RU2521327C1 - Preparation for photodynamic therapy and method for photodynamic therapy of cancer with using it - Google Patents
Preparation for photodynamic therapy and method for photodynamic therapy of cancer with using it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2521327C1 RU2521327C1 RU2012153433/15A RU2012153433A RU2521327C1 RU 2521327 C1 RU2521327 C1 RU 2521327C1 RU 2012153433/15 A RU2012153433/15 A RU 2012153433/15A RU 2012153433 A RU2012153433 A RU 2012153433A RU 2521327 C1 RU2521327 C1 RU 2521327C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- propoxybacteriopurpurinimide
- aqueous dispersion
- methyl ester
- nanostructured
- photodynamic therapy
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Medicinal Preparation (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к медицине, а более конкретно к лекарственному препарату на основе производного бактериопурпуринимида, используемого в качестве фотосенсибилизатора (ФС), и способу проведения фотодинамической терапии (ФДТ) с ним.The present invention relates to medicine, and more particularly to a drug based on a bacteriopurpurinimide derivative used as a photosensitizer (PS), and a method for conducting photodynamic therapy (PDT) with it.
В настоящее время применяются в клинике или находятся на разных стадиях клинических испытаний ФС различных классов (порфирины и их металлокомплексы, хлорины, бензопорфирины, фталоцианины и др.), но особый интерес представляют природные хлорофиллы и их производные с интенсивным поглощением в ближней ИК-области спектра, поскольку их терапевтическое окно поглощения (750-850 нм) открывает новые возможности для диагностики и лечения злокачественных новообразований. Свет с подобной длиной волны проникает в ткани на глубину до 20-25 мм, это существенно расширяет возможности используемых в настоящее время методов лечения крупных, глубокозалегающих в неполых органах (молочная железа, простата) и плотно окрашенных (меланома) опухолей.Currently used in the clinic or at different stages of clinical trials of PSs of various classes (porphyrins and their metal complexes, chlorins, benzoporphyrins, phthalocyanines, etc.), natural chlorophylls and their derivatives with intense absorption in the near infrared region are of particular interest , since their therapeutic absorption window (750-850 nm) opens up new possibilities for the diagnosis and treatment of malignant neoplasms. Light with a similar wavelength penetrates into tissues to a depth of 20-25 mm, which significantly expands the possibilities of the currently used methods of treatment of large, deep-seated in incomplete organs (mammary gland, prostate) and densely stained (melanoma) tumors.
Известен ФС, представляющий собой наноструктурированную дисперсию на основе производного бактериохлорина p - метиловый эфир О-этилоксим N-этоксициклоимид бактериохлорина p C38H46N6O6, а также способ его получения и способ ФДТ, включающий системное введение известного ФС и облучение патологического участка оптическим излучением в спектральном диапазоне 790-810 нм через 0,7-5 часов после введения (RLJ 2411943). Вышеуказанный ФС и способ ФДТ являются ближайшими аналогами настоящего изобретения.Known FS, which is a nanostructured dispersion based on a derivative of bacteriochlorin p - methyl ester O-ethyloxime N-ethoxycycloimide bacteriochlorin p C 38 H 46 N 6 O 6 , as well as a method for its preparation and PDT method, including systemic administration of known FS and irradiation of a pathological site optical radiation in the spectral range of 790-810 nm after 0.7-5 hours after administration (RLJ 2411943). The above FS and PDT method are the closest analogues of the present invention.
Наличие в структуре у известного ФС - метилового эфира O-этилоксима N-этоксициклоимида бактериохлорина p двух этильных групп придает молекуле определенную гидрофобность, которой, однако, недостаточно для реализации эффективного трансмембранного переноса в опухолевых клетках, что приводит к невысокой фотоиндуцированной противоопухолевой активности.The presence of two ethyl groups in the structure of the known PS - O-ethyloxime N-ethoxycycloimide bacteriochlorin p methyl ester gives the molecule a certain hydrophobicity, which, however, is insufficient to realize effective transmembrane transfer in tumor cells, which leads to a low photo-induced antitumor activity.
К недостаткам известного ФС-прототипа следует отнести низкую селективность накопления в опухоли (индекс селективности не превышает 2) и отсутствие результата полной излеченности животных.The disadvantages of the known PS-prototype include the low selectivity of accumulation in the tumor (selectivity index does not exceed 2) and the lack of results of the complete cure of animals.
Наличие вышеназванных недостатков известного ФС диктует поиск новых высокоэффективных ФС, у которых повышение гидрофобности достигается путем увеличения углеродной цепи боковых заместителей (пропокси-заместители) в макроциклическом кольце.The presence of the aforementioned disadvantages of the known PS dictates the search for new highly effective PSs in which an increase in hydrophobicity is achieved by increasing the carbon chain of the side substituents (propoxy substituents) in the macrocyclic ring.
Заявляемая группа изобретений направлена на решение задачи создания ФС, препарата для ФДТ на основе бактериопурпуринимида, имеющего высокую фотоиндуцированную противоопухолевую активность и обеспечивающего эффективность ФДТ глубокозалегающих опухолей.The claimed group of inventions is aimed at solving the problem of creating a PS, a preparation for PDT based on bacteriopurpurinimide, which has high photo-induced antitumor activity and ensures the effectiveness of PDT of deep-seated tumors.
