L'administration orale de nanoparticules lipidiques solides chargées de resvératrol améliore la résistance à l'insuline en ciblant l'expression des protéines SNARE dans les tissus adipeux et musculaires de rats atteints de diabète de type 2

Présentation de l'hypothèse

L'encapsulation du resvératrol (RES) dans des nanoparticules de noyau lipidique a amélioré ses avantages en améliorant la stabilité et l'absorption intestinale orale lorsqu'elle est consommée par voie orale. SLN-RES améliore la résistance à l'insuline plus que RES. L'effet antioxydant des RES augmente lorsqu'ils sont incorporés dans les SLN.

Test de l'hypothèse

Une analyse spectroscopique du SLN-RES a été réalisée afin de déterminer l'efficacité de l'encapsulation. La deuxième hypothèse était d'évaluer l'effet du traitement SLN-RES sur les paramètres du stress oxydatif et son effet hypoglycémiant contre le diabète de type 2 dans des modèles animaux.

Implications de l'hypothèse

Une stabilité accrue et une absorption intestinale conduisent à la biodisponibilité du RES lorsqu'il est administré par voie orale. Une biodisponibilité accrue du RES lorsqu'il est incorporé dans les SLN conduit à une concentration accrue de RES dans les tissus ciblés. Une concentration accrue de RES dans les tissus ciblés entraîne plus d'effet hypoglycémiant de RES lorsqu'il est incorporé dans les SLN que de RES.

Contexte

Le diabète sucré de type 2 est un trouble métabolique caractérisé par une résistance à l'insuline. La résistance à l'insuline est principalement développée par la perturbation du système de transport du glucose (GLUT 2 et 4) dans le muscle et le tissu adipeux [1]. Les protéines SNARE ont immobilisé le système GLUT 4 sur la membrane cellulaire et jouent un rôle important dans le trafic membranaire, l'amarrage et la fusion des vésicules. La protéine associée aux synaptosomes 23 (SNAP-23), la syntaxine-4 (STX4) et la protéine membranaire associée aux vésicules 2 (VAMP-2) sont connues comme le composant principal du complexe protéique SNARE [2]. Des rapports antérieurs ont identifié que la régulation négative des protéines SNARE accélère la résistance à l'insuline [3]. Au cours des dernières années, un grand nombre de données ont montré que les composants à base de plantes ont de nombreux effets bénéfiques qui peuvent améliorer de nombreux troubles métaboliques [4,5,6]. Tentative de recherche de Côté et al. ont montré que la perfusion intraduodénale aiguë de la résistance à l'insuline compensée par le RES via la diminution de la protéine SIRT1 duodénale et la réduction de la production hépatique de glucose dans le modèle du rat [4]. C'est aussi, Gencoglu et al. ont rapporté que l'administration intrapéritonéale de RES soulageait la résistance à l'insuline chez des rats diabétiques en normalisant l'expression de la visfatine et en régulant positivement l'expression de SIRT1 dans le muscle squelettique. L'alimentation en RES conduit à augmenter l'expression de GLUT4 et GLUT2 dans le diabète induit par la streptozotocine chez le rat. Dans l'ensemble, ces résultats ont fourni de nouvelles informations sur les effets bénéfiques de la supplémentation en RES contre la résistance à l'insuline. Malgré son application thérapeutique prometteuse, une faible absorption intestinale et une dégradation gastro-intestinale conduisent principalement à une faible biodisponibilité du RES lorsqu'il est administré par voie orale [7].

