La administración oral de nanopartículas lipídicas sólidas cargadas con resveratrol mejora la resistencia a la insulina al enfocarse en la expresión de proteínas SNARE en el tejido adiposo y muscular en ratas con diabetes tipo 2

Resumen

En el estudio actual, desarrollamos nanopartículas lipídicas sólidas cargadas con resveratrol (RES) (SLN-RES) para mejorar la resistencia a la insulina mediante la regulación positiva del complejo proteico SNARE en ratas con diabetes tipo 2. Las características de SLN-RES incluyen lo siguiente:el tamaño medio de 248 nm, el potencial zeta de - 16,5 mV y una eficiencia de atrapamiento de RES del 79,9%. El perfil de liberación de SLN-RES mostró una explosión inicial seguida de una liberación sostenida en condiciones naturales. Los resultados de la espectroscopia infrarroja revelaron una buena incorporación de RES en el núcleo SLN. Se observó una nanopartícula esférica con menos agregación bajo examen microscópico electrónico. La administración oral de SLN-RES evitó la pérdida de peso y mostró un mejor efecto hipoglucemiante que el RES. El estado de estrés oxidativo sérico fue restaurado al nivel normal por SLN-RES. Además, la expresión de la proteína asociada al sinaptosoma 23 (Snap23), la sintaxina-4 (Stx4) y la proteína de membrana asociada a la vesícula 2 (Vamp2) como los elementos principales del complejo proteico SNARE se redujeron por SLN-RES de manera más significativa que el tratamiento con RES en Tejido muscular. Sin embargo, SLN-RES tiene un efecto similar al tratamiento con RES en el tejido adiposo. Tomados en conjunto, nuestros resultados revelaron que SLN-RES podría ser un enfoque terapéutico moderno e interesante para la mejora de la resistencia a la insulina al dirigirse a la expresión de Snap23, Stx4 y Vamp2 en tejidos adiposos y musculares.

Presentación de la hipótesis

La encapsulación de resveratrol (RES) en nanopartículas de núcleo lipídico mejoró sus beneficios al mejorar la estabilidad y la absorción intestinal oral cuando se consumen por vía oral. SLN-RES mejora la resistencia a la insulina más que RES. El efecto antioxidante de las RES aumenta cuando se incorpora a los SLN.

Prueba de la hipótesis

Se realizó un análisis espectroscópico de SLN-RES para determinar la eficacia de encapsulación. La segunda hipótesis fue evaluar el efecto del tratamiento SLN-RES sobre los parámetros de estrés oxidativo y su efecto hipoglucémico contra la diabetes tipo 2 en modelos animales.

Implicaciones de la hipótesis

El aumento de la estabilidad y la absorción intestinal conducen a la biodisponibilidad de RES cuando se administra por vía oral. El aumento de la biodisponibilidad de RES cuando se incorpora a los SLN conduce a una mayor concentración de RES en los tejidos objetivo. El aumento de la concentración de RES en los tejidos diana conduce a un efecto más hipoglucémico de RES cuando se incorpora a los SLN que el RES.

Antecedentes

La diabetes mellitus tipo 2 es un trastorno metabólico que se caracteriza por la resistencia a la insulina. La resistencia a la insulina se desarrolla principalmente a través de la interrupción del sistema de transporte de glucosa (GLUT 2 y 4) en el tejido muscular y adiposo [1]. Las proteínas SNARE inmovilizaron el sistema GLUT 4 en la membrana celular y desempeñan funciones importantes en el tráfico de la membrana, el acoplamiento y la fusión de vesículas. La proteína asociada al sinaptosoma 23 (SNAP-23), la sintaxina 4 (STX4) y la proteína de membrana asociada a vesículas 2 (VAMP-2) se conocen como el componente principal del complejo proteico SNARE [2]. Informes anteriores identificaron que la regulación a la baja de las proteínas SNARE acelera la resistencia a la insulina [3]. En los últimos años, una gran cantidad de datos mostró que los componentes herbales tienen muchos efectos beneficiosos que pueden mejorar muchos trastornos metabólicos [4, 5, 6]. Intento de investigación de Côté et al. mostró que la infusión intraduodenal aguda de RES compensó la resistencia a la insulina mediante la disminución de la proteína SIRT1 duodenal y la reducción de la producción de glucosa hepática en el modelo de rata [4]. También lo es, Gencoglu et al. informaron que la administración intraperitoneal de RES alivió la resistencia a la insulina en ratas diabéticas mediante la normalización de la expresión de visfatina y la regulación positiva de la expresión de SIRT1 en el músculo esquelético. La alimentación con RES conduce a un aumento de la expresión de GLUT4 y GLUT2 en la diabetes inducida por estreptozotocina en ratas. En general, estos hallazgos proporcionaron nuevos conocimientos sobre los efectos beneficiosos de la suplementación con RES contra la resistencia a la insulina. A pesar de su prometedora aplicación terapéutica, la baja absorción intestinal y la degradación gastrointestinal conducen principalmente a una baja biodisponibilidad de RES cuando se administra por vía oral [7].