Использование заявляемого препарата для ФДТ позволяет достичь следующих технических результатов:The use of the claimed drug for PDT allows to achieve the following technical results:
- повышение гидрофобности ФС за счет увеличения углеродной цепи периферических заместителей (пропокси-заместители) в макроциклическом кольце;- increasing the hydrophobicity of PS by increasing the carbon chain of peripheral substituents (propoxy substituents) in the macrocyclic ring;
- обеспечение химической и фотостабильности препарата;- ensuring chemical and photostability of the drug;
- высокая фотоиндуцированная активность по отношению к опухолевым клеткам человека различного генеза при отсутствии темновой токсичности;- high photoinduced activity against human tumor cells of various origins in the absence of dark toxicity;
- селективное накопление в опухоли и быстрое выведение из организма млекопитающих;- selective accumulation in the tumor and rapid excretion of mammals from the body;
- повышение эффективности ФДТ глубокозалегающих опухолей.- increasing the efficiency of PDT deep-lying tumors.
Указанные технические результаты при осуществлении группы изобретений достигаются за счет того, что так же как известный ФС, препарат для ФДТ выполнен в форме наноструктурированной водной дисперсии на основе производного бактериопурпуринимида.These technical results in the implementation of the group of inventions are achieved due to the fact that, as well as the known PS, the preparation for PDT is made in the form of a nanostructured aqueous dispersion based on a bacteriopurpurinimide derivative.
ФДТ осуществляют путем системного введения препарата, выполненного в форме наноструктурированной водной дисперсии на основе производного бактериопурпуринимида и воздействия на патологический участок оптическим излучением.PDT is carried out by systemic administration of the drug, made in the form of a nanostructured aqueous dispersion based on a bacteriopurpurinimide derivative and exposure to the pathological area with optical radiation.
Особенность заявляемого препарата для ФДТ заключается в том, что в качестве ФС он содержит метиловый эфир O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида C40H50N6O6 со структурной формулойA feature of the claimed drug for PDT is that as a PS it contains O-propyloxime-N-propoxybacteriopurpurinimide methyl ester C 40 H 50 N 6 O 6 with the structural formula
Наноструктурированная водная дисперсия на основе метилового эфира O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида представляет собой:O-propyloxy-N-propoxybacteriopurpurinimide methyl ester nanostructured aqueous dispersion is:
- кремофорную наноэмульсию;- cremophoric nanoemulsion;
- твиновую наноэмульсию;- twin nanoemulsion;
- хитозановую эмульсию;- chitosan emulsion;
- декстриновую эмульсию;- dextrin emulsion;
- мицеллярную дисперсию с поверхностно-активным веществом - блок-сополимером оксиэтилена и оксипропилена (Эмуксол 268).- micellar dispersion with a surfactant - a block copolymer of oxyethylene and oxypropylene (Emuxol 268).
Особенность заявляемого способа ФДТ заключается в том, что осуществляют системное введение наноструктурированной водной дисперсии на основе метилового эфира O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида в дозах от 1,0 до 10,0 мг/кг и облучение патологического участка оптическим излучением через 0,25-8 часов после введения препарата в спектральном диапазоне 789-831 нм при плотности энергии от 45 до 360 Дж/см2.A feature of the proposed PDT method is that they carry out the systemic administration of a nanostructured aqueous dispersion based on methyl ester of O-propyloxime-N-propoxybacteriopurpurinimide in doses of 1.0 to 10.0 mg / kg and irradiation of the pathological area with optical radiation through 0.25 8 hours after drug administration in the spectral range of 789-831 nm with an energy density of 45 to 360 J / cm 2 .
Сущность изобретения заключается в следующем:The invention consists in the following:
Выбор природных пигментов для создания новых ФС обусловлен рядом факторов, в том числе их распространенностью в природе, интенсивностью поглощения в длинноволновой области спектра, структурной близостью к эндогенным порфиринам. Наличие указанных свойств позволяет предположить низкий уровень токсичности подобных соединений и их быстрое выведение из организма.The choice of natural pigments for the creation of new PS is determined by a number of factors, including their prevalence in nature, the absorption intensity in the long-wavelength region of the spectrum, and the structural proximity to endogenous porphyrins. The presence of these properties suggests a low level of toxicity of such compounds and their rapid elimination from the body.
В качестве соединений, обладающих перечисленными выше свойствами, могут быть рассмотрены хлорины и бактериохлорины. Однако сами хлорины и бактериохлорины имеют ограниченное применение в качестве ФС из-за высокой гидрофобности, низкой химической и фотостабильности, умеренной селективности накопления в опухолевых клетках.As compounds having the above properties, chlorins and bacteriochlorins can be considered. However, chlorins and bacteriochlorins themselves have limited use as a PS due to high hydrophobicity, low chemical and photostability, and moderate selectivity of accumulation in tumor cells.
Несмотря на то что гидрофильные вещества удобны с точки зрения приготовления растворов для внутривенного введения, их способность проникать сквозь клеточные мембраны к жизненно важным мишеням клетки довольно ограничена. В то же время известно, что гидрофобные ФС обычно проникают внутрь опухоли и опухолевых клеток, а гидрофильные накапливаются в кровеносных сосудах и строме на периферии опухоли.Despite the fact that hydrophilic substances are convenient from the point of view of preparing solutions for intravenous administration, their ability to penetrate through cell membranes to vital cell targets is quite limited. At the same time, it is known that hydrophobic FSs usually penetrate into the tumor and tumor cells, while hydrophilic PSs accumulate in the blood vessels and stroma at the periphery of the tumor.
Следует отметить, что активность ФС с различной длиной алкильной боковой цепи зависит от количества углеродных атомов в ней. Известно, что максимальной активностью in vitro и in vivo обладают ФС с боковыми цепями из трех и шести атомов углерода [Boyle R., Dolphin D. Structure and biodistribution relationship of phothodynamic sensitizer. Photochem. Photobiol. 1996., v.64, p.469-485].It should be noted that the activity of PS with different lengths of the alkyl side chain depends on the number of carbon atoms in it. It is known that PS with side chains of three and six carbon atoms possess maximum activity in vitro and in vivo [Boyle R., Dolphin D. Structure and biodistribution relationship of phothodynamic sensitizer. Photochem. Photobiol. 1996., v. 64, p. 469-485].