Au cours des dernières années, la nanomédecine a fourni une approche intelligente pour l'administration de nombreux médicaments afin de surmonter sa faible biodisponibilité, sa faible stabilité et l'amélioration des stratégies de ciblage [8]. En tant que tels, les micelles, les liposomes, les nanoparticules polymères et les nanoparticules lipidiques solides (SLN) sont les systèmes d'administration de médicaments les plus connus [9, 10]. Des études récentes ont montré que l'incorporation de RES dans des systèmes d'administration à l'échelle nanométrique est une méthode pratique pour contourner sa limitation et pourrait être plus efficace que la suspension de médicament pure dans les tentatives cliniques [11]. Des preuves récentes ont montré que l'incorporation de médicaments dans des nanoparticules lipidiques solides (SLN) pourrait augmenter la biodisponibilité des RES lorsqu'elles sont administrées par voie orale [11, 12]. Frozza et al. ont montré que la nanoencapsulation de RES améliorait son effet neuroprotecteur contre la maladie d'Alzheimer en augmentant la concentration de médicament dans le tissu cérébral [13]. Selon les rapports précédents mentionnés ci-dessus, il a été proposé que l'encapsulation de RES dans des nanoparticules de noyau lipidique peut améliorer la résistance à l'insuline mieux que RES grâce à l'élévation de sa biodisponibilité orale.

Le présent travail s'est concentré sur le développement, l'optimisation et la caractérisation du SLN chargé en RES (SLN-RES) en vue d'améliorer sa biodisponibilité orale. Par conséquent, dans la présente étude, nous avons préparé SLN-RES et essayé de déterminer ses propriétés. Ensuite, l'effet du traitement oral de SLN-RES sur la glycémie à jeun (FBS), l'insuline et les paramètres de stress oxydatif a été évalué chez des rats atteints de diabète de type 2. De plus, nous avons étudié l'effet de l'administration orale de SLN-RES sur l'expression des gènes de Snap23, Stx4 et Vamp2 dans les tissus adipeux et musculaires.

Matériaux et méthodes

Matériaux

Le trans-resvératrol (> 99 %) a été fourni par Mega Resveratrol (États-Unis), la streptozotocine (STZ) et le nicotinamide (NA) ont été achetés auprès de Sigma-Aldrich (Allemagne), et la lécithine de soja hydrogénée (S100) a été offerte en cadeau par Lipoid KG (Ludwigshafen, Allemagne). L'huile de palme hydrogénée (S154) a été offerte en cadeau par Condea (Witten, Allemagne), et le réactif TRIzol et le kit de synthèse d'ADNc ont été fournis par Invitrogen (USA). Le kit ELISA Insulin Rat a été acheté auprès de Bio-Equip (Chine). D'autres produits et solvants ont été utilisés en qualité analytique.

Préparation de SLN-RES

SLN-RES a été produit selon l'étude précédente avec des modifications mineures [14]. Brièvement, 40 pg de S100 et 1 pg de sorbitol ont été ajoutés à 15 ml d'eau distillée et ont été chauffés à 70 °C en tant que phase aqueuse. La phase organique comprenant 100 mg de S154, 70 mg de S100 et RES a été fondue à 70 °C, puis 5 ml de chloroforme ont été ajoutés en tant que solvant organique. Ensuite, la phase organique a été rapidement mélangée avec la phase aqueuse préchauffée sous agitation à 1000 rpm/min jusqu'à ce que le solvant organique soit éliminé. La suspension résultante a été soniquée pendant 2 min puis injectée dans de l'eau froide (2 °C) sous agitation continue à 1000 rpm/min pendant 2 h afin de solidifier rapidement la matrice lipidique. Ensuite, l'échantillon a été maintenu à l'obscurité jusqu'à ce qu'il soit séché. L'échantillon résultant a été lavé deux fois avec de l'eau distillée par centrifugation pour éliminer le surnageant qui contenait le médicament libre. Les surnageants ont été soumis à une mesure de l'efficacité de piégeage ( EE). Une série de SLN a été préparée en ajoutant une quantité différente de RES pur (30, 50 et 70  mg) dans la phase lipidique fondue pour obtenir une EE élevée. L'effet de la charge RES sur la taille moyenne des particules, l'indice de polydispersité (PDI), la charge de surface (potentiel zêta) et l'EE des SLN a été évalué (tableau 1).

Caractérisation de SLN-RES

Le diamètre moyen des nanoparticules, le potentiel zêta et le PDI du SLN-RES ont été mesurés par diffraction laser (Zetasizer Nano-ZS; Malvern Instrument, Royaume-Uni). La caractérisation a été réalisée après dilution SLN-RES dans de l'eau distillée (1/30).

