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Beclomethasone loaded liposomes enriched with mucin: A suitable approach for the control of skin disorders - 23/07/24

Doi : 10.1016/j.biopha.2024.116998 
Ines Castangia a, Matteo Aroffu a, , Mohamad Allaw a, Matteo Perra a, Biancamaria Baroli a, Iris Usach b, José Esteban Peris b, Donatella Valenti a, Octavio Diez-Sales b, c, Amparo Ruiz Sauri d, Amparo Nacher b, c, Xavier Fernàndez-Busquets e, f, Maria Manconi a, Maria Letizia Manca a
a Department of Life and Environmental Sciences, University of Cagliari, University Campus, S.P. Monserrato-Sestu Km 0.700, Monserrato, CA 09042, Italy 
b Department. of Pharmacy and Pharmaceutical Technology and Parasitology, University of Valencia, Valencia, Burjassot 46100, Spain 
c Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM), Universitat Politècnica de València, Universitat de València, Av. Vicent Andrés Estellés s/n, Valencia, Burjassot 46100, Spain 
d Departamento de Patología, Facultad de Medicina, Universidad de Valencia, Valencia, Spain 
e Barcelona Institute for Global Health (ISGlobal, Hospital Clínic-Universitat de Barcelona), Rosselló 149-153, Barcelona ES-08036, Spain 
f Nanomalaria Group, Institute for Bioengineering of Catalonia (IBEC), The Barcelona Institute of Science and Technology, Baldiri Reixac 10-12, Barcelona ES-08028, Spain 

Corresponding author.

Abstract

Inflammatory skin disorders are the fourth leading cause of chronic non-fatal conditions, which have a serious impact on the patient quality of life. Due to their treatment with conventional corticosteroids, which often result in poor therapeutic efficacy, relapses and systemic side effects from prolonged therapy, these diseases represent a global burden that negatively impacts the global economy. To avoid these problems and optimize corticosteroid benefits, beclomethasone was loaded into liposome formulations specifically tailored for skin delivery. These formulations were enhanced with mucin (0.1 and 0.5 % w/v) to further ensure prolonged formulation permanence at the site of application. The addition of 0.5 % w/v mucin resulted in the formation of small unilamellar vesicles and multicompartment vesicles. Liposomes and 1mucin-liposomes were smaller (∼48 and ∼61 nm, respectively) and more monodispersed (PI ∼ 0.14 and ∼ 0.17, respectively) than 5mucin-liposomes, which were larger (∼137 nm), slightly polydispersed (PI ∼ 0.23), and less stable during storage (4 months in the dark at 25 °C). Liposomes were negatively charged (∼ −79 mV) irrespective of their composition, and capable of incorporating high amount of beclomethasone (∼ 80 %). In vitro studies on skin fibroblasts and keratinocytes confirmed the high biocompatibility of all formulations (viability ≥ 95 %). However, the use of mucin-liposomes resulted in higher efficacy against nitric oxide production and free radical damage. Finally, topical applications using 12-O-tetradecanoylphorbol-13-acetate-injured skin in vivo experiments showed that only the mucin-enriched formulations could restore healthy conditions within 4 days, underscoring promise as a treatment for skin disorders.

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Graphical Abstract




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Highlights

Inflammatory skin diseases are common chronic diseases affecting quality of life.
Glucocorticoids are gold-standard but require high doses and prolonged use.
Mucin-liposomes deliver glucocorticoids to the skin while reducing their downsides.
Mucin boosts stability, efficacy, and biocompatibility of these vesicles.
Beclomethasone mucin-liposomes could be an effective therapeutic solution.

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Keywords : Enriched-liposomes, Biocompatibility, Lipopolysaccharide, Skin inflammation, In vivo studies


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