Skip to main content

LUP Student Papers

LUND UNIVERSITY LIBRARIES

Studying the interactions between therapeutic peptides and absorption enhancers

Howegård, Linus LU (2024) KLGM15 20231
Food Technology and Nutrition (M.Sc.)
Abstract
Therapeutic peptides can often not be formulated as tablets by themselves as they’re prone to enzyme degradation the oral route - they also do not present good enough passage through epithelial cells to be viable for this dosage form. But if formulated together with surfactants, e.g., sodium caprate (C10), the absorption through epithelial cells can be increased. When peptides and absorption enhancers are mixed, their interactions can be important to be aware of. This is because unwanted aggregation of peptide could render the therapeutic useless or even dangerous to the patient. Knowing how the peptide affect the aggregation of the absorption enhancer can also be of importance, since different types of aggregates can increase absorption... (More)
Therapeutic peptides can often not be formulated as tablets by themselves as they’re prone to enzyme degradation the oral route - they also do not present good enough passage through epithelial cells to be viable for this dosage form. But if formulated together with surfactants, e.g., sodium caprate (C10), the absorption through epithelial cells can be increased. When peptides and absorption enhancers are mixed, their interactions can be important to be aware of. This is because unwanted aggregation of peptide could render the therapeutic useless or even dangerous to the patient. Knowing how the peptide affect the aggregation of the absorption enhancer can also be of importance, since different types of aggregates can increase absorption differently, and if the peptides can favour the aggregation of a certain type of structure, this can be useful to be aware of.

This work has demonstrated at which different concentrations and environments C10 and salcaprozate (SNAC) forms different types of aggregates. This work has also indicated that a certain peptide, MEDI7219, might reduce the concentration at which micelles are formed by the formation of mixed micelles. Conformational changes for peptides when interacting with C10 was observed to be correlated with the peptide’s degree of lipidation.

Further, this thesis has provided information that a ternary phase diagram for C10, capric acid and water largely contains capric acid crystals at room temperature and indicated that some changes in structure occur when heated to 37˚C. The equilibrium time for this system was also observed to be long, which could be useful knowledge in drug formulation.

All results together indicate that there are hydrophobic interactions between MEDI7219 and C10, but more research is needed to determine at what extent their interplay affect both formulation stability and the therapeutic use of the peptides. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Peptidläkemedel måste ofta tas som injektioner eftesom peptider är för stora för
att kunna absorberas genom celler den orala rutten. Men genom att inkludera
absorbtionsförbättrare (surfaktanter) så kan denna absorbtionen för bättras, vilket
skulle kunna möjliggöra skapandet av peptidläkemedel i tablettform! Genom att
studera interaktionerna mellan peptider och absorbtionsförbättrare så kan man få
insikt i hur dessa kan påverka absorbtionen och säkerheten av peptiden, vilket är vad
detta mastersarbete har försökt att undersöka.

En surfaktant är samma klass av molekyler som tvål består av – dessa har både en
polär och en opolär del i samma molekyl och detta ger upphov till en mängd olika
egenskaper. Bland annat kan dom forma olika... (More)
Peptidläkemedel måste ofta tas som injektioner eftesom peptider är för stora för
att kunna absorberas genom celler den orala rutten. Men genom att inkludera
absorbtionsförbättrare (surfaktanter) så kan denna absorbtionen för bättras, vilket
skulle kunna möjliggöra skapandet av peptidläkemedel i tablettform! Genom att
studera interaktionerna mellan peptider och absorbtionsförbättrare så kan man få
insikt i hur dessa kan påverka absorbtionen och säkerheten av peptiden, vilket är vad
detta mastersarbete har försökt att undersöka.

En surfaktant är samma klass av molekyler som tvål består av – dessa har både en
polär och en opolär del i samma molekyl och detta ger upphov till en mängd olika
egenskaper. Bland annat kan dom forma olika strukturer (aggregat), där exempel på dessa är
miceller och vesiklar. Miceller kan enkelt beskrivas som sfärer som består av många
surfaktantmolekyler, där deras opolära del är riktad innåt sfären och den polära delen är
riktad utåt. Vesiklar kan beskrivas som större sfärer med bilager av surfaktantmolekyler –
liknande struktur som cellmembranen i människans celler har. Vilken typ av struktur som
bildas är viktigt att veta eftersom absorbtionen av peptidläkemedel tillsammans med
surfaktanter är annorlunda beroende på vilken struktur dom har.

