Sci Pharm. 2008; 76: 751–760.
Liposomal Polyion-Complexes based on Poly(allylamine) for Oral Peptide Delivery: Basic Investigations
Liposomale Polyionen-Komplexe basierend auf Poly(allylamin) für die orale Verabreichung von Peptiden: Grundlegende Studien
Martin WERLE, Hirofumi TAKEUCHI *
Gifu Pharmaceutical University, Laboratory of Pharmaceutical Engineering, 5-6-1 Mitahora Higashi, 502-8585 Gifu, Japan.
* Corresponding author. E-mail: martin.werle@uibk.ac.at (M. Werle), takeuchi@gifu-pu.ac.jp (H. Takeuchi).
Abstract
The efficacy of polyion-complexes between charged liposomes and oppositely charged polymers for the oral delivery of therapeutic peptides and proteins has been reported previously. It was the aim of the current study, to investigate whether polyion-complexes between negatively charged liposomes and the cationic polymer poly(allylamine) (PALAM) can be formed. Furthermore, the protease inhibitory effect of PALAM, the drug-loading capacity of liposomal PALAM polyion-complexes as well as the toxicity of PALAM and liposomal PALAM polyion-complexes was evaluated. After mixing the negatively charged liposomes with a PALAM solution, the zeta-potential switched from a negative to a positive value, indicating the formation of the polyion-complexes. PALAM was capable of significantly inhibiting Trypsin, although this effect was not very pronounced. Drug-loading capacity using the hydrophilic marker fluorescein isothiocyanate-dextran (FD4) was determined to be 8.0 ± 1.5 %. Cytotoxicity tests using Caco-2 cells and MTS assay revealed that both, PALAM in solution as well as liposomal polyion-complexes displayed cell toxicity. Data gained within this study is believed to contribute to the development of PALAM based colloidal drug delivery systems.
Zusammenfassung
Das Potential von Polyionen-Komplexen zwischen geladenen Liposomen und entgegengesetzt geladenen Polymeren für die orale Verabreichung von therapeutischen Peptiden und Proteinen wurde in vorangegangen Studien bewiesen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu untersuchen, ob Polyionen-Komplexe zwischen negativ geladenen Liposomen und dem kationischen Polymer Poly(allylamin) (PALAM) hergestellt werden können. Darüber hinaus wurde der Protease-Hemmeffekt von PALAM, die Wirkstoffbeladungs-Kapazität von liposomalen PALAM Polyionen-Komplexen so wie die Toxizität von PALAM und von liposomalen PALAM Polyionen-Komplexen untersucht. Nach dem Mischen der negativen Liposomen mit einer PALAM-Lösung, wechselte das negative Zeta-Potential zu einem positiven Wert, was auf eine Formation von Polyionen-Komplexen schließen lässt. PALAM zeigte einen geringen aber signifikanten Hemmeffekt gegenüber Trypsin. Die Wirkstoffbeladungs-Kapazität mit der hydrophilen Substanz Fluoreszein-Isothiocyanat-Dextran (FD4) betrug 8.0 ± 1.5 %. Zytotoxizitäts-Studien mit Caco-2 Zelllinien wurden mittels MTS-Assay ausgewertet und zeigten dass sowohl PALAM in Lösung, als auch die liposomalen Polyionen-Komplexe toxische Eigenschaften aufwiesen. Die Daten der vorliegenden Studie sollen zur Entwicklung von auf PALAM basierenden, kolloidalen Wirkstoff-Abgabesystemen beitragen.
Keywords
Liposomes • Poly(allylamine) • Oral Peptide Delivery
Received June 5th, 2008 | Accepted September 15th, 2008 | Published Online September 18th, 2008
