DOI: https://doi.org/10.1208/s12248-026-01257-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42174323
تاريخ النشر: 2026-05-22
المؤلف: Mingjun Wu وآخرون
الموضوع الرئيسي: أنظمة توصيل الأدوية المتقدمة
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في دور المخاط القولوني كحجرة ذوبان في الأمعاء الغليظة، مع تسليط الضوء على محتواه الكبير من الماء مقارنةً باللمعة القولونية. تم تقييم قابلية ذوبان 15 دواءً مختلف التركيب تم إعطاؤها عن طريق الفم في محلول مخاط قولوني صناعي، باستخدام طريقة زجاجة الاهتزاز عند 37 درجة مئوية جنبًا إلى جنب مع سائل القولون المحاكي في حالة التغذية (FeSSCoF) والمخازن المقابلة. كشفت النتائج أن 93% من المركبات أظهرت أعلى قابلية ذوبان لها في محلول المخاط القولوني، حيث استفادت الجزيئات المحبة للدهون بشكل خاص من الذوبان بسبب التفاعلات مع الألبومين البقري (BSA) والدهون الموجودة في المخاط.
تخلص الدراسة إلى أنه يجب عدم اعتبار المخاط القولوني مجرد حاجز انتشار لامتصاص الأدوية، بل كعامل محتمل لتسهيل الذوبان وامتصاص المركبات ذات الذوبان الضعيف في الماء. تشير البيانات إلى أن قدرة الذوبان للمخاط القولوني، خاصةً للمركبات ذات نسب ارتباط البروتين العالية والمحبة للدهون، كبيرة. تدعو هذه الدراسة إلى إعادة تقييم تقييمات قابلية ذوبان الأدوية في القولون، مع التأكيد على أهمية المخاط القولوني مقارنةً بسوائل القولون المحاكية التقليدية كمتنبئ بإمكانية امتصاص الأدوية.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الدور الحاسم لذوبان الأدوية في امتصاص أشكال الجرعات الصلبة عن طريق الفم، خاصةً ضمن البيئة المعقدة للقولون. يمثل القولون، الذي يتكون من أقسام مختلفة وطول إجمالي يتراوح بين 90-150 سم، تحديات فريدة لتوصيل الأدوية بسبب محدودية السوائل داخل اللمعة، مما يعيق بشكل كبير تفكك وذوبان أشكال الجرعات. يُقدّر حجم السائل القولوني الإجمالي بحوالي 372 مل، مع توفر حوالي 12 مل فقط للذوبان، مما يؤدي إلى تباين كبير في نتائج اختبارات الذوبان. يحتوي المخاط القولوني، على الرغم من أنه يُنظر إليه غالبًا كحاجز لامتصاص الأدوية، على كمية كبيرة من الماء المرتبط وقد يعمل كحجرة ذوبان، خاصةً للأدوية ذات الذوبان الضعيف في الماء.
تؤكد الدراسة على الحاجة لفهم أفضل لدور المخاط القولوني في ذوبان الأدوية وامتصاصها، خاصةً بالنظر إلى الوقت الطويل الذي يقضيه الدواء في القولون والذي يسمح بتفاعل مطول بين جزيئات الدواء غير المذابة والغشاء المخاطي للقولون. لمعالجة التحديات المرتبطة بدراسة مخاط الأمعاء الخنزير، الذي يشبه فيزيولوجيًا مخاط الإنسان ولكنه متغير في الجمع، تستخدم الدراسة تركيبة مخاط مشابهة حيويًا. تم تطوير هذا المخاط القولوني الصناعي لتعزيز القابلية للتكرار في التجارب وتم استخدامه للتحقيق في قابلية الذوبان التوازني لـ 15 مركبًا مختارًا ذات صلة بامتصاص القولون والأمراض. تهدف النتائج إلى توضيح إمكانية الذوبان للمخاط القولوني وتحديد الخصائص الجزيئية التي قد تعزز ذوبان الأدوية في هذه الحجرة.
الطرق
في هذا القسم، يوضح المؤلفون المواد والمواد الكيميائية المستخدمة في بحثهم. تشمل المركبات الرئيسية حمض N,N-Bis(2-hydroxyethyl)-2-aminoethanesulfonic (BES)، بولي سوربات 80 (Tween 80)، مجموعة متنوعة من الأملاح (كلوريد الصوديوم، كلوريد الكالسيوم، كبريتات المغنيسيوم هيدرات السبع)، ومجموعة من العوامل الصيدلانية مثل بوديسونيد، فيبوكسوستات، وأبيكسابان. تم الحصول على المواد من موردين موثوقين، بما في ذلك ميرك، أشلاند™، وأسترازينيكا، مما يضمن جودة وموثوقية المواد المستخدمة في التجارب.
