Dissoudre une poudre pour in vivo injection

[Shirley6]

Bonjour à tous,
J´aurais besoin de vos lumières pour dissoudre une molecule que je veux injecter en intra-péritonéal à mes souris.

Estimation et plan experimental:
- Souris : 20g
- Dose souhaiter 50 mg/kg dans 100 ul solution ou 25 mg/kg dans 100 ul solution si pas possible de dissoudre la poudre.
- Injecter en I.P. 50mg/kg par semaine ou 2x 25mg/kg par semaine.
- Je sais que DMSO est toxique pour injection in vivo. Il est recommandé de ne pas dépasser 2% voir 5% DMSO.

Matériel à ma disposition:
- 4-OI (= 4-Octyl Itaconate): powder - 500 mg (document si-joint)
- (2-Hydroxypropyl)-ß-cyclodrextrin solution: 45% (w/v) in H2O – 10 ml (document si-joint)
- PBS, NaCl
- DMSO
- Sonification machine

Question:
J´ai tenté de dissoudre 4-OI à plusieurs reprise sans aucun succes car des particules sont toujours en suspendion.
J´ai pris 10 mg de 4-OI que j´ai dissout dans 20 ul de DMSO (=2% DMSO), la poudre s´est bien dissolute. Mais quand j´ai ajouter 878,8 ul HP-ß-CD (=40% HP-ß-CD) + 101,2 ul PBS (total volume 1ml), la poudre s´est reformer et impossible de re-dissoudre cela. J´ai utilisé un sonificateur pendant 5 min puis j´ai chauffer la solution a 55°C pendant 5 min, rien à faire…aucune amelioration. La solution et toujours flou avec des particules de poudre en suspension.

Je n´ai plus d´idée…d´autant plus que je ne suis pas du tout chimiste :-/

Merci pour votre aide!
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[Baal149]

Bonjour,

Effectivement t'as déjà usé de pas mal de solution pour dissoudre ta molécule.

J'ai essayer comprendre la concentration souhaité mais j'ai l'impression que c'est ça le problème, car :
50 mg/kg avec une souris de 20 g --> 1 mg pour 100 µl de solution donc on est à 10 g/l (10mg/ml). Ça fait très concentré pour une molécule très apolaire. D'autant que ta doc te dit au mieux 5 mg/mL ...
A la limite en divisant par deux tes concentrations (comme tu as proposé), tu devrais t'en sortir avec la recette fournie : "20% HP-β-CD in saline" : Solubility: 5 mg/mL (20.63 mM); Clear solution; Need ultrasonic and warming and heat to 60°C
Mais on est peut être au limite possible, ce qui fait que ça marche pas forcement bien ... Ils disent bain à 60 °C et faut peut être attendre plus que 5 min. Ensuite il faut voir si reste soluble en redescendant en température (j'imagine qu'une injection à 60 °C va poser problème).


Il y a une autre solution c'est de neutraliser la fonction acide de ta 4-OI (au moins en partie). Ca augmenterait pas mal la solubilité de ta molécule. Tu devrais pouvoir garder un pH acceptable (proche de 7).

[Shirley6]

Merci pour le feedback et les suggestions.

Oui, en effet ce que j'ai essayé de dissoudre était trop concentré c'est pour cela que j'ai compensé par la suite en ajouté le double de chaque composants (PBS et autres) de sorte à avoir une concentration de moitié mais sans succès aussi...

Après je n'ai pas d'ultrason à ma disposition mais un simple sonificateur donc pas sûr que l'effet soit le même.

Et par rapport au pH ça devient compliqué car mon volume et ma concentration de départ vont changer ce qui m'embête pour mes injections in vivo.

Je me demandé si l'ordre dans lequel j'ajoute mes composants à son importance dans le process. Je pense que oui car en commençant avec le DMSO, la poudre disparait parfaitement mais c'est par la suite que ça devient chaotique...

Que faire?

[Baal149]

Et par rapport au pH ça devient compliqué car mon volume et ma concentration de départ vont changer ce qui m'embête pour mes injections in vivo.

Pas forcement. Si tu peut préparer une certain quantité de solution basique, en ajoutant par exemple de la soude solide (la quantité à ajouter sera sans doute très faible) à une des solutions que tu utilises déjà.

Concernant le sonicateur, je ne saurais dire si c'est mieux ou pas (j'en ai jamais utilisé ni entendu parlé). Ca doit dépendre de la puissance de l'appareil je suppose.