Efficacité de piégeage

La valeur EE est définie comme le pourcentage de RES piégés dans le SLN par rapport au RES total à l'aide de l'équation suivante. La quantité de RES piégée a été déterminée en séparant les RES libres des RES encapsulées. Le RES libre a été quantifié à l'aide d'un spectrophotomètre UV à 310 nm.

Étude de libération de médicaments in vitro

Le schéma de libération de médicament in vitro du RES a été analysé comme suit. Le SLN-RES préparé a été dissous dans du milieu plasmatique sous agitation à pH 7,4 et 1,2. Aux instants définis (0,5, 1, 2, 4, 6 et 8 h), la quantité définie de milieu a été prélevée puis filtrée par un filtre seringue de 0,24 µm pour la quantification de la forme libre de RES. Les RES filtrées représentaient la quantité de RES libérée dans le milieu.

Microscopie électronique à transmission

La caractérisation morphologique a été évaluée par microscopie électronique à transmission (MET). En bref, SLN-RES a été étalé sur une grille de cuivre recouverte de carbone et visualisé sous TEM ZEISS. La morphologie de la surface, l'agrégation et l'irrégularité du SLN-RES ont été caractérisées.

Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier

Le S100, le RES et l'échantillon séché de SLN et SLN-RES ont été analysés pour confirmer leurs interactions intermoléculaires et la caractérisation de la chimie de surface des nanoparticules par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), à l'aide d'un spectromètre infrarouge (FTIR PerkinElmer, USA). Les spectres ont été obtenus dans la gamme de 400 et 4000 cm ⁻¹ . Les échantillons séchés ont été préparés à l'aide de KBr pour former des pastilles.

Conception de l'étude des animaux

Vingt rats Wistar mâles (200 à 250 µg) ont été fournis par l'Animal House of Razi Institute (Iran). Les animaux ont été manipulés selon les protocoles approuvés par le comité d'éthique de l'université des sciences médicales de Hamadan. Les rats ont été nourris avec de l'eau fraîche et une nourriture standard et maintenus dans des conditions contrôlées (25 ± ± 2 °C et éclairage par cycles lumière/obscurité de 12 h). Le diabète de type 2 a été induit par l'injection intrapéritonéale de STZ 65 mg/kg (0,1 M dans le citrate de sodium; pH, 4,5) et de nicotinamide 110 mg/kg en dose unique [15]. Le niveau de FBS a été mesuré après 3 jours. Les rats avec des taux de glucose supérieurs à 150 ont été considérés comme des modèles diabétiques. Après une semaine, le RES et le SLN-RES en poudre ont été dissous dans de l'eau distillée et administrés par voie orale par gavage quotidiennement pendant 1 mois. Les animaux ont été répartis au hasard en quatre groupes de 5 rats dans chaque groupe :HC, contrôle sain; DC, contrôle du diabète ; RES, rat diabétique traité par 10 mg/kg de resvératrol par voie orale; et SLN-RES, rat diabétique traité avec des nanoparticules lipidiques solides chargées en resvératrol par voie orale (échantillon SLN-RES en poudre contenant 10 mg/kg RES). A la fin de l'étude, les animaux ont été pesés puis anesthésiés avec de la kétamine et de la xylazine par voie intrapéritonéale (100 mg/kg et 10 mg/kg, respectivement). Ensuite, le sang a été prélevé par ponction cardiaque et le sérum a été séparé et conservé à - 20°C. Par la suite, le muscle squelettique et le tissu adipeux viscéral ont été prélevés et immédiatement congelés et conservés à - 80 °C pour une analyse plus approfondie.

Mesure de la glycémie à jeun

Le FBS a été mesuré par un kit de dosage colorimétrique (Pars Azmun, Iran).