En los últimos años, la nanomedicina ha proporcionado un enfoque inteligente para la administración de muchos fármacos con el fin de superar su baja biodisponibilidad, su escasa estabilidad y la mejora de las estrategias de focalización [8]. Como tales, las micelas, los liposomas, las nanopartículas poliméricas y las nanopartículas de lípidos sólidos (SLN) son los sistemas de administración de fármacos más famosos [9, 10]. Estudios recientes demostraron que la incorporación de RES en sistemas de administración a nanoescala es un método conveniente para eludir su limitación y podría ser más eficaz que la suspensión de fármaco puro en los intentos clínicos [11]. Evidencia reciente mostró que la incorporación de fármacos en nanopartículas de lípidos sólidos (SLN) podría aumentar la biodisponibilidad de RES cuando se administra por vía oral [11, 12]. Frozza y col. demostraron que la nanoencapsulación de RES mejora su efecto neuroprotector contra la enfermedad de Alzheimer a través del aumento de la concentración del fármaco en el tejido cerebral [13]. Según los informes anteriores que se mencionaron anteriormente, se ha propuesto que la encapsulación de RES en nanopartículas de núcleo lipídico puede mejorar la resistencia a la insulina mejor que el RES mediante la elevación de su biodisponibilidad oral.

El presente trabajo se centró en el desarrollo, optimización y caracterización de SLN cargado con RES (SLN-RES) con miras a mejorar su biodisponibilidad oral. Por lo tanto, en el estudio actual, preparamos SLN-RES e intentamos determinar sus propiedades. Luego, se evaluó el efecto del tratamiento oral de SLN-RES sobre los parámetros de azúcar en sangre en ayunas (FBS), insulina y estrés oxidativo en ratas con diabetes tipo 2. Además, investigamos el efecto de la administración oral de SLN-RES sobre la expresión génica de Snap23, Stx4 y Vamp2 en tejido adiposo y muscular.

Materiales y métodos

Materiales

El trans-resveratrol (> 99%) se proporcionó de Mega Resveratrol (EE. UU.), La estreptozotocina (STZ) y la nicotinamida (NA) se compraron a Sigma-Aldrich (Alemania), y la lecitina de soja hidrogenada (S100) fue obsequiada por Lipoid KG (Ludwigshafen, Alemania). El aceite de palma hidrogenado (S154) fue obsequiado por Condea (Witten, Alemania), y el reactivo TRIzol y el kit de síntesis de ADNc se suministraron de Invitrogen (EE. UU.). El kit ELISA Insulin Rat se adquirió de Bio-Equip (China). Se utilizaron otros productos y disolventes en grado analítico.