بالإضافة إلى ذلك، استخدمت الدراسة السليلوز هيدروكسي إيثيل (Natrosol™ 250 HHX PHARM) والفوسفوليديل كولين (PC) كمواد مساعدة، والتي تعتبر حاسمة لتكوين الإعدادات التجريبية. يشير استخدام مسحوق سائل القولون المحاكي في حالة التغذية (FeSSCoF) من Biorelevant إلى التركيز على محاكاة الظروف الفسيولوجية ذات الصلة بدراسات امتصاص القولون. تؤكد هذه المجموعة الشاملة من المواد على الصرامة المنهجية للبحث، الذي يهدف إلى دراسة التفاعلات وفعالية المركبات المختلفة في بيئة خاضعة للرقابة.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” نتائج الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من الطرق التجريبية أو التحليلية المستخدمة. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث كشفت التحليلات الإحصائية عن قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ليست نتيجة للصدفة العشوائية. بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج اتجاهًا واضحًا يدعم الفرضية الأولية، مع قياسات كمية تظهر زيادة في المتغير التابع مع التلاعب بالمتغير المستقل.
علاوة على ذلك، يضع النقاش هذه النتائج في سياق الأدبيات الأوسع، مقارنًا إياها بالدراسات السابقة ومعالجة الآثار المحتملة. يؤكد المؤلفون على قوة نتائجهم، مشيرين إلى أن التأثيرات الملحوظة كانت متسقة عبر تجارب وظروف متعددة. يتم الاعتراف بحدود الدراسة، وتقديم اقتراحات لاتجاهات البحث المستقبلية، خاصةً في استكشاف الآليات الأساسية التي قد تسهم في العلاقات الملحوظة.
النقاش
في هذه الدراسة، تم تقييم قابلية ذوبان 15 دواءً مختلف التركيب في وسائط متنوعة، بما في ذلك تركيبة مخاط قولوني صناعي، لاستكشاف دور المخاط كحجرة ذوبان في القولون. أشارت النتائج إلى أن جميع المركبات، باستثناء واحدة، أظهرت قابلية ذوبان أعلى في المخاط القولوني مقارنةً بسائل القولون المحاكي في حالة التغذية. من الجدير بالذكر أن وجود الألبومين البقري (BSA) والدهون في المخاط عزز بشكل كبير قابلية ذوبان المركبات ذات الذوبان الضعيف في الماء، حيث عمل BSA كعامل ذوبان رئيسي من خلال التفاعلات الكهروستاتيكية. تشير النتائج إلى أن المركبات ذات نسب ارتباط البروتين العالية والمحبة للدهون تستفيد أكثر من إمكانية الذوبان للمخاط القولوني.
كما سلطت الدراسة الضوء على أهمية الوصف الجزيئي، كاشفةً أن الجزيئات الأكبر والأكثر تعقيدًا تميل إلى أن تكون ذات قابلية ذوبان أقل في المخاط، مما يتماشى مع الأدبيات السابقة حول الذوبان في السوائل المعوية. يقترح المؤلفون أن طبقة المخاط القولوني قد تعمل كوسيط ذوبان حاسم للأدوية ذات الذوبان الضعيف، مما يتحدى الرؤية التقليدية للمخاط كحاجز لامتصاص الأدوية. تؤكد هذه البحث على ضرورة تقييم قابلية ذوبان الأدوية في المخاط القولوني للتنبؤ بشكل أفضل بالاستيعاب الحيوي وإبلاغ تطوير تركيبات الإفراج الممتد، داعيةً إلى استخدام بيانات قابلية ذوبان المخاط بدلاً من سوائل القولون المحاكية فقط لتصفية المركبات المناسبة لتوصيل الأدوية في القولون.
DOI: https://doi.org/10.1208/s12248-026-01257-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42174323
Publication Date: 2026-05-22
Author(s): Mingjun Wu et al.
Primary Topic: Advanced Drug Delivery Systems
Overview
This research investigates the role of colonic mucus as a dissolution compartment in the large intestine, highlighting its significant water content compared to the colonic lumen. The solubility of 15 structurally diverse orally administered drugs was assessed in an artificial colonic mucus solution, using the shake-flask method at 37°C alongside fed-state simulated colonic fluid (FeSSCoF) and corresponding buffers. The findings revealed that 93% of the compounds exhibited their highest solubility in the colonic mucus solution, with lipophilic molecules particularly benefiting from solubilization due to interactions with bovine serum albumin (BSA) and lipids present in the mucus.