La mesure de l'insuline sérique

Le taux sérique d'insuline a été mesuré par un kit ELISA commercial (Bio-Equip, Chine) selon les instructions du fabricant. La résistance à l'insuline a été calculée à l'aide de la formule d'évaluation du modèle d'homéostasie (HOMA).

Capacité antioxydante totale

La capacité de l'échantillon à réduire le fer (Fe ⁺³ ) à ferreux (Fe ⁺² ) a été déterminé comme la capacité antioxydante totale (TAC). La réaction entre Fe ²⁺ et la 2,4,6-Tri(2-pyridyl)-s-triazine (TPTZ) conduit à un complexe de couleur bleue [16].

Groupe Thiol Total

Les groupes thiol totaux (-SH) ont été mesurés en utilisant le réactif 5,5'-dithiobis(2-nitrobenzoic acid) (DTNB). Ce réactif réagit avec les groupes thiol pour produire un complexe de couleur jaune [17].

Test de peroxydation lipidique

Le malondialdéhyde (MDA) en tant que produit final du processus de peroxydation lipidique a été mesuré en utilisant la méthode colorimétrique. Les lipides peroxydés réagissent avec l'acide thiobarbiturique (TBA) et produisent un complexe de couleur rose. Le 1,1,3,3-tétraéthoxypropane a été utilisé comme norme [18].

Statut total d'oxydant

Le potentiel d'oxydation de l'échantillon a été mesuré par la méthode de l'état d'oxydant total (TOS). En bref, Fe ⁺³ et l'orange de xylénol produisent un complexe coloré, dans un état acide. Le dosage a été calibré avec H₂ O₂ , et les résultats ont été exprimés en μM H₂ O₂ équivalent/L [19].

Réaction en chaîne de la polymérase par transcription inverse quantitative

Une réaction en chaîne par polymérase de transcription inverse quantitative (qRT-PCR) a été réalisée afin de déterminer l'expression des gènes de Snap23, Stx4 et Vamp2. L'ARNm total a été extrait des tissus adipeux et musculaires surgelés à l'aide du réactif TRIzol. La quantité et la qualité de l'ARNm ont été déterminées à l'aide d'un spectrophotomètre UV NanoDrop (BioTek Laboratories, Inc., USA). L'ARNm a été rétrotranscrit en ADNc à l'aide du kit de synthèse d'ADNc RevertAid First Strand. L'amplification quantitative a été réalisée avec des séquences d'amorces spécifiques en utilisant le système de détection par PCR en temps réel CFX96. Les amorces directes et inverses ont été respectivement utilisées pour l'amplification génique :5'-dTTCCGTTTCTGTGTCCAATAG et 5'-dTTGTGCTTTCCAGAGACTCAT pour Snap23, 5'-dTCAGCAGACTATGTGGAAC et 5'-dCCAAGATGAGAACAGTGACAGA pour Stx4, et 5'-dCTACTTGGTAGATAGCA-GAGATAMP2. Le changement relatif de l'expression génique a été calculé selon 2 ^-ΔΔCt formule. L'ARNr 18s comme gène de ménage a été utilisé. Toutes les expériences ont été réalisées en triple.

Analyse statistique

L'analyse statistique a été réalisée en utilisant SPSS 16 et le logiciel GraphPad Prism 6.00, LaJolla, CA (USA). Les données ont été exprimées en moyenne  ± écart type (SD). Une analyse de variance à un facteur (ANOVA) a été utilisée pour comparer les différences entre les groupes. p < 0,05 a été considéré comme un niveau significatif.

Résultats et discussion

Caractérisation physico-chimique du SLN-RES

Comme on peut le voir dans le tableau 1, à mesure que le rapport médicament/lipide augmentait, la taille des particules et la valeur PDI étaient presque constantes, ce qui pourrait être dû à la formation de plusieurs couches de phospholipides dans le SLN [11]. La gamme de tailles des nanoparticules actuelles était d'environ 250  nm, ce qui pourrait convenir à l'absorption intestinale et contourner le système de filtration du foie et de la rate [20]. En outre, cette gamme de tailles peut conduire à une biodisponibilité améliorée du RES grâce à un temps de circulation accru du SLN-RES et à une libération prolongée du médicament. Le développement de nanoparticules de plus petite taille et valeur PDI peut faciliter leur absorption intestinale. À titre de suggestion, la modification des SLN avec du polyéthylène glycol (PEG) pourrait améliorer notre formulation pour améliorer leur perméabilité et leur temps de circulation systémique [21].