Preparación de SLN-RES

SLN-RES se elaboró de acuerdo con el estudio anterior con modificaciones menores [14]. Brevemente, se añadieron 40 mg de S100 y 1 g de sorbitol a 15 ml de agua destilada y se calentaron a 70ºC como fase acuosa. La fase orgánica que incluía 100 mg de S154, 70 mg de S100 y RES se fundió a 70ºC y luego se añadieron 5 ml de cloroformo como disolvente orgánico. Posteriormente, la fase orgánica se mezcló rápidamente con la fase acuosa precalentada con agitación a 1000 rpm / min hasta que se eliminó el disolvente orgánico. La suspensión resultante se sonicó durante 2 min y luego se inyectó en agua fría (2ºC) con agitación continua a 1000 rpm / min durante 2 h para solidificar rápidamente la matriz lipídica. Luego, la muestra se mantuvo en condiciones de oscuridad hasta que se secó. La muestra resultante se lavó dos veces con agua destilada mediante centrifugación para eliminar el sobrenadante que contenía el fármaco libre. Los sobrenadantes se sometieron a medición de la eficacia de atrapamiento ( EE). Se preparó una serie de SLN agregando una cantidad diferente de RES puro (30, 50 y 70 mg) en la fase lipídica fundida para lograr un EE elevado. Se evaluó el efecto de la carga de RES sobre el tamaño medio de partícula, el índice de polidispersidad (PDI), la carga superficial (potencial zeta) y el EE de los SLN (Tabla 1).

Caracterización de SLN-RES

El diámetro medio de la nanopartícula, el potencial zeta y el PDI de SLN-RES se midieron mediante difracción láser (Zetasizer Nano-ZS; Malvern Instrument, Reino Unido). La caracterización se realizó después de la dilución de SLN-RES en agua destilada (1/30).

Eficiencia de atrapamiento

El valor de EE se define como el porcentaje de RES atrapados en SLN en relación con el RES total utilizando la siguiente ecuación. La cantidad de RES atrapada se determinó separando las RES libres de las RES encapsuladas. La RES libre se cuantificó utilizando un espectrofotómetro UV a 310 nm.

$$ \ mathrm {EE} \% \ kern0.5em =\ kern0.5em \ left [\ left (\ mathrm {peso} \ kern0.5em \ mathrm {of} \ kern0.5em \ mathrm {total} \ kern0. 5em \ mathrm {fármaco} - \ mathrm {peso} \ kern0.5em \ mathrm {de} \ kern0.5em \ mathrm {no atrapado} \ kern0.5em \ mathrm {fármaco} \ derecha) / \ izquierda (\ mathrm {peso } \ kern0.5em \ mathrm {de} \ kern0.5em \ mathrm {total} \ kern0.5em \ mathrm {fármaco} \ derecha) \ derecha] \ veces 100 $$

Estudio de liberación de fármacos in vitro

El patrón de liberación de fármaco in vitro de RES se analizó como sigue. El SLN-RES preparado se disolvió en medio de plasma mientras se agitaba a pH 7,4 y 1,2. En los puntos de tiempo definidos (0,5, 1, 2, 4, 6 y 8 h), se extrajo la cantidad definida de medio y posteriormente se filtró mediante un filtro de jeringa de 0,24 μm para la cuantificación de la forma libre de RES. La RES filtrada representó la cantidad de RES que se liberó en el medio.

Microscopía electrónica de transmisión

La caracterización morfológica se evaluó mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM). Brevemente, SLN-RES se extendió sobre una rejilla de cobre recubierta de carbono y se observó bajo TEM ZEISS. Se caracterizaron la morfología superficial, la agregación y la irregularidad de SLN-RES.

Espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier

El S100, RES y la muestra seca de SLN y SLN-RES se analizaron para confirmar sus interacciones intermoleculares y la caracterización química de la superficie de las nanopartículas mediante espectroscopia de infrarrojos por transformada de Fourier (FTIR), utilizando un espectrómetro de infrarrojos (FTIR PerkinElmer, EE. UU.). Los espectros se obtuvieron en el rango de 400 y 4000 cm ⁻¹ . Las muestras secas se prepararon utilizando KBr para formar gránulos.

