Nanocarriers for DNA Vaccines: Co-Delivery of TLR-9 and NLR-2 Ligands Leads to Synergistic Enhancement of Proinflammatory Cytokine Release

Adjuvants enhance immunogenicity of vaccines through either targeted antigen delivery or stimulation of immune receptors. Three cationic nanoparticle formulations were evaluated for their potential as carriers for a DNA vaccine, and muramyl dipeptide (MDP) as immunostimulatory agent, to induce and increase immunogenicity of Mycobacterium tuberculosis antigen encoding plasmid DNA (pDNA). The formulations included (1) trimethyl chitosan (TMC) nanoparticles, (2) a squalene-in-water nanoemulsion, and (3) a mineral oil-in-water nanoemulsion. The adjuvant effect of the pDNA-nanocomplexes was evaluated by serum antibody analysis in immunized mice. All three carriers display a strong adjuvant effect, however, only TMC nanoparticles were capable to bias immune responses towards Th1. pDNA naturally contains immunostimulatory unmethylated CpG motifs that are recognized by Toll-like receptor 9 (TLR-9). In mechanistic in vitro studies, activation of TLR-9 and the ability to enhance immunogenicity by simultaneously targeting TLR-9 and NOD-like receptor 2 (NLR-2) was determined by proinflammatory cytokine release in RAW264.7 macrophages. pDNA in combination with MDP was shown to significantly increase proinflammatory cytokine release in a synergistic manner, dependent on NLR-2 activation. In summary, novel pDNA-Ag85A loaded nanoparticle formulations, which induce antigen specific immune responses in mice were developed, taking advantage of the synergistic combinations of TLR and NLR agonists to increase the adjuvanticity of the carriers used.

E2F1 mediates sustained lipogenesis and contributes to hepatic steatosis.

E2F transcription factors are known regulators of the cell cycle, proliferation, apoptosis, and differentiation. Here, we reveal that E2F1 plays an essential role in liver physiopathology through the regulation of glycolysis and lipogenesis. We demonstrate that E2F1 deficiency leads to a decrease in glycolysis and de novo synthesis of fatty acids in hepatocytes. We further demonstrate that E2F1 directly binds to the promoters of key lipogenic genes, including Fasn, but does not bind directly to genes encoding glycolysis pathway components, suggesting an indirect effect. In murine models, E2F1 expression and activity increased in response to feeding and upon insulin stimulation through canonical activation of the CDK4/pRB pathway. Moreover, E2F1 expression was increased in liver biopsies from obese, glucose-intolerant humans compared with biopsies from lean subjects. Finally, E2f1 deletion completely abrogated hepatic steatosis in different murine models of nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD). In conclusion, our data demonstrate that E2F1 regulates lipid synthesis and glycolysis and thus contributes to the development of liver pathology.

Stability of nanoparticle agglomerates under mechanical stress and its effects on their release into the air

