How subtle differences in polymer molecular weight affect doxorubicin-loaded PLGA nanoparticles degradation and drug release

Kumskova, Natalya; Ermolenko, Yulia; Osipova, Nadezhda; Semyonkin, Aleksey; Кильдеева, Н. Р.; Gorshkova, M. Yu.; Kovalskii, Andrey M.; Kovshova, Tatyana; Tarasov, Vadim V.; Kreuter, J.; Maksimenko, Olga; Gelperina, Svetlana

doi:10.1080/02652048.2020.1729885

Cited by 27 publications

(17 citation statements)

References 33 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Even though the low molecular weight, 5-10 kDa, released the plasmid quickly, the nanoparticles were unstable in saline, a common liquid vehicle used for intravenous drug delivery (68,(72)(73)(74)(75). Similarly, it has been shown that low molecular weight PLGA nanoparticles release the payload at a higher rate (76)(77)(78). Therefore, the molecular weight can influence how long a drug of interest is released and exposed to the area of interest (77,78).…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Notch Intracellular Domain Plasmid Delivery via Poly(Lactic-Co-Glycolic Acid) Nanoparticles to Upregulate Notch Pathway Molecules

Messerschmidt

Chintapula

Kuriakose

et al. 2021

Front. Cardiovasc. Med.

View full text Add to dashboard Cite

Notch signaling is a highly conserved signaling system that is required for embryonic development and regeneration of organs. When the signal is lost, maldevelopment occurs and leads to a lethal state. Delivering exogenous genetic materials encoding Notch into cells can reestablish downstream signaling and rescue cellular functions. In this study, we utilized the negatively charged and FDA approved polymer poly(lactic-co-glycolic acid) to encapsulate Notch Intracellular Domain-containing plasmid in nanoparticles. We show that primary human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) readily uptake the nanoparticles with and without specific antibody targets. We demonstrated that our nanoparticles are non-toxic, stable over time, and compatible with blood. We further demonstrated that HUVECs could be successfully transfected with these nanoparticles in static and dynamic environments. Lastly, we elucidated that these nanoparticles could upregulate the downstream genes of Notch signaling, indicating that the payload was viable and successfully altered the genetic downstream effects.

show abstract

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…These previous studies support our data showing that the low molecular weight releases the payload after 5 days. Interestingly, molecular weight differences of 5 kDa can have significantly different release profiles (76). Additionally, lower molecular weight PLGA increases the pH of the surrounding fluid, which leads to cell death (79).…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Notch Intracellular Domain Plasmid Delivery via Poly(Lactic-Co-Glycolic Acid) Nanoparticles to Upregulate Notch Pathway Molecules

Messerschmidt

Chintapula

Kuriakose

et al. 2021

Front. Cardiovasc. Med.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

Section: Discussionunclassified

“…Для снижения общей токсичности и обеспечения эффективной доставки доксорубицина в опухоли используют различные носители, в том числе липосомы и наночастицы [15][16][17][18][19][20]. Согласно данным литературы, гепатотоксичность и кардиотоксичность менее выражены у PLGA-Докс, чем у Докс [15][16][17]. Как было показано ранее в нашей работе, PLGA-Докс не изменяет качественные патоморфологические характеристики кардиотоксичности, но приводит к снижению распространенности и выраженности воспалительных альтеративных изменений в печени и сердце [21].…”

Section: Discussionunclassified

Morphological characteristics of nephrotoxicity of doxorubicin and doxorubicin PLGA-nanoparticles

Цветков¹,

Золотова²,

Косырева³

et al. 2021

Clin. Exp. Morphology

View full text Add to dashboard Cite

Introduction. Doxorubicin is an anticancer chemotherapy drug that has cardiotoxic, hepatotoxic, and nephrotoxic effects. To reduce the toxic effects of doxorubicin, its nanosomal form, PLGA-doxorubicin [Poly(Lactic-co-Glycolic Acid)], has been developed. PLGA is a biodegradable polymer used as a drug delivery system. The nephrotoxic effects of PLGA-doxorubicin have not been studied yet. The aim was to compare the nephrotoxic effects of therapeutic doses of doxorubicin in standard form (Dox) and PLGA-doxorubicin (PLGA-Dox). Materials and methods. Mature male Wistar rats were injected intravenously three times with Dox or PLGA-Dox solution, at a therapeutic dose of 1.75 mg/kg. The animals were sacrificed on days 8 and 21. We carried out morphological, histochemical, and ultrastructural studies of the kidneys. Results. Under the influence of Dox or PLGA-Dox in the kidneys on days 8 and 21 of the experiment, histological and ultrastructural examination revealed dystrophic changes in the proximal tubules with the destruction of the brush border; in the distal tubules and collecting ducts, protein cylinders were located. Dystrophic changes were more pronounced on day 21 than on day 8. During both periods of the experiment, PLGA-Dox caused less pronounced dystrophic changes in the epithelium than Dox that is confirmed by a morphometric assessment of the number of proximal tubules with a destroyed brush border. Conclusion. The nanosomal PLGA-doxorubicin form has a less pronounced nephrotoxic effect than the classical form of doxorubicin. Keywords: nephrotoxic effect, doxorubicin, nanoparticles, PLGA, morphology

