Published April 5, 2024 | Version v1
Publication Open

Rifabutin loaded Inhalable β-glucan micro particle based drug delivery system for pulmonary TB

Creators

  • 1. Integral University
  • 2. National Institute of Pharmaceutical Education and Research
  • 3. Bridge University
  • 4. Parul University
  • 5. Chhatrapati Shahu Ji Maharaj University
  • 6. Council of Scientific and Industrial Research
  • 7. University of Ha'il
  • 8. King Khalid University

Description

Abstract Inhalable micro particle-based anti TB drug delivery systems are being investigated extensively for Tuberculosis [TB] treatment as they offer efficient and deep lung deposition with several advantages over conventional routes. It can reduce the drug dose, treatment duration and toxic effects and optimize the drug bioavailability. Yeast derived β-glucan is a β-[1–3/1–6] linked biocompatible polymer and used as carrier for various biomolecules. Due to presence of glucan chains, particulate glucans act as PAMP and thereby gets internalized by receptor mediated phagocytosis by phagocytes including macrophages. In this study, β-glucan microparticles were prepared by adding l-leucine as excipient, and exhibited 70% drug [Rifabutin] loading efficiency. Further, the sizing and SEM data of particles revealed a size of 2–4 µm with spherical dimensions. The FTIR and HPLC data confirmed the glucan composition of particles. The mass median aerodynamic diameter [MMAD] and Gravitational standard deviation [GSD] data indicated that these particles are inhalable in nature and have better thermal stability as per DSC thermogram. These particles were found to be non-toxic upto a concentration of 80µg/ml and are readily phagocytosed by macrophage cells in vitro as well as in vivo by alveolar macrophage. This study provides a framework for future design of inhalable β-glucan based drug carriers as a host-directed, targeted drug delivery system against Pulmonary TB.

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

Translated Description (Arabic)

يتم التحقيق على نطاق واسع في أنظمة توصيل الأدوية المضادة للسل القائمة على الجسيمات الدقيقة القابلة للاستنشاق لعلاج السل لأنها توفر ترسبًا فعالًا وعميقًا للرئة مع العديد من المزايا مقارنة بالطرق التقليدية. يمكن أن يقلل من جرعة الدواء ومدة العلاج والتأثيرات السامة ويحسن التوافر البيولوجي للدواء. Β - glucan المشتق من الخميرة هو بوليمر متوافق حيويًا مرتبط بـ β - [1-3/1-6] ويستخدم كحامل للجزيئات الحيوية المختلفة. بسبب وجود سلاسل الغلوكان، تعمل الغلوكانات الجسيمية مثل PAMP، وبالتالي يتم استيعابها بواسطة البلعمة بوساطة المستقبلات عن طريق البلعمة بما في ذلك البلاعم. في هذه الدراسة، تم تحضير جسيمات β - glucan الدقيقة عن طريق إضافة l - leucine كسواغ، وأظهرت 70 ٪ من كفاءة تحميل الدواء [Rifabutin]. علاوة على ذلك، كشفت بيانات التحجيم و SEM للجسيمات عن حجم 2–4 ميكرومتر بأبعاد كروية. أكدت بيانات FTIR و HPLC تكوين الجلوكان للجسيمات. أشارت بيانات القطر الديناميكي الهوائي المتوسط (MMAD) والانحراف المعياري للجاذبية (GSD) إلى أن هذه الجسيمات قابلة للاستنشاق بطبيعتها ولها استقرار حراري أفضل وفقًا للمخطط الحراري DSC. تم العثور على هذه الجسيمات لتكون غير سامة تصل إلى تركيز 80 ميكروغرام/مل ويتم بلعمتها بسهولة بواسطة خلايا البلاعم في المختبر وكذلك في الجسم الحي بواسطة البلاعم السنخية. توفر هذه الدراسة إطارًا للتصميم المستقبلي لناقلات الأدوية القائمة على بيتا جلوكان القابلة للاستنشاق كنظام توصيل أدوية موجه من المضيف ضد السل الرئوي.

Translated Description (French)

Résumé Les systèmes d'administration de médicaments antituberculeux à base de microparticules inhalables sont largement étudiés pour le traitement de la tuberculose (TB) car ils offrent un dépôt pulmonaire efficace et profond avec plusieurs avantages par rapport aux voies conventionnelles. Il peut réduire la dose de médicament, la durée du traitement et les effets toxiques et optimiser la biodisponibilité du médicament. Le β-glucane dérivé de levure est un polymère biocompatible lié au β-[1–3/1–6] et utilisé comme support pour diverses biomolécules. En raison de la présence de chaînes glucaniques, les glucanes particulaires agissent comme PAMP et sont ainsi internalisés par la phagocytose médiée par les récepteurs par les phagocytes, y compris les macrophages. Dans cette étude, des microparticules de β-glucane ont été préparées en ajoutant de la l-leucine comme excipient et ont montré une efficacité de chargement de 70 % du médicament [Rifabutine]. En outre, les données de dimensionnement et de MEB des particules ont révélé une taille de 2 à 4 µm avec des dimensions sphériques. Les données FTIR et HPLC ont confirmé la composition en glucane des particules. Les données de diamètre aérodynamique médian en masse [MMAD] et d'écart-type gravitationnel [GSD] ont indiqué que ces particules sont de nature inhalable et ont une meilleure stabilité thermique selon le thermogramme DSC. Ces particules se sont avérées non toxiques jusqu'à une concentration de 80 µg/ml et sont facilement phagocytées par les cellules macrophages in vitro ainsi qu'in vivo par les macrophages alvéolaires. Cette étude fournit un cadre pour la conception future de transporteurs de médicaments inhalables à base de β-glucane en tant que système d'administration ciblée et dirigée par l'hôte contre la tuberculose pulmonaire.