L'exposition professionnelle aux nanomatériaux manufacturés dans l'air présente des risques potentiels pour la santé des travailleurs dans les secteurs de la nanotechnologie. Il est important de comprendre les scénarios de libération des aérosols de nanoparticules dans les processus et les activités associées à l'exposition humaine. Les mécanismes de libération, y compris les taux de libération et les propriétés physico-chimiques des nanoparticules, déterminent leurs comportements de transport ainsi que les effets biologiques néfastes. La distribution de taille des particules d'aérosols est l'un des paramètres les plus importants dans ces processus. La stabilité mécanique d'agglomérats de nanoparticules affecte leurs distributions de tailles. Les potentiels de désagglomération de ces agglomérats déterminent les possibilités de leur déformation sous énergies externes. Cela rend les changements possibles dans leur distribution de taille et de la concentration en nombre qui vont finalement modifier leurs risques d'exposition. Les conditions environnementales, telles que l'humidité relative, peuvent influencer les processus de désagglomération par l'adhérence de condensation capillaire de l'humidité. L'objectif général de cette thèse était d'évaluer les scénarios de libération des nanomatériaux manufacturés des processus et activités sur le lieu de travail. Les sous-objectifs étaient les suivants: 1. Etudier les potentiels de désagglomération des nanoparticules dans des conditions environnementales variées. 2. Etudier la libération des nano-objets à partir de nanocomposites polymères; 3. Evaluer la libération de nanoparticules sur le lieu de travail dans des situations concrètes. Nous avons comparé différents systèmes de laboratoire qui présentaient différents niveau d'énergie dans l'aérosolisation des poudres. Des nanopoudres de TiO2 avec des hydrophilicités de surface distinctes ont été testées. Un spectromètre à mobilité électrique (SMPS), un spectromètre à mobilité aérodynamique (APS) et un spectromètre optique (OPC) ont été utilisés pour mesurer la concentration de particules et la distribution de taille des particules. La microscopie électronique à transmission (TEM) a été utilisée pour l'analyse morphologique d'échantillons de particules dans l'air. Les propriétés des aérosols (distribution de taille et concentration en nombre) étaient différentes suivant la méthode employée. Les vitesses des flux d'air d'aérosolisation ont été utilisées pour estimer le niveau d'énergie dans ces systèmes, et il a été montré que les tailles modales des particules étaient inversement proportionnelles à la vitesse appliquée. En général, les particules hydrophiles ont des diamètres plus grands et des nombres inférieurs à ceux des particules hydrophobes. Toutefois, cela dépend aussi des méthodes utilisées. La vitesse de l'air peut donc être un paramètre efficace pour le classement de l'énergie des procédés pour des systèmes d'aérosolisation similaires. Nous avons développé un système laboratoire pour tester les potentiels de désagglomération des nanoparticules dans l'air en utilisant des orifices critiques et un humidificateur. Sa performance a été comparée à un système similaire dans un institut partenaire. Une variété de nanopoudres différentes a été testée. Le niveau d'énergie appliquée et l'humidité ont été modifiés. Le SMPS et l'OPC ont été utilisés pour mesurer la concentration de particules et la distribution de la taille. Un TEM a été utilisé pour l'analyse morphologique d'échantillons de particules dans l'air. Le diamètre moyen des particules a diminué et la concentration en nombre s'est accrue lorsque des énergies externes ont été appliquées. Le nombre de particules inférieures à 100 nm a été augmenté, et celui au-dessus de 350 nm réduits. Les conditions humides ont faits exactement le contraire, en particulier pour les petites particules. En outre, ils ont réduits les effets de la différence de pression due à l'orifice. Les résultats suggèrent que la désagglomération d'agglomérats de nanoparticules dans l'air est possible dans la gamme d'énergie appliquée. Cependant, l'atmosphère humide peut favoriser leur agglomération et améliorer leurs stabilités en réduisant la libération de nanoparticules dans l'environnement. Nous proposons d'utiliser notre système pour le test de routine des potentiels de désagglomération des nanomatériaux manufacturés et de les classer. Un tel classement faciliterait la priorisation de l'exposition et du risque encouru en fonction du niveau d'ENM. Un système de perçage automatique et un système de sciage manuel ont été développés pour étudier la libération de nanoparticules à partir de différents types de nanocomposites. La vitesse de perçage et taille de la mèche ont été modifiées dans les expériences. La distribution de taille des particules et leur concentration en nombre ont été mesurées par un SMPS et un miniature diffusion size classifier (DISCmini). Les distributions de nanoparticules dans les composites et les particules libérées ont été analysés par un TEM et un microscope électronique à balayage (SEM). Les tests de perçage ont libérés un plus grand nombre de particules que le sciage. Des vitesses de perçage plus rapide et les mèches plus grandes ont augmentés la génération de particules. Les charges de nanoparticules manufacturées dans les composites ne modifient pas leurs comportements de libération dans les expériences de perçage. Toutefois, le sciage différencie les niveaux de libération entre les composites et les échantillons blancs. De plus, les vapeurs de polymères ont été générées par la chaleur de sciage. La plupart des particules libérées sont des polymères contenant des nanoparticules ou sur leurs surface. Les résultats ont souligné l'importance du type de processus et paramètres pour déterminer la libération de nanoparticules de composites. Les émissions secondaires telles que les fumées polymères appellent à la nécessité d'évaluations de l'exposition et de risque pour de tels scénarios. Une revue systématique de la littérature sur le sujet de libérations de nanoparticules dans l'air dans les secteurs industriels et laboratoires de recherche a été effectuée. Des stratégies de recherche des informations pertinentes et de stockage ont été développées. Les mécanismes de libération, tels que la taille de particules d'aérosol et de leur concentration en nombre, ont été comparés pour différentes activités. La disponibilité de l'information contextuelle qui est pertinente pour l'estimation de l'exposition humaine a été évaluée. Il a été constaté que les données relatives à l'exposition ne sont pas toujours disponibles dans la littérature actuelle. Les propriétés des aérosols libérés semblent dépendre de la nature des activités. Des procédés à haute énergie ont tendance à générer des plus hauts niveaux de concentrations de particules dans les gammes de plus petite taille. Les résultats peuvent être utiles pour déterminer la priorité des procédés industriels pour l'évaluation les risques associés dans une approche à plusieurs niveaux. Pour l'évaluation de l'exposition, la disponibilité de l'information peut être améliorée par le développement d'une meilleure méthode de communication des données.

