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Vildagliptin loaded triangular DNA nanospheres coated with eudragit for oral delivery and better glycemic control in type 2 diabetes mellitus - 31/12/17

Doi : 10.1016/j.biopha.2017.11.059 
Mirza Muhammad Faran Ashraf Baig a, b, Sara Khan c, Muhammad Ahsan Naeem d, Ghulam Jilany Khan e, f, g, , Muhammad Tayyab Ansari a
a Department of Pharmaceutical Chemistry, Faculty of Pharmacy, Bahauddin Zakariya University, Multan, Pakistan 
b School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University, PR China 
c Department of Pharmaceutical Chemistry, University College of Pharmacy, University of the Punjab, Lahore Pakistan 
d Department of Mechatronics and Control Engineering, University of Engineering and Technology, Lahore, Pakistan 
e Jiangsu Key Laboratory of Drug Screening, China Pharmaceutical University, Nanjing 210009, PR China 
f Department of Pharmacology, Faculty of Pharmacy (FOP), University of Central Punjab, Lahore, Pakistan 
g Jiangsu Center for Pharmacodynamics Research and Evaluation, China Pharmaceutical University, Nanjing 210009, China 

Corresponding author at: Jiangsu Center for Pharmacodynamics Research and Evaluation, No. 24 Tongjiangxiang, China Pharmaceutical University, Nanjing 210009, PR China. Jiangsu Center for Pharmacodynamics Research and Evaluation China Pharmaceutical University Nanjing 210009 China

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Abstract

Diabetes mellitus type 2 is a multidimensional disease associated with poor glycemic control through compromised sensitivity of pancreatic islet α and β cells against glucose and dwindled secretion of insulin which is linked with the quantity of incretin hormones that are abridged by dipeptidyl peptidase-4 (DPP-4) in diseased condition. Vildagliptin (VG) inhibits DPP-4 therefore regulates the incretins that conversely maintains glycemic control. The safe reach and absorption of VG from intestine was dubious. Therefore we used Electrostatic Attraction Method to develop drug loaded DNA nanotechnology triangles coated by Eudragit (Eud) to make stable nanospheres of Vildagliptin (VG). We further analyzed the formulated nanospheres by AFM, XRD, DSC, SEM, TGA, ATR-FTIR and native PAGE. Additionally the efficacy of formulated nanospheres for drug release and glycemic control was assessed in Db/Db mouse. Our results showed that formulated nanospheres are smooth, spherical, stable and uniform in size ranging from 500 to 2000 nm with drug entrapment efficiency up to 95 ± 2% and extended drug release up to 15 ± 2 h. FTIR and DSC results confirmed the absence of VG-DNA-Eud interaction and XRD studies revealed a change in the crystalline status of the VG in nanospheres. Ex-vivo studies indicate that Eud-DNA-VG nanospheres effectively bypasses the acidic pH of the stomach and enhances glycemic control in Db/Db mouse without any risk of pancreatitis or pancreatic cancer. To the best of our knowledge, this is the first study conclusively reporting that VG loaded DNA Nano-architects coated with Eudragit are stable, safe and may improve therapeutic outcomes after oral delivery.

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Chemical compounds studied in this article : Vildagliptin (PubChem CID: 6918537), Eudragit-RL100 (PubChem CID: 104804), Eudragit-RS100: (PubChem CID: 104931)

Keywords : Diabetes mellitus type 2, DNA nanospheres, Vildagliptin, Db/Db mouse, DPP-4, GLP-1, GIP, Eudragit


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