Diseño de estudios con animales

Se proporcionaron veinte ratas Wistar macho (200-250 g) del Instituto Animal House of Razi Institute (Irán). Los animales fueron manipulados de acuerdo con los protocolos aprobados por el Comité de Ética de la Universidad de Ciencias Médicas de Hamadan. Las ratas se alimentaron con agua fresca y una comida estándar y se mantuvieron en condiciones controladas (25 ± 2 ° C y ciclos de luz / oscuridad de 12 h de iluminación). La diabetes tipo 2 se indujo mediante una inyección intraperitoneal de STZ 65 mg / kg (0,1 M en citrato de sodio; pH 4,5) y nicotinamida 110 mg / kg en una sola dosis [15]. El nivel de FBS se midió después de 3 días. Las ratas con niveles de glucosa superiores a 150 se consideraron modelos diabéticos. Después de una semana, se disolvieron RES y SLN-RES en polvo en agua destilada y se administraron por vía oral por sonda diariamente durante 1 mes. Los animales se dividieron aleatoriamente en cuatro grupos de 5 ratas en cada grupo:HC, control sano; DC, control de la diabetes; RES, rata diabética tratada con 10 mg / kg de resveratrol por vía oral; y SLN-RES, rata diabética tratada con nanopartículas lipídicas sólidas cargadas con resveratrol por vía oral (muestra de SLN-RES en polvo que contiene 10 mg / kg de RES). Al final del estudio, los animales se pesaron y luego se anestesiaron con ketamina y xilazina por vía intraperitoneal (100 mg / kg y 10 mg / kg, respectivamente). Posteriormente, se extrajo sangre de la punción cardíaca y el suero se separó y se almacenó a -20 ° C. Posteriormente, el músculo esquelético y el tejido adiposo visceral se recolectaron e inmediatamente se congelaron y se mantuvieron a -80 ° C para su posterior análisis.

Medición del azúcar en sangre en ayunas

El FBS se midió con un kit de ensayo colorimétrico (Pars Azmun, Irán).

La medición de la insulina sérica

El nivel sérico de insulina se midió con un kit ELISA comercial (Bio-Equip, China) de acuerdo con las instrucciones del fabricante. La resistencia a la insulina se calculó mediante la fórmula de evaluación del modelo de homeostasis (HOMA).

Capacidad antioxidante total

La capacidad de la muestra para reducir férrico (Fe ⁺³ ) a ferroso (Fe ⁺² ) se determinó como la capacidad antioxidante total (TAC). La reacción entre Fe ²⁺ y 2,4,6-Tri (2-piridil) -s-triazina (TPTZ) conduce a un complejo de color azul [16].

Total Thiol Group

Los grupos tiol totales (-SH) se midieron usando reactivo 5,5'-ditiobis (ácido 2-nitrobenzoico) (DTNB). Este reactivo reacciona con los grupos tiol para producir un complejo de color amarillo [17].

Ensayo de peroxidación de lípidos

El malondialdehído (MDA) como producto final del proceso de peroxidación de lípidos se midió utilizando el método colorimétrico. Los lípidos peroxidados reaccionan con el ácido tiobarbitúrico (TBA) y producen un complejo de color rosa. Se utilizó 1,1,3,3-tetraetoxipropano como estándar [18].

Estado de oxidante total

El potencial de oxidación de la muestra se midió mediante el método del estado oxidante total (TOS). Brevemente, Fe ⁺³ y el xilenol naranja producen un complejo coloreado, en estado ácido. El ensayo se calibró con H ₂ O ₂ , y los resultados se expresaron en μM H ₂ O ₂ equivalente / L [19].

Reacción cuantitativa en cadena de la polimerasa con transcripción inversa

Se realizó una reacción cuantitativa en cadena de la polimerasa con transcripción inversa (qRT-PCR) para determinar la expresión génica de Snap23, Stx4 y Vamp2. El ARNm total se extrajo de tejido adiposo y muscular congelado rápidamente usando reactivo TRIzol. La cantidad y la calidad del ARNm se determinaron usando un espectrofotómetro UV NanoDrop (BioTek Laboratories, Inc., EE. UU.). El ARNm se transcribió de forma inversa a ADNc usando el kit de síntesis de ADNc de primera cadena RevertAid. La amplificación cuantitativa se realizó con secuencias de cebadores específicas utilizando el sistema de detección de PCR en tiempo real CFX96. Los cebadores directo e inverso se utilizaron respectivamente para la amplificación génica:5′-dTTCCGTTTCTGTGTCCAATAG y 5′-dTTGTGCTTTCCAGAGACTCAT para Snap23, 5′-dTCAGCAGACTATGTGGAAC y 5′-dCCAAGATGAGAACAGTGACAGAGAT para 5′-dCCAAGATGAGAACAGTGACAGAGAT2 y 5′-dCCAAGATGAGAACAGTGACAGGAT2 y 5′-DCCAAGATGAGAACAGTGACAGGAT4′ y 5′-GAGTGAT2 y 5′-DCCAAGTGAT-dCCAAGT-4. El cambio relativo de la expresión génica se calculó de acuerdo con 2 ^-ΔΔCt fórmula. Se utilizó ARNr 18s como gen de mantenimiento. Todos los experimentos se realizaron por triplicado.