Self-rule Index for Local Authorities (Release 1.0)

Local autonomy is a highly valued feature of good governance. The continuous attempts of many European countries to strengthen the autonomy of local government show the importance given to decentralisation and far-reaching competences at the lowest units of a state. Measuring and comparing local autonomy, however, has proven to be a difficult task. Not only are there diverging ideas about the core elements of local autonomy, there are also considerable difficulties to apply specific concepts to different countries. This project suggests a comprehensive methodology to measure local autonomy. It analyses 39 European countries and reports changes between 1990 and 2014. A network of experts on local government assessed the autonomy of local government of their respective countries on the basis of a common code book. The eleven variables measured are located on seven imensions and can be combined to a "Local Autonomy Index" (LAI). The data show an increase of local autonomy between 1990 and 2005, especially in the new Central and Eastern European countries. Countries with a particularly high degree of local autonomy are Switzerland, the Nordic countries, Germany and Poland.

Losartan potassium dissolution test for drug release evaluation in pharmaceutical capsules using HPLC and UV spectrophotometry

This work describes the development and validation of a dissolution test for 50 mg losartan potassium capsules using HPLC and UV spectrophotometry. A 2(4) full factorial design was carried out to optimize dissolution conditions and potassium phosphate buffer, pH 6.8 as dissolution medium, basket as apparatus at the stirring speed of 50 rpm and time of 30 min were considered adequate. Both dissolution procedure and analytical methods were validated and a statistical analysis showed that there are no significant differences between HPLC and spectrophotometry. Since there is no official monograph, this dissolution test could be applied for quality control routine.

Encapsulation and release characteristics of glibenclamide loaded calcium-alginate beads

The aims of this study were to formulate calcium-alginate beads containing glibenclamide, characterize the resulting microparticles, evaluate the release characteristics of this type of delivery system in an in vitro dissolution test, and compare it with two commercially available trademarks (Daonil® and Glibetab®). We obtained glibenclamide loaded calcium-alginate beads with a rough surface and a particle size between 150-200 µm. For the in vitro dissolution test Daonil® at 45 min showed a Q > 70%, whereas Glibetab® and glibenclamide calcium-alginate beads a Q < 70%; in spite of that glibenclamide calcium-alginate beads showed significant release properties.

Development and validation of a dissolution test for diltiazem hydrochloride in immediate release capsules

This work describes the development and validation of a dissolution test for 60 mg of diltiazem hydrochloride in immediate release capsules. The best dissolution in vitro profile was achieved using potassium phosphate buffer at pH 6.8 as the dissolution medium and paddle as the apparatus at 50 rpm. The drug concentrations in the dissolution media were determined by UV spectrophotometry and HPLC and a statistical analysis revealed that there were significant differences between HPLC and spectrophotometry. This study illustrates the importance of an official method for the dissolution test, since there is no official monograph for diltiazem hydrochloride in capsules.

Poly(ethylene-co-methyl acrylate)/poly(caprolactone) triol blends for drug delivery systems: characterization and drug release

Poly(ethylene-co-methyl acrylate) (EMA) and poly (caprolactone) triol (PCL-T) blends, a biodegradable aliphatic polyester with low molecular weight and moderate water solubility containing diltiazem hydrochloride (DZ) were studied in terms of the thermal and morphological properties, and drug release mechanism. An increase in the PCL-T content in the EMA/PCL-T/DZ films decreased the degree of DZ crystallinity. Drug release from these films is temperature-dependent, and it is possible to modify the drug release rate by adjusting the EMA/PCL-T composition of the blends. The mechanism of drug release is governed by PCL-T melting and PCL-T leaching from EMA matrix.

A fluorescence-based assay for octreotide in kinetic release from depot formulations

Here we report the validation of a derivatization method that makes use of fluorescamine as a selective reactant for the quantitative analysis of peptide and protein drugs in the dissolution profile from depot formulations. Typical current methods require separation of the nano/microparticles and time-consuming chromatographic runs. In this study we report a method which can be conducted without the need for complete physical separation of the particles or removal of the unreacted probe. This method was used here for the analysis of the release profile of octreotide in a depot formulation, with results in excellent agreement with reported chromatographic assays.