Concernant le problème d'ordre c'est important pour t'aider à dissoudre. Mais pour le résultat final ça ne change car si ton produit précipite à nouveau c'est que tes conditions ne le permettent plus de rester soluble.
Ce que je viens d'écrire résume tout le problème je pense. Faut arriver à garder ta molécule soluble après ajout de ton dernier µl de mélange. Sinon s'acharner à passer ça sous micro onde + chauffe ne changera rien au problème de valeur de solubilité.

Edit : dans fichier de référence, il est indique des olubilité avec "20% HP-β-CD in saline". Dans ton cas tu utilises pas loin de 40% de HP-ß-CD (saline ou pas d'ailleurs ?). C'est pas tout à fait pareil. Y'a peut être quelque chose à creuser là.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Flyingbike]

Bonsoir

Vu la tête de la substance, une huile est à considérer. Dans ce qui est couramment utilisé, olive ou sesame. Ça passe très bien en IP.

[Shirley6]

Hmmm...j'ai l'impression de tourner en rond, cela devient compliqué pour une injection.
Que feriez vous à ma place, sachant que vous devez utiliser 5mg de poudre?

[Shirley6]

Oui, l'huile est une option mais le soucis est que la concentration de départ doit être encore plus faible...2mg si je me souviens.
Et de ce que j'ai entendue l'huile n'est pas trop bine toléré chez les souris.

[Flyingbike]

Pas de problème pour l'huile en IP, il faut juste faire attention aux fuites et passer le plan cutané et péritonéal avec un décalage.

Vous connaissez la solubilité dans l'huile ?

Avec les solvants données, vos besoins dépassent la solubilité donnée....

Il peut être utile d'avoir un avis de galéniste ou de chimiste, car il y a des options : émulsions, ajout d'une protéine transporteuse (ex albumine), etc.

[Shirley6]

Aucune idée par rapport à l'huile...

Mais je préférerais clairement utiliser "HP-β-CD in saline" tel que certains papier scientifiques ont utilisé.
Le bémol est que dans les articles scientifiques, ils ne détaillent pas assez les explications sur la dissolutions des composant qui est super important pour le reste de l'experimentation.

[Baal149]

Que faire ?
Soit huile en effet (je connais pas vraiment ce que ça peut donner).
Soit comme je disais, neutraliser en partie ta molécule (ça à un effet très significatif sur la solubilité).
Soit essayer de diluer plus ta molécule et injecter une plus grand quantité de ton mélange (ou avoir plus d'injection). J'imagine que cette option va te faire revoir ton protocole ce qui pourrait ne pas t'arranger.
Autre possibilité, utiliser une 4-OI fonctionnalisé (et dont la fonction rendrait plus soluble), si ça existe. Mais est ce que la molécule fonctionnalisé aura la même activité ... ?

[vpharmaco]

Aucune idée par rapport à l'huile...

Mais je préférerais clairement utiliser "HP-β-CD in saline" tel que certains papier scientifiques ont utilisé.
Le bémol est que dans les articles scientifiques, ils ne détaillent pas assez les explications sur la dissolutions des composant qui est super important pour le reste de l'experimentation.

Tu peux aussi contacter directement les auteurs des papiers. On a souvent plus vite fait d'envoyer un email que de redecouvrir ce qui a été fait par d'autres. Si les articles ne sont pas trop vieux, tu auras peut-être une réponse rapidement.

[Shirley6]

Merci pour vos conseils.
J´ai modifié le pH et cela a enfin fonctionné

[dr.Garou]

A vue de nez, la chélation de ton itaconate doit pouvoir se faire dans la cyclodextrine, ce qui augmenterait sa solubilité dans une solution aqueuse. Par contre le choix d'une hydroxypropylcyclodextrine n'est peut être pas le plus adapté pour ce faire, un dérivé aminé de cyclodextrine serait probablement plus adapté chimiquement parlant (mais peut être pas toléré par les souris?).

Dans tous les cas: le chélate doit d'abord être préparé puis seulement on peut envisager l'injection du mélange obtenu.

Après je n'ai abordé cette chimie que de loin, étant plus spécialisé sur les calixarènes et les hélicates.

[Shirley6]

Je dois avouer que cela est un peu compliqué pour moi. Je ne suis pas du tout une experte en chimie.

Même si la dissolution a au final fonctionné, la solution final n'a pas été toléré correctement par mes souris alors qu'elles auraient dû montrer une amélioration de leur état de santé étant donné l'effet anti-oxidant que l'itaconate doit fournir.

J'a aussi ajusté le pH à 7 comme recommandé pour réduire l'acidité de la solution mais pas bon non plus. Je ne sais pas ce qui a créer un effet délétère au final: pH ou dissolution non approprié pour in vivo?

Pouvez vous me dire que faudrait il faire pour fournir l'effet anti-oxidatif escompté ainsi qu'une dissolution complète, s'il vous plait?