Análisis estadístico

El análisis estadístico se realizó utilizando el software SPSS 16 y GraphPad Prism 6.00, LaJolla, CA (EE. UU.). Los datos se expresaron como media ± desviación estándar (DE). Se utilizó el análisis de varianza unidireccional (ANOVA) para comparar las diferencias entre los grupos. p <0.05 se consideró como nivel significativo.

Resultados y discusión

Caracterización fisicoquímica de SLN-RES

Como puede verse en la Tabla 1, a medida que aumentaba la proporción de fármaco a lípido, el tamaño de partícula y el valor de PDI eran casi constantes, lo que podría deberse a la formación de múltiples capas de fosfolípidos en el GC [11]. El rango de tamaño de la nanopartícula actual era de aproximadamente 250 nm, lo que podría ser adecuado para la absorción intestinal y el sistema de filtración de bypass del hígado y el bazo [20]. Además, este rango de tamaño puede conducir a una biodisponibilidad mejorada de RES a través de un mayor tiempo de circulación de SLN-RES y liberación prolongada del fármaco. El desarrollo de nanopartículas de menor tamaño y valor de PDI puede facilitar su absorción intestinal. Como sugerencia, la modificación de SLN con polietilenglicol (PEG) podría mejorar nuestra formulación para mejorar su permeabilidad y tiempo de circulación sistémica [21].

Como se muestra en la Tabla 1, se considera que el valor de PDI de 0,4 tiene una distribución heterogénea, que expresa la presencia de aglomerados. En SLN-RES-30, la elevación del contenido de RES ayuda a aumentar la probabilidad de ser acomodado en el SLN, aunque el porcentaje de EE se agotó obviamente seguido por un aumento del contenido de fármaco en la formulación de SLN-RES-70. Se concluyó que el aumento del contenido de lípidos en SLN-RES-70 no es suficiente para acomodar toda la cantidad de RES en la matriz de SLN [22]. Por lo tanto, se seleccionó SLN-50 como la formulación optimizada para futuras investigaciones.

Los resultados del potencial Zeta mostraron una carga superficial negativa (- 16,5 ± 17,7 mV) para las formulaciones actuales. Con respecto a la observación morfológica, la carga superficial de SLN-RES se consideró suficiente para prevenir los fenómenos de agregación de partículas y la estabilidad del SLN fino [21]. El potencial zeta de todas las formulaciones con o sin fármaco era casi similar entre sí, lo que significa que la encapsulación del fármaco en SLN no tuvo un impacto significativo en la carga superficial del vehículo. Como resultado, el fármaco se colocó en el interior del GC debido a la naturaleza lipofílica de la RES [23].

El ensayo de liberación in vitro

Como se presentan los resultados en la Fig. 1, se detectaron diferentes comportamientos de liberación a pH =7,4 y pH =1,2. Después de 6 hy 1 h, aproximadamente el 70% de RES se liberó de la nanopartícula en condiciones de pH neutro y ácido, respectivamente. La liberación de ráfaga inicial se debió a la liberación de fármacos adsorbidos en la superficie de las nanopartículas en la fase inicial [24]. Posteriormente, una forma de liberación sostenida podría atribuirse a la interacción fármaco-lípido, el gradiente de concentración y la incorporación del fármaco en el núcleo del portador aceitoso. El perfil de liberación sostenida conduce a una mayor concentración sérica del fármaco y, en consecuencia, ayuda a aumentar la biodisponibilidad y la administración dirigida de RES. Como sugerencia, la administración de RES por vía intravenosa puede evitar la condición ácida del estómago [22].

