Диссертация (Создание липосомальной лекарственной формы фотосенсибилизатора на основе борированного хлорина E6), страница 8

К настоящему времениполучен ряд борсодержащих конъюгатов на основе природных хлоринов [30,108].Борхлорин – оригинальный ФС, синтезированный в Институтеэлементоорганическихсоединенийим.А.Н.НесмеяноваРАНи43предназначенныйдляприменениявкачествеагентадляФДТзлокачественных новообразований.Борхлорин представляет собой натриевую соль 13(1)-N-{2-[N-(1-карбаклозо-додекаборан-1-ил)метил]аминоэтил}амид-15(2),17(3)-диметиловогоэфира хлорина е6 c максимумами поглощения в области от 300 до 800 нм при(400±2), (499±2), (662±2) нм (Рисунок 9).NHNH3COOCNHNH3COOCNHOHNNaРисунок 9. Структурная формула борхлорина [74]Наличиевмолекулеборхлоринаборсодержащейструктуры(карборана) способствует глубокому проникновению ФС в мембраныорганелл с целью наибольшего повреждения опухолевой клетки [74].Исследование внутриклеточного распределения борхлорина показало,что после попадания в клетку ФС аккумулируется в цитоплазме,преимущественно в перинуклеарной области.

Значительные количестваборхлорина обнаруживались в комплексе Гольджи. Также отмечалосьнакопление борхлорина в эндоплазматическом ретикулуме и лизосомах[157].Результатыизучениятемновойтоксичностиборхлоринанакультивируемых клетках человека (линии НСТ116 – эпителий толстой44кишки, MCF-7 – эпителий молочной железы; лимфоциты, выделенные изпериферической крови здоровых доноров) показали отсутствие темновойтоксичности данного ФС [157].Исследование острой токсичности борхлорина на белых беспородныхмышах показало, что препарат обладает весьма низкой токсичностью:LD16=540 мг/кг, LD50=705 мг/кг, LD84=950 мг/кг, LD100=1140 мг/кг [74].Максимальное накопление борхлорина в опухоли отмечается в течение1,5-3,5 ч после внутрибрюшинного введения ФС. В этот период индексконтрастности опухоль/здоровая ткань достигает своего максимальногозначения – 1,0.

При проведении ФДТ опухоли саркомы М-1 у крыс через 1,5ч после введения ФС с дозами борхлорина 2,5 мг/кг при условиях лазерногооблучения 300 Дж/см2 и 0,42 Вт/см2 и 5,0 мг/кг при 150 Дж/см2 и 0,25 Вт/смбыла получена полная регрессия опухоли. Проведение ФДТ с борхлорином вдозах 5,0 и 10,0 мг/кг при плотности мощности 0,25 и 0,44 Вт/см2, плотностиэнергии 150 и 300 Дж/см2 у мышей с меланомой В-16 приводило ксущественному торможению роста опухоли вплоть до полной ее регрессии.Кроме того, ФДТ меланомы В-16 с борхлорином предотвращает у мышейпоявление метастазов в легких в течение 21 суток. Также в результатепроведенных исследований показана высокая противоопухолевая активностьборхлоринаприФДТкарциномыЭрлихаикарциномыЛьюиссиспользованием даже небольшой дозы ФС 0,70 и 1,25 мг/кг [34].Однако борхлорин имеет существенный недостаток – низкуюрастворимость в воде, что обуславливает сложность его внутривенноговведения при проведении ФДТ.

Для преодоления данного ограниченияпредложено инкапсулирование борхлорина в липосомальную СДЛВ.1.2. Липосомы1.2.1. Свойства липосомНа сегодняшний день фармакология и медицина – это наиболееактивно развивающиеся направления практического использования липосом.45Значительныйинтереснафармацевтическомрынкепредставляютисследования по разработке и созданию ЛЛФ различных препаратов,которые находят применение главным образом в диагностике, химиотерапиииФДТопухолевыхзаболеваний,виммунологии,офтальмологии,дерматологии, неврологии и других областях медицины [54, 56, 62, 65].Широкие возможности применения липосом обусловлены уникальнымкомплексом их физико-химических и биологических свойств.

С точки зрениябиологической совместимости с системами организма, главным образомклеточными мембранами, липосомы на протяжении уже довольно долгогопериода считаются наиболее реальными нанотранспортерами ЛВ. Липосомыполучают из природных липидов, поэтому они не токсичны, не вызываютиммунных реакций и кумулятивной токсичности, биодеградируемы [6].Для практического применения липосом исключительно важна ихспособность включать в себя и удерживать самые разные веществапрактически без ограничений в отношении их химической природы, свойстви размера молекул. Данное свойство липосом дает поистине уникальныевозможности для решения некоторых медицинских проблем.

Так, многиелекарственные препараты (ЛП) имеют низкий терапевтический индекс. Вдругих случаях ЛП при введении в организм могут быстро терять активностьподдействиеминактивирующихагентов.Инкапсулированиетакихпрепаратов в липосомы может значительно повысить их терапевтическуюэффективность. С одной стороны, препарат защищен липосомальноймембраной от действия неблагоприятных факторов, от деградации ипреждевременного клиренса, при этом пролонгируется действие введенногов организм ЛВ. С другой стороны, та же мембрана не позволяет токсичномупрепарату превысить допустимую концентрацию в биологических жидкостяхорганизма.