Comme le montre le tableau 1, la valeur PDI de 0,4 est considérée comme ayant une distribution hétérogène, qui exprime la présence d'agglomérats. Dans SLN-RES-30, l'élévation de la teneur en RES contribue à augmenter la probabilité d'être logé dans la SLN, bien que le pourcentage d'EE ait été évidemment épuisé, suivi d'une augmentation de la teneur en médicament dans la formulation SLN-RES-70. Il a été conclu que l'augmentation de la teneur en lipides dans SLN-RES-70 n'est pas suffisante pour accueillir toute la quantité de RES dans la matrice SLN [22]. Le SLN-50 a donc été sélectionné comme formulation optimisée pour des investigations plus poussées.

Les résultats du potentiel zêta ont montré une charge de surface négative (− 16,5 ± 17,7 mV) pour les formulations actuelles. Concernant l'observation morphologique, la charge de surface du SLN-RES a été considérée comme suffisante pour empêcher les phénomènes d'agrégation de particules et la stabilité fine du SLN [21]. Le potentiel zêta de toutes les formulations avec ou sans médicament était presque similaire, ce qui signifie que l'encapsulation du médicament dans le SLN n'a pas eu d'impact significatif sur la charge de surface du support. En conséquence, le médicament a été placé à l'intérieur du SLN en raison de la nature lipophile du RES [23].

Le test de libération in vitro

Comme les résultats sont présentés sur la figure 1, différents comportements de libération ont été détectés à pH = 7,4 et pH = 1,2. Après 6 h et 1 h, environ 70 % des SER ont été libérés par les nanoparticules dans des conditions de pH neutre et acide, respectivement. La libération en rafale initiale était due à la libération de médicaments adsorbés à la surface des nanoparticules dans la phase initiale [24]. Par la suite, une manière de libération prolongée pourrait être attribuée à l'interaction médicament-lipide, au gradient de concentration et à l'incorporation du médicament dans le noyau de support huileux. Le profil de libération prolongée entraîne une augmentation de la concentration sérique du médicament et contribue par conséquent à augmenter la biodisponibilité et l'administration dirigée de RES. À titre de suggestion, l'administration de RES par voie intraveineuse peut contourner l'état acide de l'estomac [22].

Profils de libération in vitro de RES à partir de SLN-RES dans des conditions acides et naturelles

Évaluation de la morphologie

Comme on peut le voir sur la figure 2, l'analyse MET a donné de bons résultats où la plupart des particules ont atteint une forme et une taille sphériques régulières dans la plage de 20 à 30  nm. En outre, les nanoparticules en forme de tige et amorphes ont été observées accompagnées d'une agrégation moindre. La taille des particules du SLN a été estimée entre 20 et 30  nm, ce qui est en désaccord avec les résultats du DLS (tableau 1). Cet écart peut être le résultat de l'hydratation de la nanoparticule par dilution de l'échantillon dans l'analyse DLS. En outre, il y avait une nanoparticule en forme de tige qui peut être due à l'injection constante d'une émulsion dans l'eau froide par une aiguille de seringue. Nous n'avons pas observé d'agrégations SLN dans l'observation MET, ce qui représente une charge de surface et une stabilité suffisantes pour notre formulation [23].