Evaluación de morfología

Como se puede ver en la Fig. 2, el análisis TEM dio lugar a buenos resultados donde la mayoría de las partículas alcanzaron una forma esférica regular y un tamaño en el rango de 20 a 30 nm. Además, las nanopartículas amorfas y en forma de varilla se observaron acompañadas de menor agregación. El tamaño de partícula de SLN se estimó entre 20 y 30 nm, lo que no concuerda con los hallazgos de DLS (Tabla 1). Esta discrepancia puede deberse a la hidratación de la nanopartícula a través de la dilución de la muestra en el análisis DLS. Además, había una nanopartícula en forma de varilla que puede deberse a la inyección constante de una emulsión en el agua fría mediante una aguja de jeringa. No observamos agregaciones de SLN en la observación de TEM, lo que representa suficiente carga superficial y estabilidad para nuestra formulación [23].

Validación de la eficiencia de carga de RES mediante espectroscopia infrarroja

Como se muestra en la Fig. 3, los resultados de FTIR del espectro de lecitina revelaron un pico amplio a 3370–3390 cm ⁻¹ que se refiere al estiramiento simétrico N-H del grupo funcional colina. Un pico a 1735 cm ⁻¹ representado C =O estiramiento del compuesto éster en lecitina. Además, los picos característicos a 2922, 2853 y 3010 cm ⁻¹ se deben al estiramiento de los grupos C – H. El espectro de SLN exhibió varios picos característicos similares al espectro de lecitina sin cambio, pero la intensidad de los picos que pertenecen a la lecitina disminuyó mucho cuando se colocó en SLN. Esto puede deberse al entorno hidrófilo y al efecto protector del tensioactivo. En el presente estudio, el espectro RES exhibió un grupo funcional que incluía bandas de absorción a 3290 cm ⁻¹ por estiramiento O-H perteneciente al grupo alcohólico, 965 cm ⁻¹ para enlace trans C =C, 1154 cm ⁻¹ para estiramiento C-O, 1445 cm ⁻¹ y 1587 cm ⁻¹ para C =C estiramiento en anillo aromático (AR), y 1606 cm ⁻¹ para el estiramiento C-C del grupo alqueno. Además, el RES exhibió picos característicos con una fuerte intensidad de curvatura C-H monosustituida a 770 cm ⁻¹ y Ar-C-H que se extiende a 3020 cm ⁻¹ . Hubo picos con intensidad en 1175-1263 que representaron el grupo ArO-H de RES. Nuestros resultados validaron la incorporación de RES en SLN mientras que la huella de RES se repitió en SLN-RES, pero el espectro de SLN no se asoció con esta huella. Además, un pico alrededor de 1735-1740 cm ⁻¹ se atribuyó al estiramiento C =O (R-C (O) -O-R) que se refiere al éster en el fosfolípido de lecitina en todo el espectro, excepto RES.

Los datos de FTIR validaron la presencia de fármaco en el portador. Había un pico ancho a 3040–3670 cm ⁻¹ en lecitina, SLN y SLN-RES que se debió al estiramiento O-H que contribuye a la fuerte naturaleza hidrofóbica de las muestras. El amplio cambio de pico entre SLN y SLN-RES puede referirse a la formación de enlaces de hidrógeno cuando RES se coloca en SLN. Concluimos que la superficie de la partícula estaba cubierta por lecitina debido a la mejora del estiramiento de C-H en SLN-RES. Por otro lado, la disminución de la intensidad de la huella de RES en el espectro SLN-RES se refiere a la cobertura lipídica de RES en la estructura de SLN. La diferencia entre los picos característicos de RES y SLN-RES validó que existe una interacción química potencial entre RES y otros componentes de la formulación. Un nuevo pico que se hizo evidente a 1000 cm ⁻¹ en SLN-RES se atribuyó a Ar-O-R que se refería a la interacción entre RES y lecitina. Por otro lado, en el espectro RES, la banda de absorción a 1106 cm ⁻¹ estaba relacionado con el grupo Ar-O-H que desapareció en SLN-RES. Este cambio proporciona otra evidencia de la interacción entre RES y SLN. Además, se hizo evidente una mayor intensidad a los 2850–2900 cm ⁻¹ en SLN-RES que en SLN, lo que indica la mejora del estiramiento de C-H que puede deberse al aumento de la localización superficial del tensioactivo y la colocación de RES en la nanopartícula del núcleo. En general, nuestros resultados validaron la incorporación de RES en el GC del núcleo lipídico que es tallado por lecitina [11, 22].

