • https://openalex.org/W2057651652
  • https://openalex.org/W2071066234
  • https://openalex.org/W2076547026
  • https://openalex.org/W2078900401
  • https://openalex.org/W2102084423
  • https://openalex.org/W2120508355
  • https://openalex.org/W2126446846
  • https://openalex.org/W2131860317
  • https://openalex.org/W2134059781
  • https://openalex.org/W2138034858
  • https://openalex.org/W2138816688
  • https://openalex.org/W2140479868
  • https://openalex.org/W2187794848
  • https://openalex.org/W2252834217
  • https://openalex.org/W2268496819
  • https://openalex.org/W2301591915
  • https://openalex.org/W2317173867
  • https://openalex.org/W2408008959
  • https://openalex.org/W2729223543
  • https://openalex.org/W2745674146
  • https://openalex.org/W2792706671
  • https://openalex.org/W2914016174
  • https://openalex.org/W2930279233
  • https://openalex.org/W2954229159
  • https://openalex.org/W2971410756
  • https://openalex.org/W2972818454
  • https://openalex.org/W2998128324
  • https://openalex.org/W3000532588
  • https://openalex.org/W3003341024
  • https://openalex.org/W3005333161
  • https://openalex.org/W3005875034
  • https://openalex.org/W3029333607
  • https://openalex.org/W3037958843
  • https://openalex.org/W3095440351
  • https://openalex.org/W3095850801
  • https://openalex.org/W3099168965
  • https://openalex.org/W3118584074
  • https://openalex.org/W3172468955
  • https://openalex.org/W3196839312
  • https://openalex.org/W3206088249
  • https://openalex.org/W3211470432
  • https://openalex.org/W4207059900
  • https://openalex.org/W4212978690
  • https://openalex.org/W4213061838
  • https://openalex.org/W4281478237
  • https://openalex.org/W4283697768
  • https://openalex.org/W4289173505
  • https://openalex.org/W4306169029
  • https://openalex.org/W4307156294
  • https://openalex.org/W4307273090
  • https://openalex.org/W4318965888
  • https://openalex.org/W4324057714