Micrographie électronique à transmission de SLN-RES. Barre=100 nm

Validation de l'efficacité de chargement des RES par spectroscopie infrarouge

Comme le montre la figure 3, les résultats FTIR du spectre de la lécithine ont révélé un large pic à 3370-3390 cm ⁻¹ qui fait référence à l'étirement symétrique N-H du groupe fonctionnel de la choline. Un pic à 1735 cm ⁻¹ représenté C=O s'étirant à partir d'un composé ester dans la lécithine. De plus, les pics caractéristiques à 2922, 2853 et 3010 cm ⁻¹ sont dus à l'étirement des groupes C-H. Le spectre SLN présentait plusieurs pics caractéristiques similaires au spectre de la lécithine sans décalage, mais l'intensité des pics appartenant à la lécithine était considérablement diminuée lorsqu'elle était placée dans le SLN. Cela peut être dû à l'environnement hydrophile et à l'effet protecteur du tensioactif. Dans la présente étude, le spectre RES présentait un groupe fonctionnel comprenant des bandes d'absorption à 3290 cm ⁻¹ en raison de l'étirement O-H appartenant au groupe alcoolique, 965 cm ⁻¹ pour la liaison trans C=C, 1154 cm ⁻¹ pour l'étirement C-O, 1445 cm ⁻¹ et 1587 cm ⁻¹ pour l'étirement C=C dans le cycle aromatique (AR), et 1606 cm ⁻¹ pour l'étirement C-C du groupe alcène. En outre, le RES présentait des pics caractéristiques avec une forte intensité de courbure C-H monosubstituée à 770 cm ⁻¹ et Ar-C-H s'étirant à 3020 cm ⁻¹ . Il y avait des pics d'intensité à 1175-1263 qui représentaient le groupe ArO-H de RES. Nos résultats ont validé l'incorporation de RES dans SLN alors que l'empreinte RES était répétée dans SLN-RES, mais le spectre SLN n'était pas associé à cette empreinte. Aussi, un pic autour de 1735-1740 cm ⁻¹ a été attribué à l'étirement C=O (R-C(O)-O-R) qui fait référence à l'ester dans le phospholipide de lécithine dans tous les spectres, à l'exception du RES.

Spectre FTIR de SLN (nanoparticule lipidique solide), SLN-RES (nanoparticule lipidique solide chargée de resvératrol), S100 (lécithine) et RES (poudre de resvératrol pur)

Les données FTIR ont validé la présence de médicament dans le support. Il y avait un large pic à 3040-3670 cm ⁻¹ dans la lécithine, la SLN et la SLN-RES, cela était dû à l'étirement O-H qui contribue à la forte nature hydrophobe des échantillons. Le large décalage de pic entre SLN et SLN-RES peut être lié à la formation de liaisons hydrogène lorsque RES est placé dans SLN. Nous avons conclu que la surface des particules était recouverte de lécithine en raison de l'amélioration de l'étirement C-H dans SLN-RES. D'autre part, la diminution de l'intensité de l'empreinte digitale RES dans le spectre SLN-RES fait référence à la couverture lipidique du RES dans la structure SLN. La différence entre les pics caractéristiques du RES et du SLN-RES a validé qu'il existe une interaction chimique potentielle entre le RES et d'autres composants de la formulation. Un nouveau pic qui est devenu apparent à 1000 cm ⁻¹ dans SLN-RES a été attribué à Ar-O-R qui fait référence à l'interaction entre RES et lécithine. D'autre part, dans le spectre RES, la bande d'absorption à 1106 cm ⁻¹ était liée au groupe Ar-O-H qui a disparu dans SLN-RES. Ce changement fournit une autre preuve de l'interaction entre RES et SLN. De plus, une intensité accrue est devenue apparente à 2850-2900 cm ⁻¹ dans SLN-RES que dans SLN indiquant l'amélioration de l'étirement C-H qui peut être due à l'augmentation de la localisation de surface du tensioactif et au placement du RES dans la nanoparticule centrale. Dans l'ensemble, nos résultats ont validé l'incorporation de RES dans le noyau lipidique du SLN qui est sculpté par la lécithine [11, 22].