Таким образом, липосомы защищают окружающие тканиорганизма от цитотоксического действия ЛВ, в том числе предупреждаютместнотканевые реакции при введении [7]. Кроме того, липосомы позволяют46инкапсулировать как гидрофильные, так и гидрофобные ЛВ, увеличивая темсамым их биодоступность. Включение в липосомы гидрофобных ЛВпозволяетвводитьихворганизмвнутривеннобезиспользованиясолюбилизаторов (этанол, кремафор и др.), которые часто вызываютпобочные эффекты [150].Липосомы наряду с низким поступлением ЛВ в чувствительныездоровые ткани повышают его накопление в опухоли посредством какпассивного, так и активного нацеливания, и обеспечивают проникновениепрепаратавопухолевуюклетку.Этоприводиткболеевысокойконцентрации ЛВ в патологическом очаге и снижению общей токсичности.Способность наноструктурированных СДЛВ, в том числе липосом,накапливатьсявопухолевойтканиблагодаряэффектупассивноготранспорта, связана с особенностями строения стенок сосудов в опухоли.

Кхарактерным свойствам неопластических клеток относится их способностьвоздействовать на окружающие клетки нормальных тканей и вызывать в нихряд реакций, способствующих прогрессивному росту опухолей. Одной изтаких важнейших реакций является процесс формирования сосудистой сетиопухоли за счет развития существующих сосудов, образования новыхсосудов (ангиогенез) и привлечения эндотелиальных клеток костного мозга(постнатальный ангиогенез). Образующаяся в результате ангиогенезасосудистая система опухоли оказывается неполноценной как в структурном,так и в функциональном отношении.

Сосуды имеют аномальное строение,неправильную форму, сильно извиты, обладают неравномерным диаметром иповышенной проницаемостью, часто сообщаются между собой случайнымишунтами. Базальная мембрана сосудов обычно утолщена или отсутствует, амеждуморфологическиповрежденнымиэндотелиальнымиклетками,выстилающими их, имеются разрывы. Эти дефекты имеют размеры от сотеннанометров до нескольких микрон. Например, для карциномы молочнойжелезы мышей МСа-IV характерно наличие дефектов размером 1200-200047нм, для опухоли молочной железы Shionogi – 200-380 нм, для карциномытолстой кишки LS 174Т – 400-600 нм [31].

Для сравнения функциональнаяпроницаемость у капилляров в нормальных тканях обнаружена при размерепор около 7 нм. В связи с этим кровоток в опухоли становитсядезорганизованныминеравномерным.Крометого,безудержнопролиферирующие опухолевые клетки дополнительно оказывают давлениена кровеносные и лимфатические сосуды. В результате в опухоли образуютсяочаги некроза и участки с патологической микросредой, характеризующиесяинтерстициальной гипертензией (вызывающей развитие внесосудистогогидростатического давления), гипоксией и ацидозом (рН ниже 7,0).Неполноценный кровоток и интерстициальное давление препятствуютдоставке к опухолевым тканям низкомолекулярных химиотерапевтическихагентов, в отличие от молекул размером от 90 до 220 нм, которые способнынакапливаться и длительно удерживаться в опухолях [32, 42, 126].Феномен, благодаря которому в опухоли избирательно накапливаютсямакромолекулярные препараты и СДЛВ, называется эффект повышеннойпроницаемости и удерживания (Enhanced Permeability and Retention effect[EPR-эффект]) (Рисунок 10) [161].48Рисунок 10.

Эффект повышенной проницаемости и удерживания [161]Активный транспорт ЛВ в органы, ткани и отдельные клеткиосуществляетсязасчетприсоединениякповерхностилипосомспецифических лигандов [8, 33].Проникновениесодержимоголипосомывклеткупредставляетсложный процесс, который в разных условиях происходит по различныммеханизмам. Большинство липидных нанокапсул интернализуются в клеткудвумя путями – слиянием с цитоплазматической мембраной и эндоцитозом.Хотя липосомы в большинстве случаев входят в клетку с помощью разныхпутей эндоцитоза, слияние с цитоплазматической мембраной возможно идажежелательнодляпрямойдоставкисодержимого,вчастностиолигонуклеотидов и белков, в цитозоль для предотвращения лизосомальногоразрушения. Механизм слияния липосомы с клеткой зависит от размера исостава липосомы, а также от типа клеток-мишеней [9].1.2.2.

Состав и структура липосомВ середине 60-х гг. прошлого века английский ученый А. Бэнгхем,выясняя роль фосфолипидов (ФЛ) в свертывании крови, изучал структуру49коллоидных дисперсий, образующихся при набухании ФЛ в избытке воды.Наэлектронныхмикрофотографияхонувиделслоистыечастицы,удивительно похожие на мембранные структуры клетки. Следующееисследование показало, что неорганические ионы, присутствующие врастворе в момент набухания ФЛ, включаются внутрь этих частиц иудерживаются там длительное время, обмениваясь с ионами наружногораствора с очень малой скоростью.