Translated Description (Spanish)

Resumen Los sistemas de administración de fármacos antituberculosos inhalables basados en micropartículas se están investigando exhaustivamente para el tratamiento de la tuberculosis [TB], ya que ofrecen una deposición pulmonar eficiente y profunda con varias ventajas sobre las vías convencionales. Puede reducir la dosis del fármaco, la duración del tratamiento y los efectos tóxicos y optimizar la biodisponibilidad del fármaco. El β-glucano derivado de levadura es un polímero biocompatible unido a β-[1–3/1–6] y se utiliza como portador para varias biomoléculas. Debido a la presencia de cadenas de glucano, los glucanos particulados actúan como PAMP y, por lo tanto, se internalizan por la fagocitosis mediada por receptores por parte de los fagocitos, incluidos los macrófagos. En este estudio, las micropartículas de β-glucano se prepararon añadiendo l-leucina como excipiente y mostraron una eficiencia de carga del fármaco [rifabutina] del 70%. Además, los datos de tamaño y SEM de las partículas revelaron un tamaño de 2–4 µm con dimensiones esféricas. Los datos de FTIR y HPLC confirmaron la composición de glucano de las partículas. Los datos del diámetro aerodinámico mediano de la masa [MMAD] y la desviación estándar gravitacional [GSD] indicaron que estas partículas son inhalables por naturaleza y tienen una mejor estabilidad térmica según el termograma DSC. Se encontró que estas partículas no eran tóxicas hasta una concentración de 80 µg/ml y son fagocitadas fácilmente por las células de macrófagos in vitro, así como in vivo por los macrófagos alveolares. Este estudio proporciona un marco para el diseño futuro de portadores de fármacos inhalables a base de β-glucano como un sistema de administración de fármacos dirigido y dirigido contra la TB pulmonar.

Files

latest.pdf.pdf

Files (3.5 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
md5:628f167d048d22b7b0c246db1286d839
3.5 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
نظام توصيل الأدوية القائم على الجسيمات الدقيقة القابل للاستنشاق للسل الرئوي المحمل بالريفابوتين
Translated title (French)
Système d'administration de médicaments à base de microparticules de β-glucane inhalable chargé de rifabutine pour la tuberculose pulmonaire
Translated title (Spanish)
Sistema de administración de fármacos basado en micropartículas de β-glucano inhalable cargado con rifabutina para la TB pulmonar

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4393979194
DOI
10.21203/rs.3.rs-4151640/v1

Is supplement to
https://openalex.org/W3151488112 (Other)
https://openalex.org/W3116019442 (Other)
https://openalex.org/W256515941 (Other)
https://openalex.org/W2304970015 (Other)
https://openalex.org/W2286161743 (Other)
https://openalex.org/W2163156439 (Other)
https://openalex.org/W2155146282 (Other)
https://openalex.org/W2089663335 (Other)
https://openalex.org/W2088595294 (Other)
https://openalex.org/W2068933611 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1978243259
  • https://openalex.org/W1986410429
  • https://openalex.org/W1988578493
  • https://openalex.org/W2012393743
  • https://openalex.org/W2012626957
  • https://openalex.org/W2016120058
  • https://openalex.org/W2042885230
  • https://openalex.org/W2044754526
  • https://openalex.org/W2057391646
  • https://openalex.org/W2063337031
  • https://openalex.org/W2070867977
  • https://openalex.org/W2082988430
  • https://openalex.org/W2097568210
  • https://openalex.org/W2103177915
  • https://openalex.org/W2133998246
  • https://openalex.org/W2134926302
  • https://openalex.org/W2139231653
  • https://openalex.org/W2167372213
  • https://openalex.org/W2296732157
  • https://openalex.org/W2319665559
  • https://openalex.org/W2745788007
  • https://openalex.org/W2746488988
  • https://openalex.org/W2763810609
  • https://openalex.org/W2793040573
  • https://openalex.org/W2805776461
  • https://openalex.org/W2899438061
  • https://openalex.org/W2933329466
  • https://openalex.org/W2944996034
  • https://openalex.org/W2974043108
  • https://openalex.org/W2979328457
  • https://openalex.org/W3005927365
  • https://openalex.org/W301527467
  • https://openalex.org/W3087733506
  • https://openalex.org/W3109752780
  • https://openalex.org/W3111015931
  • https://openalex.org/W3156730323
  • https://openalex.org/W3169276785
  • https://openalex.org/W3188854955
  • https://openalex.org/W4205434219
  • https://openalex.org/W4220781931
  • https://openalex.org/W4366290171
  • https://openalex.org/W4389121509
  • https://openalex.org/W657174950