1. Nanodrug delivery platform for glucocorticoid use in skeletal muscle injury
- Author
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Sutariya, Vijaykumar, Tur, Jared, Kelly, Shannon, Halasz, Kathleen, Chapalamadugu, Kalyan C., Nimbalkar, Rohini, Pathak, Yashwant V., Weigel, Robert, Daviau, Todd, Webb, Travis, Cacace, Janice, Brotto, Marco, and Tipparaju, Srinivas M.
- Subjects
Drug delivery systems -- Methods ,Inflammation -- Drug therapy ,Skeletal muscle -- Drug therapy ,Glucocorticoids -- Dosage and administration ,Pain management -- Methods ,Biological sciences - Abstract
Glucocorticoids are utilized for their anti-inflammatory properties in the skeletal muscle and arthritis. However, the major drawback of use of glucocorticoids is that it leads to senescence and toxicity. Therefore, based on the idea that decreasing particle size allows for increased surface area and bioavailability of the drug, in the present study, we hypothesized that nanodelivery of dexamethasone will offer increased efficacy and decreased toxicity. The dexamethasone-loaded poly(lactic-coglycolic acid) (PLGA) nanoparticles were prepared using nanoprecipitation method. The morphological characteristics of the nanoparticles were studied under scanning electron microscope. The particle size of nanoparticles was 217.5 [+ or -] 19.99 nm with polydispersity index of 0.14 [+ or -] 0.07. The nanoparticles encapsulation efficiency was 34.57% [+ or -] 1.99% with in vitro drug release profile exhibiting a sustained release pattern over 10 days. We identified improved skeletal muscle myoblast performance with improved closure of the wound along with increased cell viability at 10 nmol/L nano-dexamethasone-PLGA. However, dexamethasone solution (1 [micro]mol/L) was injurious to cells because the migration efficiency was decreased. In addition, the use of dexamethasone nanoparticles decreased lipopolysaccharide-induced lactate dehydrogenase release compared with dexamethasone solution. Taken together, the present study clearly demonstrates that delivery of PLGA-dexamethasone nanoparticles to the skeletal muscle cells is beneficial for treating inflammation and skeletal muscle function. Key words: dexamethasone, PLGA, nanoparticles, skeletal muscle. Les glucocorticoides sont utilises pour leurs proprietes anti-inflammatoires dans le muscle squelettique et l'arthrite. Cependant, le principal probleme de l'utilisation des glucocorticoides tient au fait qu'elle mene a de la senescence et de la toxicite. Par consequent, a partir de l'idee qu'en diminuant la taille des particules on augmente la surface de contact et la biodisponibilite du medicament, dans la presente etude, nous avons formule une hypothese selon laquelle l'administration de nanoparticules de dexamethasone permet d'en augmenter l'efficacite et d'en diminuer la toxicite. Nous avons prepare des nanoparticules d'acide poly(lactique co-glycolique) [ou PLGA pour << poly(lactic-co-glycolic acid)>>] chargee de dexamethasone a l'aide de la methode de nanoprecipitation. Nous avons etudie les caracteristiques morphologiques des nanoparticules a l'aide de la microscopie electronique par balayage. Les nanoparticules avaient une taille de 217,5 [+ or -] 19,99 nm avec un indice de polydispersion de 0,14 [+ or -] 0,07. L'efficacite de l'encapsulation des nanoparticules etait de 34,57 [+ or -] 1,99 % avec un profil in vitro de liberation du medicament presentant un schema de liberation soutenue sur 10 jours. Avec le complexe PLGA-nano-dexamethasone a 10 nmol/L, nous avons observe une amelioration de la performance des myoblastes du muscle squelettique avec une amelioration de la fermeture de plaie ainsi qu'une augmentation de la vitalite des cellules. Toutefois, une solution de dexamethasone (1 [micro]mol/L) provoquait des lesions cellulaires en raison d'une diminution de l'efficacite de la migration. De plus, l'utilisation de nanoparticules de dexamethasone entrainait une diminution de la liberation de lipopolysaccharides produite par la deshydrogenase lactique plus marquee qu'avec la solution de dexamethasone. Dans l'ensemble, la presente etude montre que l'administration de nanoparticules de PLGA-dexamethasone aux cellules de muscle squelettique est avantageuse pour traiter l'inflammation et le fonctionnement du muscle squelettique. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: dexamethasone, PLGA, nanoparticules, muscle squelettique., Introduction Dexamethasone and other glucocorticoids are used for the treatment of inflammation and pain related to skeletal muscle injury, wound healing, and arthritis (Bijlsma 2012; Klein 2015; Vyvey 2010). However, [...]
- Published
- 2018
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