Разработка наноструктурированных фотосенсибилизаторов на основе золотых и ферромагнитных наночастиц

1.

РАЗРАБОТКА НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ФОТОСЕНСИБИЛИЗАТОРОВ НА ОСНОВЕ ЗОЛОТЫХ И
ФЕРРОМАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ
А.М.Попков1, Н.В.Суворов1, А.С.Гаранина 2, А.М.Каплан3, А.Г.Мажуга2, А.Ф.Миронов1, М.А.Грин1.
Московский Технологический Университет (МИТХТ), Москва, Россия.
2
Национальный Исследовательский Технологический Университет МИСиС, Москва, Россия.
3
Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф.Цыба – филиал ФГБУ «ФМИЦ им. П.А. Герцена» Минздрава России, Обнинск,
Россия.
E-mail: [email protected]
1
Фотодинамическая терапия
Одной из основных проблем в фотодинамической терапии
(ФДТ) является неселективное накопление препарата в
опухолевых тканях. Её решением является совместное
использование ФДТ с таргетной системой доставки. В таком
методе мы используем конъюгаты фотосенсибилизатора (ФС) с
различными по своей природе наноматериалами, которые
повышают накопление ФС в опухоли.
В качестве фотосенсибилизатора было выбрано лидероное
соединение
нашей
лаборатории
–
O-пропилоксим-Nпропоксибактериопурпуринимид (DPBP). Данное соединение
имеет максимум поглощения в области 800 нм, обеспечивая
возможность для терапии глубокозалегающих опухолей при
низких дозах препарата. При этом, будучи природной структурой,
обладает низкой темновой токсичностью и полностью
биодеградирует в живом организме.
Спектр поглощения DPBP
Структурная формула DPBP
Конъюгат магнетита с DPBP
Наночастицы магнетита сферической формы были получены
методом термического разложения олеата железа (III) с
добавлением олеиновой кислоты для предотвращения
агрегации и для увеличения их биосовместимости. Для
иммобилизации ФС на НЧ был осуществлён метод
«предварительной
загрузки»,
который
заключается
в
нековалентном связывание гидрофобного ФС с гидрофобной
поверхностью наночастицы магнетита и с последующей
«обшивкой» Pluronic F127.
Pluronic F127
DPBP
Олеиновая
кислота
Fe(C17H33COO) 3
C17H33COOH, H2O
СН2=СН-C16H33, Ar
Fe3O4
1)DPBP
2)Pluronic F127
Fe3O4
Для
характеристики
полученного
нанокомплекса
использовались методы динамического светорассеивания (ДСР)
– 115 нм., и просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ)
-12 нм.
Для оценки биодоступности водорастворимой формы DPBP
были проведены биологические испытания in vitro на
быстропролиферирующих клетках рака предстательной железы
LNCap и PC-3. Сравнение проводилось между мицеллярной
(МФС) (1) и наноструктурированной (НФС) (2) формой ФС. В
результате НФС, в случае клеточной линии LNCaP, является
биоэквивалентной МФС, а в клеточной линии PC-3 кинетика
накопления НФС почти в два раза больше по сравнению с
мицеллярной формой. Данное обстоятельство можно объяснить
различием в морфологии клеток LNCap и PC-3 и различными
размерами лекарственных форм.
Размеры наноконъюгатов по методу ДСР
Кинетика накопления в клетках предстательной железы LNCaP
Динамика накопления препарата при в/в введении
Кинетика накопления в клетках предстательной железы PC-3
Индекс контратности препарата при в/в введении
Микрофотография (ПЭМ) наночастиц
Также проводились испытания in vivo на крысах с привитой
опухолью М-1 для изучения и подтверждения эффективности
доставки ФС. На графиках представлена динамика накопления
лекарственного препарата при внутривенном введение в
здоровых и опухолевых тканях.
Конъюгат золота с DPBP
Наночастицы золота (НЧЗ) были получены методом
термического восстановления ацетата золота (III) в присутствии
олеиновой кислотой с дальнейшим переводом в водную среду
при помощи «обшивки» PluronicF127. Иммобилизация в данном
случае проводилась за счёт агрегации ФС на поверхности
полимера.
Полученные НЧЗ были охарактеризованы при помощи ДСР 115 нм, ПЭМ – 15 нм, а также был снят спектр поглощения. Для
оценки биодоступности водорастворимой формы DPBP был
проведен эксперимент in vivo.
Au(CH3COO)3
C17H33COOH, C17H33CONH2
C6H5OC6H5, Ar
Au
1)Pluronic F127
2)DPBP
Au
Динамика накопления препарата при в/в введении
Индекс контратности препарата при в/в введении
Работа выполнена при финансовой поддержке "Грант Президента Российской Федерации для государственной поддержки ведущих научных школ Российской Федерации" №7946.2016.11. и РФФИ,
исследовательского проекта номера 15-29-01150