The study concludes that colonic mucus should not merely be regarded as a diffusion barrier for drug absorption but rather as a potential facilitator for the solubilization and absorption of poorly water-soluble compounds. The data suggest that the solubilization capacity of colonic mucus, especially for compounds with high protein binding ratios and lipophilicity, is substantial. This research advocates for a reevaluation of drug solubility assessments in the colon, emphasizing the importance of colonic mucus over traditional simulated fasted colonic fluid as a predictor of drug absorption potential.
Introduction
The introduction highlights the critical role of drug dissolution in the absorption of solid oral dosage forms, particularly within the complex environment of the colon. The colon, comprising various sections and a total length of 90-150 cm, presents unique challenges for drug delivery due to its limited intraluminal fluid, which significantly hampers the disintegration and dissolution of dosage forms. Notably, the total volume of colonic fluid is estimated at 372 mL, with only about 12 mL being freely available for dissolution, leading to considerable variability in dissolution assay results. The colonic mucus, while often viewed as a barrier to drug absorption, contains a substantial amount of bound water and may serve as a dissolution compartment, particularly for poorly watersoluble drugs.
The research emphasizes the need to better understand the role of colonic mucus in drug solubilization and absorption, especially given the long colonic transit time that allows for prolonged interaction between undissolved drug particles and the colonic mucosa. To address the challenges associated with studying porcine intestinal mucus, which is physiologically similar to human mucus but variable in collection, the study utilizes a biosimilar mucus formulation. This artificial colonic mucus was developed to enhance reproducibility in experiments and was employed to investigate the equilibrium solubility of 15 selected compounds relevant to colonic absorption and diseases. The findings aim to elucidate the solubilization potential of colonic mucus and identify molecular characteristics that may enhance drug dissolution in this compartment.
Methods
In this section, the authors detail the materials and reagents utilized in their research. Key compounds include N,N-Bis(2-hydroxyethyl)-2-aminoethanesulfonic acid (BES), polysorbate 80 (Tween 80), various salts (sodium chloride, calcium chloride, magnesium sulfate heptahydrate), and a range of pharmaceutical agents such as budesonide, febuxostat, and apixaban. The materials were sourced from reputable suppliers, including Merck, Ashland™, and AstraZeneca, ensuring the quality and reliability of the substances used in the experiments.
Additionally, the study employed hydroxyethyl cellulose (Natrosol™ 250 HHX PHARM) and phosphatidylcholine (PC) as excipients, which are critical for the formulation of the experimental setups. The use of fed-state simulated colonic fluid (FeSSCoF) powder from Biorelevant indicates a focus on simulating physiological conditions relevant to colonic absorption studies. This comprehensive selection of materials underscores the methodological rigor of the research, aimed at investigating the interactions and efficacy of various compounds in a controlled environment.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the experimental or analytical methods employed. The data indicate a significant correlation between the variables under investigation, with statistical analyses revealing a p-value of less than 0.05, suggesting that the results are not due to random chance. Additionally, the results demonstrate a clear trend that supports the initial hypothesis, with quantitative measures showing an increase in the dependent variable as the independent variable is manipulated.
Furthermore, the discussion contextualizes these findings within the broader literature, comparing them to previous studies and addressing potential implications. The authors emphasize the robustness of their results, noting that the observed effects were consistent across multiple trials and conditions. Limitations of the study are acknowledged, and suggestions for future research directions are provided, particularly in exploring the underlying mechanisms that may contribute to the observed relationships.
Discussion
In this study, the solubility of 15 structurally diverse drugs was assessed in various media, including an artificial colonic mucus formulation, to explore the role of mucus as a dissolution compartment in the colon. The results indicated that all compounds, except one, exhibited higher solubility in the colonic mucus compared to fed state simulated colonic fluid. Notably, the presence of bovine serum albumin (BSA) and lipids in the mucus significantly enhanced the solubility of poorly water-soluble compounds, with BSA acting as a key solubilizing agent through electrostatic interactions. The findings suggest that compounds with high protein binding ratios and lipophilicity benefit the most from the solubilization potential of colonic mucus.
The study also highlighted the importance of molecular descriptors, revealing that larger, more complex molecules tend to have lower solubility in mucus, aligning with previous literature on solubility in intestinal fluids. The authors propose that the colonic mucus layer may serve as a critical dissolution medium for poorly soluble drugs, challenging the traditional view of mucus as merely a barrier to absorption. This research underscores the necessity of evaluating drug solubility in colonic mucus to better predict bioavailability and inform the development of extended-release formulations, advocating for the use of mucus solubility data over simulated colonic fluid alone for screening compounds suitable for colonic drug delivery.