El efecto del tratamiento RES y SLN-RES sobre el aumento de peso corporal, el azúcar en sangre en ayunas, la insulina y el índice HOMA

Los resultados de la Tabla 2 mostraron que en el grupo de DC, la inyección de STZ disminuyó el peso corporal significativamente que en el grupo de HC. La administración de RES evitó la pérdida de peso en comparación con el grupo de DC. SLN-RES sirve al peso corporal normal de manera más significativa que el tratamiento con RES, mientras que se recurrió al grupo de HC. Según los informes anteriores, la administración oral de SLN-RES tuvo un efecto similar al RES libre cuando se administró por vía intraperitoneal. Gencoglu y col. informaron que el tratamiento intraperitoneal de RES sirvió al peso corporal después de la inducción de la diabetes, mientras que el peso corporal final de los modelos diabéticos que recibieron RES fue un 10% menor que el de las ratas sanas [25].

Como se muestra en la Tabla 2, FBS se elevó significativamente en el grupo de DC en comparación con el grupo de HC. Al final del estudio, el FBS sérico disminuyó tanto con el tratamiento con RES como con el RES-SLN en comparación con el grupo de DC. La inducción de diabetes disminuyó el nivel sérico de insulina en comparación con el grupo de HC. Curiosamente, el nivel sérico de insulina en ratas diabéticas fue compensado por el tratamiento con RES-SLN. La administración de RES y SLN-RES mejoró notablemente a HOMA que al grupo DC. En el grupo SLN-RES, HOMA fue mejor que el tratamiento RES, que se acerca al grupo HC.

El efecto hipoglucemiante obtenido con el SLN-RES fue significativamente mejor que el RES, lo que puede deberse a la mejora de la absorción intestinal y al aumento del tiempo de circulación del RES nanoencapsulado en sangre. De acuerdo con nuestra propuesta, Sadi et al. mostró que el tratamiento intraperitoneal de RES coincidió con un profundo efecto hipoglucémico y una mejor resistencia a la insulina en la diabetes inducida por STZ [26].

El efecto del tratamiento RES y SLN-RES sobre el nivel sérico de los parámetros de estrés oxidativo

Como se menciona en la Tabla 3, en el estudio actual, la inducción de la diabetes conduce a una reducción de los indicadores de antioxidantes y a un aumento de los indicadores de oxidación significativamente en comparación con el grupo de HC. El tratamiento con RES evitó el agotamiento del nivel de TAC sérico e inhibió la elevación de MDA. Sorprendentemente, el tratamiento SLN-RES pudo restaurar completamente el nivel sérico de TAC y MDA. Probablemente, el aumento del tiempo de circulación de RES condujo a un mejor efecto modulador de RES-SLN [27]. De acuerdo con el presente resultado, Gokce et al. informó de que el SLN y los portadores de lípidos nanoestructurados (NLC) que contienen RES reducen las ROS intracelulares en los fibroblastos de cultivo celular [28]. Además, Coradini y sus coautores informaron que la coencapsulación de RES y curcumina en el transportador lipídico disminuyó notablemente el radical hidroxilo in vitro [29]. Además, la administración de RES-SLN condujo a una disminución del valor de TOS y un aumento del nivel de -SH en comparación con el grupo de DC de manera significativa. Sin embargo, el tratamiento con RES no mejoró el nivel de TOS y -SH que mostró el débil efecto antioxidante del RES que podría atribuirse a la baja biodisponibilidad del RES cuando se administra por vía oral.

