Nanocarrier: Tetraetherlipide
Ein großes Problem für die orale Verabreichung von Peptid-Therapeutika ist die Instabilität im sauren Magen-Milieu sowie das enzymatische Darmmilieu. Leider ist hiervon nicht nur die Stabilität der Peptid-Therapeutika, sondern auch die liposomalen Nanocarrier betroffen.
Um eine ausreichende Stabilität der Nanocarrier im GIT zu erreichen, untersuchen wir den Einsatz von bestimmten Etherlipiden untersucht, die aus Archaeen extrahiert werden. Diese Organismen sind dafür bekannt, dass sie in der feindlichen Umgebung niedriger oder hoher pH-Werte sowie hoher Drücke und Temperaturen überleben und wachsen können. Daher enthält die Membran von Archaeen spezielle Lipide.
Diese sogenannten Etherlipide bestehen aus Isoprenoidketten, die an den Positionen sn-2,3 durch Etherbindungen mit Glycerin verbunden sind und ein polares oder bipolares Lipid bilden. Herkömmliche amphiphile Phospholipide sind über Esterbindungen mit dem Glycerinrückgrat verbunden, die bekanntermaßen säureempfindlich sind. Die aus Archaeen isolierten Lipide sind weniger anfällig für oxidativen Stress und saure Lyse und werden daher als stabilisierende Komponente in Liposomen untersucht, die auch als Archaeosomen bezeichnet werden.
In unseren Studien verwenden wir hoch aufgereinigte Etherlipide, die aus Sulfolobus acidocaldarius extrahiert werden, mit dem Ziel, die orale Bioverfügbarkeit von Peptid-Therapeutika zu erhöhen. Die in unseren Studien verwendeten Tetraetherlipide, insbesondere Glycerylcaldityl-Tetraetherlipid (GCTE), haben sich als durch die gesamte Lipiddoppelschicht reichend erwiesen.
Wir konnten für unterschiedliche Peptid-Therapeutika zeigen, dass Liposomen, die aus Phopsholipiden, Cholesterin und GCTE bestehen, eine erhöhte Stabilität im GIT aufweisen. Modelsubstanzen sind hierbei Vancomycin, FU002 (Peptid-modifiziertes Vancomycin) sowie GLP-1 Analoga.
Zugehörige aktuelle Publikationen:
- Werner, J., Umstätter, F., Hertlein, T., Mühlberg, E., Beijer, B., Wohlfart, S., Zimmermann, S., Haberkorn, U., Ohlsen, K., Fricker, G., Mier, W. & Uhl, P. “Oral delivery of the vancomycin derivative FU002 by a surface-modified liposomal nanocarrier“, Advanced Healthcare Materials (2024), 2303654. PMID: 38387090.
- Uhl, P., Bajraktari-Sylejmani, G., Witzigmann, D., Zimmermann, S., Burhenne, J., Weiss, J., Haefeli, W.E., Sauter, M. “A nanocarrier approach for oral peptide delivery: evaluation of cell-penetrating-peptide modified liposomal formulations in dogs”, Advanced Therapeutics, 2023, 2300021. https://doi.org/10.1002/adtp.202300021.
- Uhl, P.; Sauter, M.; Hertlein, T.; Witzigmann, D.; Laffleur, F.; Hofhaus, G.; Fidelj, V.; Tursch, A.; Özbek, S.; Hopke, E.; et al. Overcoming the Mucosal Barrier: Tetraether Lipid-Stabilized Liposomal Nanocarriers Decorated with Cell-Penetrating Peptides Enable Oral Delivery of Vancomycin. Advanced Therapeutics, 4 (2021), 000247. https://doi.org/10.1002/adtp.202000247.