Это диктует необходимость создания устойчивых производных хлоринов и бактериохлоринов с улучшенными спектральными характеристиками, а также обладающих значительной тропностью к опухолям.This necessitates the creation of stable derivatives of chlorins and bacteriochlorins with improved spectral characteristics, as well as having a significant affinity for tumors.
Синтезированный авторами ФС - метиловый эфир O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида обладает всеми перечисленными свойствами. Способ ФДТ с его использованием обеспечивает высокую фотоиндуцированную противоопухолевую активность и эффективность при воздействии на глубокозалегающие опухоли.Synthesized by the authors of FS - methyl ester of O-propyloxime-N-propoxybacteriopurpurinimide has all of the following properties. The PDT method with its use provides high photo-induced antitumor activity and effectiveness when exposed to deep-lying tumors.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется нижеследующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.
Пример 1. Получение метилового эфира O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимидаExample 1. Obtaining methyl ester of O-propyloxy-N-propoxybacteriopurpurinimide
Субстанцию метилового эфира O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида получали одностадийной реакцией по нижеприведенной схеме.The substance of the methyl ester of O-propyloxy-N-propoxybacteriopurpurinimide was obtained by a one-step reaction according to the scheme below.
К раствору 30 мг (0,05 ммоль) бактериопурпурина в 2 мл пиридина прибавляли 0,5 ммоль гидрохлорида пропоксиамина. Полученный раствор перемешивали в течение 20 часов при комнатной температуре. Ход реакции контролировали спектрофотометрически и при помощи ТСХ. Затем реакционную смесь разбавляли 150 мл воды и 5 мл 1N HCl и экстрагировали хлороформом до полного обесцвечивания хлороформного слоя (5×30 мл).To a solution of 30 mg (0.05 mmol) of bacteriopurpurin in 2 ml of pyridine was added 0.5 mmol of propoxyamine hydrochloride. The resulting solution was stirred for 20 hours at room temperature. The progress of the reaction was monitored spectrophotometrically and by TLC. Then the reaction mixture was diluted with 150 ml of water and 5 ml of 1N HCl and extracted with chloroform until the chloroform layer was completely discolored (5 × 30 ml).
Хлороформные экстракты объединяли, сушили над безводным сульфатом натрия и упаривали на роторном испарителе. Полученный продукт очищали с помощью препаративной ТСХ на силикагеле в системе CHCl3:CH3OH (v/v 50:1).The chloroform extracts were combined, dried over anhydrous sodium sulfate and evaporated on a rotary evaporator. The resulting product was purified using preparative TLC on silica gel in the CHCl 3 : CH 3 OH system (v / v 50: 1).
Выход 80%. Спектр 1Н ЯМР (300 МГц, CDCl3, δ, м.д.): 1H ЯМР (CDCl3, δ, м.д.): 8.65 (Н, с, 5-Н), 8.58 (Н, с, 10-Н), 8.40 (Н, с, 20-Н), 5.21 (Н, м, 17-Н), 4.59 (4Н, м, -OCH2CH3), 4.18 (2Н, м, 7-Н, 18-Н), 4.00 (Н, м, 8-Н), 3.64 (3H, с, 12-CH3), 3.58 (3H, с, 173-COOCH3), 3.30 (3H, с, 2-CH3), 2.78 (3Н, с, 32-CH3), 2.75 (Н, м, 172-CH2), 2.40 (3H, м, 81-CH2, 171-CH2, 172-CH2), 2.08 (2Н, м, 81-CH2, 171-CH2), 1.80 (3H, д, J 7.24 Гц, 7-CH3), 1.70 (9Н, м, 18-CH3, -CCH2CH3), 1.10 (3H, т, J 7.38 Гц, 82-CH-3), 0.00 (с, NH), -0.26 (с, NH). UV-VIS, λmax, нм (ε×10-3, M-1 см-1): 368 (100), 418 (53), 541 (40), 800 (49). Масс-спектр (MALDI), m/z: 710,30 (M+-OC3H7), 592,20 (M+-OC3H7, -OC3H7).
Пример 2. Получение наноструктурированной водной эмульсии метилового эфира O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида с использованием Кремофора Е1.Example 2. Obtaining a nanostructured aqueous emulsion of methyl ester of O-propyloxime-N-propoxybacteriopurpurinimide using Cremophor E1.
Растворяли 5 мг метилового эфира O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида в 0,25 мл Кремофора EL. К полученному раствору добавляли 0,9% раствор хлористого натрия до концентрации 1 мг/мл при перемешивании при комнатной температуре. Полученный объем фильтровали через мембранный фильтр «Millipore» с размером пор 0.22 мкм.5 mg of O-propyloxy-N-propoxybacteriopurpurinimide methyl ester was dissolved in 0.25 ml of Cremophor EL. To the resulting solution was added a 0.9% sodium chloride solution to a concentration of 1 mg / ml with stirring at room temperature. The resulting volume was filtered through a Millipore membrane filter with a pore size of 0.22 μm.
Пример 3. Оценка стабильности наноструктурированной водной эмульсии метилового эфира O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида на основе Кремофора в бесклеточной среде.Example 3. Assessment of the stability of a nanostructured aqueous emulsion of methyl ester of O-propyloxime-N-propoxybacteriopurpurinimide based on Cremophor in a cell-free medium.