L'effet du traitement RES et SLN-RES sur le gain de poids corporel, la glycémie à jeun, l'insuline et l'indice HOMA

Les résultats du tableau 2 ont montré que dans le groupe DC, l'injection de STZ a diminué le poids corporel de manière significative par rapport au groupe HC. L'administration de RES a empêché la perte de poids par rapport au groupe DC. SLN-RES sert le poids corporel normal de manière plus significative que le traitement RES alors qu'il a eu recours au groupe HC. Sur la base des rapports précédents, l'administration orale de SLN-RES a eu un effet similaire à RES libre lorsqu'elle est administrée par voie intrapéritonéale. Gencoglu et al. ont rapporté que le traitement intrapéritonéal du RES a servi le poids corporel après l'induction du diabète alors que le poids corporel final des modèles diabétiques qui ont reçu le RES était de 10 % inférieur à celui des rats sains [25].

Comme le montre le tableau 2, le FBS était significativement élevé dans le groupe DC par rapport au groupe HC. À la fin de l'étude, le FBS sérique était diminué à la fois par le traitement RES et RES-SLN par rapport au groupe DC. L'induction du diabète a diminué le taux sérique d'insuline par rapport au groupe HC. Fait intéressant, le taux sérique d'insuline chez les rats diabétiques a été compensé par un traitement RES-SLN. L'administration de RES et de SLN-RES a amélioré de façon remarquable le groupe HOMA par rapport au groupe DC. Dans le groupe SLN-RES, HOMA était meilleur que le traitement RES qui se rapproche du groupe HC.

L'effet hypoglycémiant obtenu avec le SLN-RES était significativement meilleur que le RES, ce qui peut être dû à l'amélioration de l'absorption intestinale et à l'augmentation du temps de circulation du RES nanoencapsulé dans le sang. Conformément à notre proposition, Sadi et al. ont montré que le traitement intrapéritonéal du RES coïncidait avec un effet hypoglycémiant profond et une amélioration de la résistance à l'insuline dans le diabète induit par la STZ [26].

L'effet du traitement RES et SLN-RES sur le niveau sérique des paramètres de stress oxydatif

Comme mentionné dans le tableau 3, dans la présente étude, l'induction du diabète entraîne une réduction des indicateurs antioxydants et une augmentation significative des indicateurs oxydants par rapport au groupe HC. Le traitement RES a empêché l'épuisement du taux sérique de TAC et inhibé l'élévation de la MDA. Étonnamment, le traitement SLN-RES pourrait restaurer complètement le taux sérique de TAC et de MDA. Probablement, l'augmentation du temps de circulation du RES a conduit à un meilleur effet modulateur du RES-SLN [27]. En accord avec le présent résultat, Gokce et al. ont rapporté que le SLN et les transporteurs lipidiques nanostructurés (NLC) contenant du RES réduisaient les ROS intracellulaires dans les fibroblastes en culture cellulaire [28]. De plus, Coradini et ses co-auteurs ont rapporté que la co-encapsulation de RES et de curcumine dans un transporteur lipidique diminuait remarquablement le radical hydroxyle in vitro [29]. De plus, l'administration de RES-SLN a entraîné une diminution de la valeur TOS et une augmentation significative du niveau de -SH par rapport au groupe DC. Cependant, le traitement RES n'a pas amélioré le niveau de TOS et de -SH qui a montré le faible effet antioxydant du RES qui pourrait être attribué à la faible biodisponibilité du RES lorsqu'il est administré par voie orale.

L'effet du traitement RES et SLN-RES sur l'expression génique de Snap23, Stx4 et Vamp2 dans le tissu adipeux

