Rutin loaded nanosponges for treatment of peptic ulcer: in silico, pharmacodynamic and pharmacokinetic studies.

چکیده اصلی

Peptic ulcer disease (PUD) is a multifactorial condition influenced by oxidative stress, Helicobacter pylori infection and excessive gastric acid secretion. Rutin (RTN), a plant-derived flavonoid with antioxidant, anti-inflammatory and proton pump inhibition properties, offers therapeutic promise but suffers from poor aqueous solubility and low bioavailability. To overcome these limitations, RTN-loaded β-cyclodextrin-based nanosponges (RTN-NS₄) were developed and extensively characterized. Phase solubility studies revealed AL type of curve. DSC and PXRD indicated enhanced amorphization while FTIR confirmed successful drug encapsulation. SEM imaging revealed flaky, nanoscale morphology. RTN-NS₄ exhibited a 25.4-fold increase in saturation solubility compared to RTN. Antioxidant potential, assessed by DPPH assay, showed significantly higher antioxidant activity for RTN-NS₄ of 87.91% at 500 μg/ml, indicating enhanced ROS-scavenging ability. Molecular docking studies further confirmed RTN's strong binding affinity towards H+/K+-ATPase (glide energy of -62.822 kcal/mol) showing enhanced binding affinity and complex stability. In comparison, vonoprazon showed glide energy of -58.450 kcal/mol. These studies also confirmed that RTN has greater binding with NS (glide energy:-37.924 kcal/mol) than β-CD (glide energy:-33.034 kcal/mol). RTN-NS₄ achieved 42 ± 7.23% ulcer inhibition in ethanol-induced gastric ulcers in Wistar rats, surpassing RTN (22.17 ± 6.53%) but 18% lower than omeprazole (60.16 ± 8.23%). Histological studies confirmed moderate mucosal protection and reduced inflammation in RTN-NS₄-treated rats. These results underscore RTN-NS₄ as promising nanophyto-therapeutic system offering synergistic antioxidant, anti-inflammatory and PPI activity effects for effective ulcer management without the concomitant side effects of PPIs.

ترجمه فارسی چکیده

بیماری زخم معده (PUD) یک وضعیت چندعاملی است که تحت تأثیر استرس اکسیداتیو، عفونت هلیکوباکتر پیلوری و ترشح بیش از حد اسید معده قرار دارد. روتین (RTN)، یک فلاونوئید گیاهی با خواص آنتی‌اکسیدانی، ضدالتهابی و مهار پمپ پروتون، پتانسیل درمانی promising اما با حل‌پذیری آب کم و زیست‌فراهمی پایین دارد. برای غلبه بر این محدودیت‌ها، نانوسفنج‌های مبتنی بر بتا-سایکلو دکستروز بارگذاری‌شده RTN (RTN-NS₄) توسعه یافتند و به طور گسترده ویژگی‌ها بررسی شدند. مطالعات فاز محلول‌پذیری نشان‌دهنده نوع منحنی AL بود. DSC و PXRD نشان‌دهنده افزایش آمورفی شدن بودند در حالی که FTIR بسته‌بندی موفق دارو را تأیید کرد. تصویربرداری SEM نشان‌دهنده بافت ورقه‌ای و مقیاس نانو بود. RTN-NS₄ افزایش ۲۵.۴ برابری در محلول‌پذیری اشباع نسبت به RTN را نشان داد. پتانسیل آنتی‌اکسیدانی، ارزیابی شده با تست DPPH، فعالیت آنتی‌اکسیدانی بالاتری برای RTN-NS₄ (۸۷.۹۱٪ در ۵۰۰ μg/ml) نشان داد که نشان‌دهنده توانایی بهبود یافته در حذف ROS است. مطالعات هندسه مولکولی (مولکول داکینگ) تأیید کرد که RTN دارای affinity قوی به H+/K+-ATPase (انرژی glide -62.822 kcal/mol) است که نشان‌دهنده affinity و ثبات پیچیده بهبود یافته است. در مقایسه، وونوپرازون انرژی glide -58.450 kcal/mol را نشان داد. این مطالعات همچنین تأیید کردند که RTN دارای binding بیشتری با NS (انرژی glide: -37.924 kcal/mol) نسبت به بتا-CD (انرژی glide: -33.034 kcal/mol) است. RTN-NS₄ در زخم‌های معده القا شده توسط اتانول در موش‌های Wistar، ۴۲ ± ۷.۲۳٪ توقف زخم را به دست آورد که از RTN (۲۲.۱۷ ± ۶.۵۳٪) بالاتر بود اما ۱۸٪ پایین‌تر از امپرازول (۶۰.۱۶ ± ۸.۲۳٪) بود. مطالعات هیستولوژیک محافظت مخاطی متوسط و کاهش التهاب در موش‌های درمان‌شده با RTN-NS₄ را تأیید کرد. این نتایج RTN-NS₄ را به عنوان یک سیستم نانو-فییتوتراپی promising نشان می‌دهند که اثرات هم‌افزایی آنتی‌اکسیدانی، ضدالتهابی و PPI را برای مدیریت مؤثر زخم بدون عوارض جانبی همزمان PPI ارائه می‌دهد.

متن کامل اصلی