Оценку стабильности в затемненных условиях проводили с помощью абсорбционного и флуоресцентного методов анализа. Растворы для проведения исследований готовили ex tempore, достигая выбранной концентрации путем последовательных разведений исходного раствора. Концентрация исходного раствора составляла 1 мг/мл. В качестве растворителя использовали среду Игла, содержащую 10% ЭТС и 0,9% раствор хлористого натрия. Спектры поглощения регистрировали на спектрофотометре «Genesys 2» (США) в диапазоне длин волн от 600 до 900 нм. Регистрацию флуоресценции растворов проводили в динамике контактным способом на лазерном спектральном анализаторе для флуоресцентной диагностики опухолей «ЛЭСА-6» (ТОО «БиоСпек», Россия). Флуоресценцию возбуждали He-Ne лазером при длине волны генерации 632,8 нм, спектральный диапазон от 600 до 950 нм.Assessment of stability in darkened conditions was carried out using absorption and fluorescence methods of analysis. Research solutions were prepared ex tempore, reaching the selected concentration by successive dilutions of the stock solution. The concentration of the stock solution was 1 mg / ml. As a solvent, Eagle’s medium was used containing 10% ETS and 0.9% sodium chloride solution. Absorption spectra were recorded on a Genesys 2 spectrophotometer (USA) in the wavelength range from 600 to 900 nm. The fluorescence of solutions was recorded in dynamics by the contact method on a laser spectral analyzer for fluorescence diagnosis of tumors "LESA-6" (BioSpek LLP, Russia). Fluorescence was excited by a He-Ne laser at a wavelength of 632.8 nm, the spectral range from 600 to 950 nm.
Раствор метилового эфира O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида стабилен в течение суток инкубации в 0,9% растворе NaCl и среде Игла MEM с содержанием 10% эмбриональной телячьей сыворотки (ЭТС) при варьировании концентрацией от 15 до 35 мкМ в темновых условиях (Рис.1,2).The solution of O-propyloxy-N-propoxybacteriopurpurinimide methyl ester is stable during the day of incubation in a 0.9% NaCl solution and MEMA Needle medium containing 10% fetal calf serum (ETF) with varying concentrations from 15 to 35 μM under dark conditions (Fig. 1,2).
Пример 4. Оценка фотостабильности наноструктурированной водной эмульсии метилового эфира O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида на основе Кремофора в бесклеточной среде.Example 4. Evaluation of the photostability of a nanostructured aqueous emulsion of methyl ester of O-propyloxy-N-propoxybacteriopurpurinimide based on Cremophor in a cell-free medium.
Оценку фотовыцветания проводили в среде Игла MEM, содержащей 10% ЭТС, при облучении полихроматическим светом. В качестве источника света использовали галогеновую лампу мощностью 500 Вт с широкополосным фильтром КС-19 (λmax≥20 нм) и водным фильтром толщиной 5 см. Световая доза составляла 1, 2, 5 и 10 Дж/см2 при плотности мощности 13,0-25,0 мВт/см2. Измерения флуоресценции проводили контактным способом на лазерном спектральном анализаторе «ЛЭСА-06» в спектральном диапазоне 650-950 нм. Спектры флуоресценции регистрировали сразу после приготовления раствора и через различные промежутки после начала облучения.Photo fading was evaluated in the Needle MEM medium containing 10% ETS under irradiation with polychromatic light. A 500 W halogen lamp with a KS-19 broadband filter (λ max ≥20 nm) and a 5 cm thick water filter was used as a light source. The light dose was 1, 2, 5, and 10 J / cm 2 at a power density of 13.0 -25.0 mW / cm 2 . Fluorescence measurements were carried out by the contact method on a LESA-06 laser spectral analyzer in the spectral range 650-950 nm. Fluorescence spectra were recorded immediately after preparation of the solution and at various intervals after the start of irradiation.
При облучении ФС не происходило сдвига максимума флуоресценции (λmax=799±2 нм), интенсивность флуоресценции снижалась незначительно без изменений в профиле спектра, что свидетельствовало о его стабильности при воздействии светом (Рис.3).When the PS was irradiated, there was no shift in the fluorescence maximum (λ max = 799 ± 2 nm), the fluorescence intensity decreased slightly without changes in the spectrum profile, which indicated its stability under exposure to light (Fig. 3).
Оценку фотоиндуцированной активности наноструктурированной водной эмульсии метилового эфира O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида на основе Кремофора проводили:The photo-induced activity of the nanostructured aqueous emulsion of methyl ester of O-propyloxime-N-propoxybacteriopurpurinimide based on Cremophor was carried out:
- в системе in vitro на опухолевых клетках человека различного эпителиального происхождения: эпидермальной карциноме гортани (НЕр2), аденокарциноме легкого (А549), карциноме толстой кишки (НТ29) и мочевого пузыря (Т24);- in the in vitro system on human tumor cells of various epithelial origin: epidermal laryngeal carcinoma (HEP2), lung adenocarcinoma (A549), colon carcinoma (HT29) and bladder (T24);
- в системе in vivo на мышах с опухолями различного генеза: эпидермоидной карциноме легкого Льюис (LLC), саркоме 37 (S37) и лимфолейкозе Р388 (Р388).- in the in vivo system in mice with tumors of various origins: Lewis epidermoid lung carcinoma (LLC), sarcoma 37 (S37) and lymphocytic leukemia P388 (P388).
Пример 5. Фотоиндуцированная активность наноструктурированной водной эмульсии метилового эфира O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида на основе Кремофора в отношении клеток карциномы толстой кишки (НТ29).Example 5. Photoinduced activity of a nanostructured aqueous emulsion of methyl ester of O-propyloxy-N-propoxybacteriopurpurinimide based on Cremophor in relation to colon carcinoma cells (HT29).