Tre olika peptider som är mycket lika varadra, förutom att dom har olika mycket
fettkedjor på sig, har undersökts tillsammans med surfaktanten natriumkaprat (C10). En
mängd olika tekniker har använts för att studera detta, bland annat NMR och cirkulär
dikroism. I NMR använder man starka magnetfält för att kolla på strukturen av molekyler och
med cirkulär dikroism skiner man en viss typ av ljus på prover – då kan man få viktig
information om strukturen av t.ex. peptider.

Det visar sig att peptider som har tydligare och mer fettkedjor på sig interagerar mer
med C10, och detta leder också till att strukturen på peptiden ändras lite. Resultaten tyder
också på att denna interkationen skulle kunna hjälpa till att bilda miceller och vesiklar –
vilket är bra att veta eftersom dessa två aggregat kan påverka absorbtionen genom celler
annoulunda! När bara C10 mixat med vatten studerades, visade resultat på att det finns
mycket fast material vid rumstemperatur, men att detta smälter vid kroppstemperatur. Det
visade sig också att vissa typer av aggregat bildas i kroppstemperatur, men som inte verkar
bildas i rumstemperatur. Om man vill göra en tablett med C10 skulle detta kunna vara viktig
information – en tablett är ju vanligtvis i rumstemperatur fram tills dess att man sväljer den,
då får den kroppstemperatur.

Vissa sjukdomar kräver att man måste använda peptidläkemedel under hela livet och
då skulle det vara mycket skönare för patienterna att kunna ta tabletter istället för injektioner.
Bara informationen från detta examensarbete är inte nog för att helt säga vilken effekt
interaktionerna mellan peptider och surfaktanter kan ha på säkerheten av peptiderna, men om
man bygger vidare på detta informationen kan man få en tydligare bild av detta. Detta i sin
tur skulle kunna hjälpa till vid utvecklingen av peptidläkemedel i tablettform. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Howegård, Linus LU
supervisor
organization
course
KLGM15 20231
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
keywords
pharmaceutical technology, peptide, absorption enhancer, aggregation
language
English
id
9176854
date added to LUP
2024-11-05 09:57:11
date last changed
2024-11-05 09:57:11
@misc{9176854,
  abstract     = {{Therapeutic peptides can often not be formulated as tablets by themselves as they’re prone to enzyme degradation the oral route - they also do not present good enough passage through epithelial cells to be viable for this dosage form. But if formulated together with surfactants, e.g., sodium caprate (C10), the absorption through epithelial cells can be increased. When peptides and absorption enhancers are mixed, their interactions can be important to be aware of. This is because unwanted aggregation of peptide could render the therapeutic useless or even dangerous to the patient. Knowing how the peptide affect the aggregation of the absorption enhancer can also be of importance, since different types of aggregates can increase absorption differently, and if the peptides can favour the aggregation of a certain type of structure, this can be useful to be aware of. 

This work has demonstrated at which different concentrations and environments C10 and salcaprozate (SNAC) forms different types of aggregates. This work has also indicated that a certain peptide, MEDI7219, might reduce the concentration at which micelles are formed by the formation of mixed micelles. Conformational changes for peptides when interacting with C10 was observed to be correlated with the peptide’s degree of lipidation.

Further, this thesis has provided information that a ternary phase diagram for C10, capric acid and water largely contains capric acid crystals at room temperature and indicated that some changes in structure occur when heated to 37˚C. The equilibrium time for this system was also observed to be long, which could be useful knowledge in drug formulation.

All results together indicate that there are hydrophobic interactions between MEDI7219 and C10, but more research is needed to determine at what extent their interplay affect both formulation stability and the therapeutic use of the peptides.}},
  author       = {{Howegård, Linus}},
  language     = {{eng}},
  note         = {{Student Paper}},
  title        = {{Studying the interactions between therapeutic peptides and absorption enhancers}},
  year         = {{2024}},
}