Interaction of naproxen with calcium carbonate: physicochemical characterization and in vitro drug release studies

Interaction and physicochemical characterization of dispersions of naproxen in calcium carbonate after freeze-drying the wet-state equilibrated mixture have been investigated by analytical methods. The FT-IR study revealed the acid-base reaction between naproxen and calcium carbonate. The DSC study indicated physical interaction and significantly diminished crystallinity of naproxen in the formulation containing higher quantities of calcium carbonate. Furthermore, the SEM study showed the reduced particle size and loss of crystalline morphology in the same sample. Drug release increased with the increase of calcium carbonate in the formulations. Formulation of naproxen with calcium carbonate in 1:2 ratio allowed its dissolution to the greatest extent (94.96%) while other compositions, 1:0.5 and 1:1, showed 80.86% and 78.30% release, respectively.

Transdermal formulations containing human sexual steroids: development and validation of methods and in vitro drug release

In vitro release of bioidentical hormones in four different liposomal transdermal emulsions (containing testosterone, progesterone, estradiol, or estradiol and estriol) was assessed. For this purpose, novel high-performance liquid chromatography methods were developed and validated in an eco-friendly manner and used to determine the in vitro release of such products. The methods were suitable for our intended goal, and the emulsions employed were found to be effective as transporting candidates for the efficient release of hormones in the transdermal delivery of human sexual steroids.

Green tea in transdermal formulation: HPLC method for quality control and in vitro drug release assays

RP-HPLC based analytical method for use in both quality control of green tea in a semisolid formulation and for in vitro drug release assays was developed and validated. The method was precise (CV < 5%), accurate (recovery between 98% and 102%), linear (R² > 0.99), robust, and specific for the determination of epigallocatechin 3-gallate (EGCG), caffeine (CAF), and gallic acid (GA). In a diffusion cell chamber, the release rate of EGCG was 8896.01 µg cm-2. This data showed that EGCG will be able to exert its systemic activity when delivered though the transdermal formulation, due to its good flux rates with the synthetic membrane.

Safety and tolerability of controlled-release oxycodone on postoperative pain in patients submitted to the oncologic head and neck surgery

Objective: To evaluate the safety and tolerability of controlled-release oxycodone in the treatment of postoperative pain of head and neck oncologic resections.Methods: We conducted a prospective, observational and open study, with 83 patients with moderate to severe pain after head and neck oncological operations. All patients received general anesthesia with propofol, fentanyl and sevoflurane. Postoperatively, should they have moderate or severe pain, we began controlled-release oxycodone 20 mg 12/12 b.i.d on the first day and 10 mg b.i.d. on the second. We assessed the frequency and intensity of adverse effects, the intensity of postoperative pain by a verbal numeric scale and the use of rescue analgesia from 12 hours after administration of the drug and between 7 and 13 days after the last oxycodone dose.Results: The most common adverse events were nausea, vomiting, dizziness, pruritus, insomnia, constipation and urinary retention, most mild. No serious adverse events occurred. In less than 12 hours after the use of oxycodone, there was a significant decrease in the intensity of postoperative pain, which remained until the end of the study. The rescue medication was requested at a higher frequency when the opioid dose was reduced, or after its suspension.Conclusion: Controlled release oxycodone showed to be safe and well tolerated and caused a significant decrease in post-operative pain.

Idiosyncratic volatility around information release date

Several papers document idiosyncratic volatility is time-varying and many attempts have been made to reveal whether idiosyncratic risk is priced. This research studies behavior of idiosyncratic volatility around information release dates and also its relation with return after public announcement. The results indicate that when a company discloses specific information to the market, firm’s specific volatility level shifts and short-horizon event-induced volatility vary significantly however, the category to which the announcement belongs is not important in magnitude of change. This event-induced volatility is not small in size and should not be downplayed in event studies. Moreover, this study shows stocks with higher contemporaneous realized idiosyncratic volatility earn lower return after public announcement consistent with “divergence of opinion hypothesis”. While no significant relation is found between EGARCH estimated idiosyncratic volatility and return and also between one-month lagged idiosyncratic volatility and return presumably due to significant jump around public announcement both may provide some signals regarding future idiosyncratic volatility through their correlations with contemporaneous realized idiosyncratic volatility. Finally, the study show that positive relation between return and idiosyncratic volatility based on under-diversification is inadequate to explain all different scenarios and this negative relation after public announcement may provide a useful trading rule.