Оценку фотоиндуцированной активности проводили при варьировании концентрации ФС от 0,1 до 15,0 мкМ, времени инкубации до светового воздействия от 0,5 до 24 часов, с удалением и без удаления ФС перед облучением.Evaluation of photo-induced activity was carried out by varying the concentration of PS from 0.1 to 15.0 μM, the incubation time before exposure to light from 0.5 to 24 hours, with and without PS removal before irradiation.
В качестве источника света использовали галогеновую лампу мощностью 500 Вт с широкополостным фильтром КС-19 (λmax≥720 нм) и водным фильтром толщиной 5 см. Уровень ингибирования роста клеток в культуре вычисляли по формуле:A 500 W halogen lamp with a KS-19 wide-band filter (λ max ≥720 nm) and a 5 cm thick water filter was used as a light source. The level of inhibition of cell growth in culture was calculated by the formula:
ИР(%)=[(Пк-По)/Пк]×100%IR (%) = [(P to -P o ) / P to ] × 100%
где: ИР - ингибирование роста клеток культуры, в процентах;where: IR - inhibition of cell growth in culture, in percent;
По и Пк - число жизнеспособных клеток, выраженное в единицах оптической плотности соответственно в опытных (с ФС) и контрольных (без ФС) пробах.P about and P to - the number of viable cells, expressed in units of optical density, respectively, in experimental (with PS) and control (without PS) samples.
Биологически значимым эффектом считали ингибирование роста культуры на 50% (ИК50).Inhibition of culture growth by 50% (IC 50 ) was considered a biologically significant effect.
Выявлено, что ФС проявил максимальную фотоиндуцированную активность относительно клеток культуры НТ29 при 6-часовой инкубации (ИК50 составляла 0,35±0,03 мкМ) с увеличением времени инкубации до 24 часов величина ИК50 не изменялась (Рис.4). Инкубация клеток с ФС в концентрациях до 15 мкМ в отсутствии светового воздействия в течение 24 часов не влияла на рост клеточной культуры.It was revealed that PS showed maximum photoinduced activity against NT29 culture cells during 6-hour incubation (IC 50 was 0.35 ± 0.03 μM) with an increase in incubation time up to 24 hours, the IC 50 value did not change (Fig. 4). Incubation of cells with PS in concentrations up to 15 μM in the absence of light exposure for 24 hours did not affect the growth of cell culture.
Удаление ФС из культуральной среды перед воздействием светом незначительно снижало эффективность фотодинамического воздействия, что свидетельствует о том, что фотоиндуцированная активность реализуется преимущественно за счет активации внутриклеточного ФС.Removing PS from the culture medium before exposure to light slightly decreased the efficiency of the photodynamic effect, which indicates that photo-induced activity is realized mainly due to the activation of intracellular PS.
Таким образом, результаты, полученные in vitro, показали, что метиловый эфир O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида эффективно накапливался в клетках и обладал высокой фотоиндуцированной активностью.Thus, in vitro results showed that the methyl ester of O-propyloxime-N-propoxybacteriopurpurinimide efficiently accumulated in the cells and had a high photo-induced activity.
Пример 6. Распределение наноструктурированной водной эмульсии метилового эфира O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида на основе Кремофора в опухоли LLC и флуоресцентная контрастность относительно окружающей ткани.Example 6. Distribution of a nanostructured aqueous emulsion of methyl ester of O-propyloxime-N-propoxybacteriopurpurinimide based on Cremophor in an LLC tumor and fluorescence contrast with respect to surrounding tissue.
Оценку распределения красителя в опухолевой и окружающей тканях проводили у мышей с карциномой LLC в интервале от 5 минут до 72 часов методом локальной флуоресцентной спектроскопии (ЛФС). Наноструктурированную кремофорную дисперсию O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида вводили внутривенно в дозе 5,0 мг/кг. Флуоресценцию регистрировали контактным способом на лазерном спектральном анализаторе для флуоресцентной диагностики опухолей и контроля за ФДТ «ЛЭСА-06».The distribution of dye in the tumor and surrounding tissues was evaluated in mice with LLC carcinoma in the range from 5 minutes to 72 hours by local fluorescence spectroscopy (LFS). A nanostructured cremophoric dispersion of O-propyloxime-N-propoxybacteriopurpurinimide was administered intravenously at a dose of 5.0 mg / kg. Fluorescence was recorded by the contact method on a laser spectral analyzer for fluorescence diagnosis of tumors and monitoring PDT "LESA-06".
В опухолевой ткани нормированная флуоресценция (НФ) ФС достигала максимального значения через 15 минут и сохранялась на высоком уровне до 8 часов после введения, а затем к 72 часам снижалась на 90%-98% от максимального значения. Наиболее высокие уровни ФН в нормальных коже и мышце наблюдались через 0,25-4 часа после введения ФС. Максимальная флуоресцентная контрастность относительно окружающих нормальных тканей кожи и мышцы регистрировалась в интервале от 0,25 до 8 часов после введения и составляла 2,2-2,8 усл.ед. и 1,6-2,2 усл. ед. соответственно.In tumor tissue, normalized fluorescence (NF) of FS reached its maximum value after 15 minutes and remained at a high level up to 8 hours after administration, and then by 72 hours it decreased by 90% -98% of the maximum value. The highest levels of FN in normal skin and muscle were observed 0.25-4 hours after administration of FS. The maximum fluorescence contrast relative to the surrounding normal skin and muscle tissues was recorded in the range from 0.25 to 8 hours after administration and was 2.2-2.8 srvc. and 1.6-2.2 conv. units respectively.