show abstract

“…Размер и морфологию НЧ оценивали также при помощи просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ, микроскоп JEOL JEM-1400, Япония); контрастирующий агент -1 % раствор уранила ацетата. Содержание полимера в PLGA-Dox определяли методом капиллярного электрофореза (КЭФ, Капель-105M, Lumex, Россия) с программным обеспечением Elforun® (Lumex, Россия), как описано в [6]. Для этого во флакон с лиофилизатом НЧ добавляли 2 мл 1,0 н раствора NaOH; смесь инкубировали 24 ч при +37 °С при перемешивании (200 об/мин).…”

Section: изучение физико-химических параметров Plga-dox нчunclassified

Optimization of Methods for Determination of the Encapsulation Efficiency of Doxorubicin in the Nanoparticles Based on Poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA)

Kovshova

Osipova

Fortuna

et al. 2020

Razrabotka i registraciâ lekarstvennyh sredstv

View full text Add to dashboard Cite

РезюмеВведение. Одним из важных физико-химических параметров лекарственных форм на основе наночастиц является степень включения лекарственного вещества (ЛВ) в наночастицы (НЧ). Выбор адекватного метода для оценки этого параметра, в том числе метода разделения свободной и связанной с носителем фракций ЛВ является важной задачей, при решении которой необходимо учитывать особенности конкретной наносомальной лекарственной формы (НЛФ). Цель. Оптимизация методов оценки степени включения ЛВ в НЧ на примере НЛФ доксорубицина на основе НЧ сополимера молочной и гликолевой кислот (PLGA-Dox НЧ). Материалы и методы. PLGA-Dox НЧ были получены методом «двойных эмульсий» (вода/масло/вода) при различных значениях рН внешней водной фазы (7,4/6,4). Размер и распределение частиц по размерам (PDI) определяли методами фотонной корреляционной спектроскопии (ФКС) и просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). Для оценки степени включения доксорубицина НЧ отделяли методами центрифугирования, ультрафильтрации и гель-фильтрации. Эффективность отделения НЧ методом центрифугирования оценивали по содержанию PLGA в супернатанте методом капиллярного электрофореза (КЭФ). Результаты и обсуждение. Средний гидродинамический диаметр НЧ PLGA-Dox/7,4 и PLGA-Dox/6,4 в воде (ФКС) составил 103 ± 10 нм и 141 ± 8 нм соответственно. По данным ПЭМ размер полученных НЧ составил в среднем 50 ± 16 нм. Степень включения доксорубицина, определенная при отделении наночастиц центрифугированием при ускорении 48254×g, составила 78,9 ± 1,8 % для PLGA-Dox/6,4 НЧ и 91,5 ± 0,9 % для PLGA-Dox/7,4 НЧ, при этом содержание PLGA в супернатанте не превышало 5 %. Меньшее ускорение обеспечивало неполное осаждение НЧ и занижение степени включения. Метод ультрафильтрации (NMWL 50 и 100 кДа) также позволил достоверно определить степень включения, при этом сорбция доксорубицина не превышала 4 %. В то же время отделение НЧ методом гель-фильтрации привело к значительной десорбции доксорубицина с поверхности НЧ за счет создания условий значительного разбавления. Заключение. Для определения степени включения доксорубицина в PLGA-Dox НЧ наилучшим образом подходит метод центрифугирования (оптимальным является ускорение 48254×g) и метод ультрафильтрации при использовании мембранных фильтров с диаметром пор 50 и 100 кДа.

show abstract

How subtle differences in polymer molecular weight affect doxorubicin-loaded PLGA nanoparticles degradation and drug release

Cited by 27 publications

References 33 publications

Notch Intracellular Domain Plasmid Delivery via Poly(Lactic-Co-Glycolic Acid) Nanoparticles to Upregulate Notch Pathway Molecules

Notch Intracellular Domain Plasmid Delivery via Poly(Lactic-Co-Glycolic Acid) Nanoparticles to Upregulate Notch Pathway Molecules

Morphological characteristics of nephrotoxicity of doxorubicin and doxorubicin PLGA-nanoparticles

Optimization of Methods for Determination of the Encapsulation Efficiency of Doxorubicin in the Nanoparticles Based on Poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA)

Contact Info

Product

Resources

About