Des tentatives précédentes ont montré que l'élévation de l'expression des gènes de Snap23, Stx4 et Vamp2 conduisait à une amélioration de la résistance à l'insuline. Ah et al. ont rapporté que la surexpression de Stx4 dans les cellules pancréatiques du modèle transgénique améliorait la résistance à l'insuline [30]. Ici, le traitement RES a induit l'expression des gènes de Snap23, Stx4 et Vamp2 dans le tissu adipeux de toute évidence (Fig. 4a–c). Farimani et al. ont montré que le traitement RES régulait négativement l'expression des gènes de Stx4 et Vamp2 de manière significative dans le tissu adipeux du modèle de rat diabétique [31]. Aucun changement significatif n'a été observé entre le traitement RES et SLN-RES dans le tissu adipeux dans lequel la demi-vie d'élimination sérique du RES n'est probablement pas suffisante pour l'exposition au médicament du tissu adipeux. L'expression du gène de Snap23 n'a pas affecté RES et SLN-RES, ce qui peut être le résultat d'une surproduction de protéine SNAP23 dans les adipocytes pouvant conduire à une répression transcriptionnelle via un mécanisme de rétroaction. Pour répondre à cette question, la mesure du niveau de protéine de SNAP23 pourrait expliquer les données actuelles plus en détail. De plus, la mesure de l'expression hépatique Snap23 à l'aide de la méthode de l'évolution temporelle expliquerait clairement notre observation.

L'effet du traitement RES et SLN-RES sur le niveau d'ARNm de Snap23, Stx4 et Vamp2 dans le tissu adipeux (a –c ) et le tissu musculaire (d –f ). α , par rapport au groupe DC ; δ , il y avait une différence significative entre le groupe RES et le groupe SLN-RES (p < 0,05) ; π , restauré dans le groupe HC (il n'y avait pas de différence significative par rapport au groupe HC (p> 0,05)). Les données ont été exprimées en moyenne  ± SD.*p < 0,05, ⁺ p < 0,01, ^# p < 0.001

L'effet du traitement RES et SLN-RES sur l'expression génique de Snap23, Stx4 et Vamp2 dans le tissu musculaire

Comme illustré sur les Fig. 4d–f, l'injection de STZ dans le groupe DC était associée à une régulation négative de Snap23, Stx4 et Vamp2 dans le tissu musculaire par rapport au groupe HC. SLN-RES a induit l'expression de Snap23 et Stx4 dans le tissu musculaire mieux que la forme libre de RES. Nous avons observé le meilleur résultat concernant l'expression génique de Vamp2. L'administration orale de SLN-RES a compensé la régulation négative de Vamp2 proche du niveau normal. À l'instar de nos résultats, Mullainadhan et al. ont montré que l'administration de bisphénol-A chez des rats albinos mâles adultes augmentait l'expression des protéines Snap23, Stx4 et Vamp2 dans le muscle gastrocnémien [32]. L'augmentation probable de l'absorption de RES par l'administration de RES-SLN peut augmenter les chances que RES-SLN atteigne le tissu musculaire, ce qui a conduit à un meilleur effet régulateur sur l'expression des gènes de Snap23, Stx4 et Vamp2. Sur la base des preuves précédentes, la capacité de pénétration potentielle et la capacité d'absorption cellulaire de SLN-RES affectent l'accumulation tissulaire de RES qui peut être responsable des différents effets de SLN-RES sur l'expression génique des protéines SNARE dans les tissus adipeux et musculaires. In other words, our results supported differently in vivo biodistribution pattern of RES in intact form within the SLN.

Conclusion

We prepared suitable nanocarrier in terms of physicochemical and morphological properties for oral delivery of RES. In light of our result, we concluded that SLNs could serve as a promising delivery system to enhance the therapeutic effect of oral treatment of RES against insulin resistance through improving the hypoglycemic effect and elevating the expression of Snap23, Stx4, and Vamp2 in adipose and muscle tissue. However, subsequent studies will be necessary to identify the in vivo biodistribution and pharmacokinetic properties of SLN-RES.

Disponibilité des données et des matériaux

Toutes les données générées ou analysées au cours de cette étude sont incluses dans cet article publié.

Abréviations

RES:

Resveratrol

SLN:

Solid lipid nanoparticle

SLN-RES:

Resveratrol-loaded solid lipid nanoparticle

SNAP-23:

Synaptosomal-associated protein 23

STX4:

Syntaxin-4

VAMP-2:

Vesicle-associated membrane protein 2

TEM :

Microscopie électronique à transmission

FTIR :

Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier

-SH:

Total thiol group

TAC:

Total antioxidant capacity

MDA:

Malondialdehyde

TOS:

Total oxidant status