Пример 7. Фотоиндуцированная противоопухолевая активность наноструктурированной водной эмульсии метилового эфира O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида на основе Кремофора у животных с опухолью LLC.Example 7. Photoinduced antitumor activity of a nanostructured aqueous emulsion of methyl ester of O-propyloxime-N-propoxybacteriopurpurinimide based on Cremophor in animals with an LLC tumor.
Исследование ФДТ с метиловым эфиром O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида в виде наноструктурированной водной дисперсии на основе Кремофора проводили у животных с карциномой легкого Льюис, привитой подкожно с внешней стороны правого бедра мышам BDF1, в зависимости от дозы ФС на 7 сутки после инокуляции опухоли.The study of PDT with O-propyloxy-N-propoxybacteriopurpurinimide methyl ester in the form of a nanostructured aqueous dispersion based on Cremophor was performed in animals with Lewis lung carcinoma grafted subcutaneously from the outside of the right thigh to BDF 1 mice, depending on the dose of PS 7 days after tumor inoculation .
В первой и второй опытных группах животным вводили ФС однократно внутривенно в хвостовую вену в дозах 2,5 и 5,0 мг/кг соответственно. Облучение проводили через 30 минут после введения ФС. Для облучения использовали светодиодный источник (ФГУП «ГНЦ РФ НИОПИК») с длиной волны 810±21 нм и плотностью мощности 100 мВт/см2 (плотность энергии 150 Дж/см2). Третья группа животных - контрольная без воздействия.In the first and second experimental groups, animals were injected with PS once intravenously in the tail vein at doses of 2.5 and 5.0 mg / kg, respectively. Irradiation was performed 30 minutes after the introduction of FS. For irradiation, we used an LED source (FSUE SSC RF NIOPIK) with a wavelength of 810 ± 21 nm and a power density of 100 mW / cm 2 (energy density of 150 J / cm 2 ). The third group of animals is the control without exposure.
Эффективность ФДТ оценивали, используя общепринятые в экспериментальной онкологии критерии:PDT efficacy was evaluated using criteria generally accepted in experimental oncology:
- торможение роста опухоли ТРО=[(Vк-Vоп)/Vk]·100%, где Vоп и Vк - объем опухоли в опытной и контрольной группах, соответственно;- inhibition of tumor growth TPO = [(V to -V op ) / V k ] · 100%, where V op and V k are the tumor volume in the experimental and control groups, respectively;
- увеличение продолжительности жизни УПЖ=[(СПЖоп-СПЖк)/СПЖк]·100%, где СПЖоп и СПЖк - средняя продолжительность жизни в опытной и контрольной группах соответственно;- an increase in life expectancy of life expectancy = [(SPG op- SPG k ) / SPG k ] · 100%, where SPG op and SPG k are the average life expectancy in the experimental and control groups, respectively;
- критерий излеченности КИ=[Nи/No]·100%, где Nи и No - количество излеченных животных и общее количество животных в опытной группе соответственно.- the criterion of healing, CI = [Ni / No] · 100%, where Ni and No are the number of cured animals and the total number of animals in the experimental group, respectively.
Объем опухоли рассчитывали по формуле: V=d1·d2·d3, где d1, d2 и d3 - три взаимно перпендикулярных диаметра опухоли.The tumor volume was calculated by the formula: V = d 1 · d 2 · d 3 , where d 1 , d 2 and d 3 are three mutually perpendicular diameters of the tumor.
Измерение объема опухоли проводили в течение 20 суток после проведенного облучения с помощью электронного цифрового кронциркуля STORMtm 3C301 «Central». За животными наблюдали 120 суток.Tumor volume was measured within 20 days after irradiation with the electronic digital caliper STORMtm 3C301 Central. The animals were observed for 120 days.
В опытных группах в течение суток после облучения у животных образовывался интенсивный отек в зоне воздействия, который сохранялся до 4-5 суток. При использовании метилового эфира O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида в дозе 2,5 мг/кг среднее значение объема опухоли увеличивалось медленно по отношению к объему опухоли контрольной группы. ТРО составило 92,1-100%, УПЖ - 62,2%, КИ - 33,3%. Для дозы 5,0 мг/кг выявлена еще более высокая эффективность: 100% торможение роста опухоли в течение всего срока наблюдения, УПЖ - 111,1% и 50% излеченность животных (Рис.5).In the experimental groups, during the day after irradiation, the animals formed intense edema in the exposure zone, which lasted up to 4-5 days. When using a methyl ester of O-propyloxime-N-propoxybacteriopurpurinimide at a dose of 2.5 mg / kg, the average tumor volume increased slowly with respect to the tumor volume of the control group. SRW amounted to 92.1-100%, UPZ - 62.2%, CI - 33.3%. For a dose of 5.0 mg / kg, an even higher efficiency was revealed: 100% inhibition of tumor growth during the entire observation period, ALC - 111.1% and 50% cure of animals (Fig. 5).
Пример 8. Фармакокинетика наноструктурированной водной эмульсии метилового эфира O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида на основе Кремофора у интактных мышей.Example 8. Pharmacokinetics of a nanostructured aqueous emulsion of methyl ester O-propyloxy-N-propoxybacteriopurpurinimide based on Cremophor in intact mice.
Фармакокинетику метилового эфира O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида изучали методом ЛФС в органах и тканях интактных мышей в дозе 5,0 мг/кг.The pharmacokinetics of O-propyloxy-N-propoxybacteriopurpurinimide methyl ester was studied by LPS in the organs and tissues of intact mice at a dose of 5.0 mg / kg.
Максимум спектра флуоресценции ФС в тканях животных регистрировали при 796±2 нм. Флуоресцирующая форма ФС быстро (в течение 15-30 минут) регистрировалась во внутренних органах и тканях организма, преимущественно в печени, затем снижалась с различной скоростью.The maximum of the fluorescence spectrum of PS in animal tissues was recorded at 796 ± 2 nm. The fluorescent form of PS was quickly (within 15-30 minutes) recorded in the internal organs and tissues of the body, mainly in the liver, then decreased at different rates.