El efecto del tratamiento RES y SLN-RES en la expresión genética de Snap23, Stx4 y Vamp2 en el tejido adiposo

Intentos anteriores demostraron que la elevación de la expresión génica de Snap23, Stx4 y Vamp2 condujo a mejorar la resistencia a la insulina. Oh et al. informó que la sobreexpresión de Stx4 en las células pancreáticas del modelo transgénico mejoró la resistencia a la insulina [30]. Aquí, el tratamiento con RES indujo la expresión génica de Snap23, Stx4 y Vamp2 en el tejido adiposo, obviamente (Fig. 4a-c). Farimani y col. demostraron que el tratamiento con RES regulaba a la baja la expresión génica de Stx4 y Vamp2 de forma significativa en el tejido adiposo del modelo de rata diabética [31]. No se observaron cambios significativos entre el tratamiento con RES y SLN-RES en el tejido adiposo en el que probablemente la vida media de eliminación sérica del RES no sea suficiente para la exposición al fármaco del tejido adiposo. La expresión génica de Snap23 no afectó a RES y SLN-RES, lo que puede ser el resultado de la sobreproducción de la proteína SNAP23 en los adipocitos que puede conducir a la represión transcripcional a través de un mecanismo de retroalimentación. Para abordar esta cuestión, la medición del nivel de proteína de SNAP23 podría explicar los datos actuales con más detalle. Además, la medición de la expresión hepática de Snap23 mediante el método del curso temporal explicaría claramente nuestra observación.

El efecto del tratamiento RES y SLN-RES sobre la expresión genética de Snap23, Stx4 y Vamp2 en el tejido muscular

Como se ilustra en la Fig. 4d-f, la inyección de STZ en el grupo de DC se asoció con la regulación a la baja de Snap23, Stx4 y Vamp2 en el tejido muscular en comparación con el grupo de HC. SLN-RES indujo la expresión de Snap23 y Stx4 en el tejido muscular mejor que la forma libre de RES. Observamos el mejor resultado sobre la expresión génica de Vamp2. La administración oral de SLN-RES compensó la regulación a la baja de Vamp2 cerca del nivel normal. De manera similar a nuestros resultados, Mullainadhan et al. demostraron que la administración de bisfenol-A en ratas albinas macho adultas aumentaba la expresión de proteínas de Snap23, Stx4 y Vamp2 en el músculo gastrocnemio [32]. El aumento probable de la absorción de RES a través de la administración de RES-SLN puede aumentar la posibilidad de que RES-SLN alcance el tejido muscular que condujo a un mejor efecto regulador sobre la expresión génica de Snap23, Stx4 y Vamp2. Con base en la evidencia anterior, la potencial capacidad de penetración y captación celular de SLN-RES afecta la acumulación tisular de RES que puede ser responsable de los diferentes efectos de SLN-RES sobre la expresión génica de las proteínas SNARE en tejido adiposo y muscular. En otras palabras, nuestros resultados apoyaron de manera diferente el patrón de biodistribución in vivo de RES en forma intacta dentro del SLN.

Conclusión

Preparamos nanoportadores adecuados en términos de propiedades fisicoquímicas y morfológicas para la administración oral de RES. A la luz de nuestro resultado, llegamos a la conclusión de que los SLN podrían servir como un sistema de administración prometedor para mejorar el efecto terapéutico del tratamiento oral de RES contra la resistencia a la insulina mediante la mejora del efecto hipoglucémico y la elevación de la expresión de Snap23, Stx4 y Vamp2 en tejido adiposo y muscular. pañuelo de papel. Sin embargo, serán necesarios estudios posteriores para identificar la biodistribución in vivo y las propiedades farmacocinéticas de SLN-RES.

Disponibilidad de datos y materiales

Todos los datos generados o analizados durante este estudio se incluyen en este artículo publicado.

Abreviaturas

RES:: Resveratrol
SLN:: Nanopartícula de lípidos sólidos
SLN-RES:: Nanopartícula lipídica sólida cargada con resveratrol
SNAP-23:: Proteína 23 asociada a sinaptosomas
STX4:: Sintaxina-4
VAMP-2:: Proteína 2 de membrana asociada a vesículas
TEM:: Microscopía electrónica de transmisión
FTIR:: Espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier
-SH:: Grupo tiol total
TAC:: Capacidad antioxidante total
MDA:: Malondialdehído
TOS:: Estado oxidante total

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