Во внутренних органах через 24 часа уровень НФ снижался в печени на 33%, почках - на 63%, селезенке - на 93% от максимального значения. Флуоресцирующая форма ФС в дозе 5,0 мг/кг определялась в почках и селезенке до 48 часов, а в печени остаточное количество определялось до 7 суток.In internal organs, after 24 hours, the level of NF decreased in the liver by 33%, the kidneys - by 63%, the spleen - by 93% of the maximum value. The fluorescent form of FS at a dose of 5.0 mg / kg was determined in the kidneys and spleen up to 48 hours, and in the liver, the residual amount was determined up to 7 days.
В коже максимальное значение флуоресценции регистрировалось через 15 минут после введения ФС, затем его НФ быстро снижалась и через 24 часа не определялась. Это свидетельствовало о быстром элиминировании ФС из кожи. В мышце через 24 часа уровень НФ также снижался на 83%, в жировой ткани - на 58%. Флуоресцирующая форма ФС определялась в мышце до 48 часов, а в жировой ткани - до 4 суток.In the skin, the maximum fluorescence value was recorded 15 minutes after the administration of PS, then its NF rapidly decreased and was not determined after 24 hours. This indicated the rapid elimination of PS from the skin. After 24 hours, the level of NF in the muscle also decreased by 83%, in adipose tissue - by 58%. The fluorescent form of FS was determined in the muscle up to 48 hours, and in adipose tissue - up to 4 days.
Полученные данные свидетельствуют о быстрой циркуляции метилового эфира O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида в организме млекопитающих и его выведении преимущественно через печень с желчью.The data obtained indicate the rapid circulation of methyl ester of O-propyloxime-N-propoxybacteriopurpurinimide in the body of mammals and its excretion mainly through the liver with bile.
Таким образом, заявляемые препарат для ФДТ, представляющий собой наноструктурированную водную дисперсию на основе метилового эфира O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида, и способ ФДТ с использованием этого ФС обеспечивают: высокую фотоиндуцированную противоопухолевую активность, 100%-ное торможение роста опухоли и 90%-ную излеченность животных за счет селективного накопления в опухоли и быстрого выведения из организма.Thus, the claimed preparation for PDT, which is a nanostructured aqueous dispersion based on O-propyloxime-N-propoxybacteriopurpurinimide methyl ester, and the PDT method using this FS provide: high photo-induced antitumor activity, 100% inhibition of tumor growth and 90% - The animals are completely cured by selective accumulation in the tumor and rapid elimination from the body.
Установлено, что использование наноструктурированной водной дисперсии на основе метилового эфира O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида при ФДТ приводит к существенному увеличению продолжительности жизни (от 65 до 120%) и излеченности животных (от 30 до 90%).It has been established that the use of a nanostructured aqueous dispersion based on O-propyloxy-N-propoxybacteriopurpurinimide methyl ester in PDT leads to a significant increase in life expectancy (from 65 to 120%) and animal healing (from 30 to 90%).
На Рис.1 представлены спектры флуоресценции ФС в среде Игла MEM, содержащей 10% ЭТС, в динамике (λmax=799 нм).Figure 1 shows the fluorescence spectra of PS in the Eagle MEM medium containing 10% ETS in dynamics (λ max = 799 nm).
На Рис.2 представлены спектры флуоресценции ФС в 0,9% растворе хлористого натрия в динамике (λmax=789 нм).Figure 2 shows the fluorescence spectra of PS in a 0.9% sodium chloride solution in dynamics (λ max = 789 nm).
На Рис.3 представлены спектры флуоресценции ФС в среде Игла MEM, содержащей 10% ЭТС, до и после облучения (λmax=799 нм).Figure 3 shows the fluorescence spectra of PS in the Eagle MEM medium containing 10% ETS before and after irradiation (λ max = 799 nm).
На Рис.4 представлена зависимость фотоиндуцированной активности метилового эфира O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида от времени инкубации и удаления ФС из среды инкубации до воздействия.Figure 4 shows the dependence of the photo-induced activity of the methyl ester of O-propyloxime-N-propoxybacteriopurpurinimide on the incubation time and the removal of PS from the incubation medium before exposure.
На Рис.5. представлена зависимость фотоиндуцированной противоопухолевой активности O-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида у мышей с опухолью LLC от дозы ФС.In Fig. 5. The dependence of the photo-induced antitumor activity of O-propyloxime-N-propoxybacteriopurpurinimide in LLC mice on the dose of PS is presented.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012153433/15A RU2521327C1 (en) | 2012-12-12 | 2012-12-12 | Preparation for photodynamic therapy and method for photodynamic therapy of cancer with using it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012153433/15A RU2521327C1 (en) | 2012-12-12 | 2012-12-12 | Preparation for photodynamic therapy and method for photodynamic therapy of cancer with using it |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012153433A RU2012153433A (en) | 2014-06-20 |
| RU2521327C1 true RU2521327C1 (en) | 2014-06-27 |
Family
ID=51213571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012153433/15A RU2521327C1 (en) | 2012-12-12 | 2012-12-12 | Preparation for photodynamic therapy and method for photodynamic therapy of cancer with using it |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2521327C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2720806C2 (en) * | 2019-09-09 | 2020-05-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр радиологии" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ радиологии" Минздрава России) | Photosensitiser of bacteriochlorine row for photodynamic therapy and method for its preparation |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995032206A1 (en) * | 1994-05-23 | 1995-11-30 | Health Research, Inc. | Purpurin-18 anhydrides and imides as photosensitizers |
| RU2259200C1 (en) * | 2004-02-16 | 2005-08-27 | Рузиев Рамзес Джауланович | Sensitizing agent for photodynamic disruption of malignant neoplasm cells and pharmaceutical composition for its using |
| RU2371181C2 (en) * | 2004-08-16 | 2009-10-27 | Сирамоптек Индастриз, Инк. | Improved photosensibiliser compositions and their application |
| RU2399622C2 (en) * | 2004-11-16 | 2010-09-20 | Универсидади Ди Коймбра | Novel porphyrin derivatives, particularly chlorins and/or bacteriochlorins and use thereof in photodynamic therapy |
| RU2411943C2 (en) * | 2009-04-14 | 2011-02-20 | Учреждение Российской академии медицинских наук Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина РАМН (ГУ РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН) | PHOTOSENSITISER BASED ON BACTERIOCHLORIN p DERIVATIVE, METHOD OF OBTAINING BACTERIOCHLORIN p DERIVATIVE AND METHOD OF PHOTODYNAMIC THERAPY OF CANCER WITH APPLICATION OF SAID PHOTOSENSITISER |
-
2012
- 2012-12-12 RU RU2012153433/15A patent/RU2521327C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995032206A1 (en) * | 1994-05-23 | 1995-11-30 | Health Research, Inc. | Purpurin-18 anhydrides and imides as photosensitizers |
| RU2259200C1 (en) * | 2004-02-16 | 2005-08-27 | Рузиев Рамзес Джауланович | Sensitizing agent for photodynamic disruption of malignant neoplasm cells and pharmaceutical composition for its using |
| RU2371181C2 (en) * | 2004-08-16 | 2009-10-27 | Сирамоптек Индастриз, Инк. | Improved photosensibiliser compositions and their application |
| RU2399622C2 (en) * | 2004-11-16 | 2010-09-20 | Универсидади Ди Коймбра | Novel porphyrin derivatives, particularly chlorins and/or bacteriochlorins and use thereof in photodynamic therapy |
| RU2411943C2 (en) * | 2009-04-14 | 2011-02-20 | Учреждение Российской академии медицинских наук Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина РАМН (ГУ РОНЦ им. Н.Н. Блохина РАМН) | PHOTOSENSITISER BASED ON BACTERIOCHLORIN p DERIVATIVE, METHOD OF OBTAINING BACTERIOCHLORIN p DERIVATIVE AND METHOD OF PHOTODYNAMIC THERAPY OF CANCER WITH APPLICATION OF SAID PHOTOSENSITISER |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2720806C2 (en) * | 2019-09-09 | 2020-05-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр радиологии" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ радиологии" Минздрава России) | Photosensitiser of bacteriochlorine row for photodynamic therapy and method for its preparation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012153433A (en) | 2014-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2003008430A2 (en) | Porphyrin derivatives for photodynamic therapy | |
| AU2018282411A1 (en) | Chlorin derivative useful in photodynamic therapy and diagnosis | |
| WO2021143829A1 (en) | Non-peripheral quaternary ammonium group modified zinc phthalocyanine and method for preparation thereof and application thereof | |
| RU2521327C1 (en) | Preparation for photodynamic therapy and method for photodynamic therapy of cancer with using it | |
| Grin et al. | Novel bacteriochlorophyll-based photosensitizers and their photodynamic activity | |
| CN112279862B (en) | Near-infrared porphyrin compound and preparation method and application thereof | |
| CN103073553B (en) | Water-soluble naphthalocyanine base compound, preparation method and application of compound as photosensitizer | |
| CN102134244A (en) | Medical photosensitizer and preparation method thereof | |
| KR101493889B1 (en) | Photosensitizer for photodynamic diagnosis or therapy and the manufacturing method | |
| CN113616809B (en) | Application of supermolecule organic frame material in removing residual medicine in photodynamic therapy | |
| WO2022218092A1 (en) | Deep infrared porphycene derivative, preparation method, anti-tumor drug, and application | |
| Tanabe et al. | Fluorescence detection of a new photosensitizer, PAD-S31, in tumour tissues and its use as a photodynamic treatment for skin tumours in dogs and a cat: a preliminary report | |
| CA2644520A1 (en) | Thiadiazole compounds and their use in phototherapy | |
| RU2548675C9 (en) | Amino amides in bacteriochlorophyll a series, having photodynamic activity and method for production thereof | |
| Krylova et al. | Novel Chlorine E6 Conjugate with Dual Targeting to Cancer Cells | |
| RU2549953C2 (en) | Photosensitiser for photodynamic therapy | |
| KR101847486B1 (en) | Porphyrin derivative having hydrophilic group and hydrophobic group, and process for preparing the same | |
| RU2146144C1 (en) | Preparation for photodynamic therapy | |
| RU2282646C1 (en) | Photosensitizing agents for photodynamic therapy | |
| RU2071320C1 (en) | Sensitizing agent for photodynamic disruption of malignant neoplasma cells | |
| CN110292633B (en) | Nano capsule with photodynamic performance constructed based on covalent self-assembly mode and detection method thereof | |
| RU2548726C2 (en) | Photosensitiser for photodynamic therapy | |
| Le An | Development of porphyrinoid-based photosensitisers as potentially dual acting agents for photodynamic therapy and crosslinkable polymeric contrast agent for high-resolution x-ray imaging of the vascular system | |
| Meerovich et al. | Aluminium hydroxide tetra-3-phenylthiophthalocyanine as new photosensitizer for photodynamic therapy and fluorescent diagnostics | |
| RU2278119C1 (en) | Tetraazachlorines as photosensibilizators for photodynamic therapy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181213 |