система-носитель на протеиновой основе для преодоления резистентности опухолевых клеток

Формула изобретения

1. Применение наночастиц, включающих матрицу, по меньшей мере, из одного протеина, в которую внедрено, по меньшей мере, одно противоопухолевое действующее вещество, для изготовления лекарственного средства для лечения опухолей, резистентность которых к химиотерапевтическим средствам связана с гиперэкспрессией Р-гликопротеина, при этом в матрицу из протеина заключено, но не связано ковалентно с упомянутыми протеинами, по меньшей мере, одно противоопухолевое действующее вещество.

2. Применение по п.1, отличающееся тем, что упомянутый протеин выбирают из группы, включающей альбумин, желатин, казеин и иммуноглобулины, при этом особо предпочтительным является человеческий сывороточный альбумин.

3. Применение по любому из пп.1 или 2, отличающееся тем, что упомянутое противоопухолевое действующее вещество выбирают из группы, включающей цитостатики, включая растительные цитостатики, химически специифические цитостатики из групп алкалоидов, в частности, алкалоиды барвинка, подофиллотоксины, производные подофиллотоксинов, алкилирующие агенты, в частности, нитрозомочевину, аналоги азотистого иприта, цитотоксические антибиотики, предпочтительно антрациклины, антиметаболиты, в частности, аналоги фолиевой кислоты, аналоги пурина и аналоги пиримидина.

4. Применение по любому из пп.1 или 2, отличающееся тем, что упомянутое противоопухолевое действующее вещество выбирают из группы, включающей препараты омелы, винбластин, винкристин, виндезин, винорелбин, этопозид, тенипозид, нимустин, кармустин, ломустин, циклофосфамид, эстрамустин, мелфалан, ифосфамид, трофосфамид, хлорамбуцил, бендамустин, дакарбазин, бусульфан, прокарбазин, треосульфан, темозоломид, тиотепа, даунорубицин, доксорубицин, эпирубицин, митоксантрон, идарубицин, блеомицин, митомицин, дактиномицин, метотрексат, флударабин, кладрибин, меркаптопурин, тиогуанин, цитарабин, гемцитабин, фторурацил, капецитабин, паклитаксел, доцетаксел, карбоплатин, цисплатин и оксалиплатин.

Описание изобретения к патенту

Возникновение резистентности при лечении плотных опухолей является серьезной проблемой в онкологии. Резистентность часто является следствием усиленного выделения химиотерапевтических веществ опухолевыми клетками. Механизм возникновения этой резистентности связан со сверхсинтезом Р-гликопротеина [Krishna и др., (2000), Eur. J. Pharm. Sci. 11, 265]. Р-гликопротеин является аденозинтрифосфат-зависимым выкачивающим насосом, способным активно выдавливать лекарственные вещества из опухолевых клеток. В результате сверхсинтеза Р-гликопротеина уменьшается накопление химиотерапевтического средства в клетках, из-за чего его внутриклеточная концентрация становится недостаточной для достижения противоопухолевого эффекта. Чтобы компенсировать уменьшение накопления химиотерапевтического средства, необходима адаптация, т.е. увеличение дозы цитостатика, которое, однако, ограничено ввиду побочных токсических эффектов цитостатика, которыми сопровождается такое увеличение. Сверхсинтез Р-гликопротеина приводит к так называемой полирезистентности (множественной лекарственной устойчивости), когда клетка обладает резистентностью не только к исходному веществу, но, помимо этого, к множеству цитостатиков. Этот феномен значительно ограничивает эффективность химиотерапии опухолей.

В прошлом предпринимались различные попытки решить проблему резистентности опухолевых клеток чаще всего путем использования веществ, действующих в качестве ингибиторов Р-гликопротеина. Еще в 1981 г. было обнаружено ингибирующее действие антагонистов кальция на Р-гликопротеин [Tsuruo и др., (1981), Cancer Res. 41, 1967]. В ходе этих исследований наблюдалось увеличение накопления винкристина и доксорубицина в резистентных к винкристину опухолевых клетках Р388, когда эти опухолевые клетки дополнительно инкубировали с антагонистом кальция. Из действующих веществ, входящих в группу антагонистов кальция, перспективным веществом зарекомендовал себя верапамил. Но другие действующие вещества, такие как циклоспорин А, также являются мощными ингибиторами Р-гликопротеина, как это описано у [Slater и др., (1986), J. Clin. Invest. 77, 1405]. В этих исследованиях для преодоления резистентности клеток острого лимфолейкоза к винкристину и даунорубицину одновременно вводили циклоспорин А.

Поскольку верапамил и циклоспорин А могут обладать потенциальными побочными эффектами, продолжились поиски новых ингибиторов Р-гликопротеина. Так, в эспериментах in-vitro полирезистентность клеток P388/ADM и K562/ADM преодолевали с помощью двух ингибиторов Р-гликопротеина MS-209 и SDZ PSC 833 [Naito и др., (1997), Cancer Chemother. Pharmacol. 40, Suppl. S20].

Другая стратегия преодоления полирезистентности состоит в модификации химической структуры действующих веществ. При этом пытаются преодолеть резистентность опухолевых клеток путем конъюгации противоопухолевых действующих веществ с различными макромолекулами. В данном случае макромолекулы действуют как носители действующего вещества. Это также называют системой-носителем.

Уже в 1992 г. было доказано, что опосредованная Р-гликопротеином резистентность различных линий раковых клеток может быть преодолена с помощью наполненных доксорубицином наносфер полиизогексилцианоакрилата (PIHCA) [Cuvier и др., (1992), Biochem. Pharmacol. 44, 509]. Эти результаты были подтверждены на примере резистентных к доксорубицину клеток С6, когда ингибирующая концентрация 50 (IC50) наполненных доксорубицином наносфер полиизогексилцианоакрилата была существенно ниже концентрации неконъюгированного доксорубицина [Bennis и др., (1994), Eur. J. Cancer 30A, 89]. Этот результат также может быть подтвержден на примере клеток злокачественной гепатомы с использованием соответствующих наполненных доксорубицином наночастиц PIHCA [Barraud и др., (2005), J. Hepatol. 42, 736].

Механизм преодоления резистентности с помощью коллоидных систем-носителей изначально стал объектом обсуждений. Согласно одному из широко распространенных мнений поглощение таких систем-носителей клетками-мишенями происходит посредством эндоцитозного процесса, то есть в обход опосредованных Р-гликопротеином механизмов резистентности. Неверность этого мнения была доказана в отношении наночастиц полиизогексилцианоакрилата [Henry-Toulrne и др., (1995), Biochem. Pharmacol. 50, 1135]. В ходе флуоресцентной микроскопии линий резистентных опухолевых клеток после инкубации с наночастицами PIHCA не наблюдалось накопления частиц в клетках, но было отмечено их накопление в фагоцитах, таких как макрофаги. В связи с этим преодоление полирезистентности с помощью наночастиц PIHCA считалось синергизмом продуктов полимерной матрицы и действующего вещества. Данная гипотеза подтверждается исследованиями, которые показали, что наполненные доксорубицином наночастицы полиизогексилцианоакрилата (PIHCA) обладают усиленным цитотоксическим действием на резистентные клетки P388/Adr [Colin de Verdiere и др., (1994), Cancer Chemother. Pharmacol. 33, 504]. При инкубации клеток с наночастицами PIBCA концентрация действующего вещества в клетках-мишенях увеличивалась в пять раз. Механизмом, лежащим в основе этого феномена, считалось взаимодействие наночастиц и клеток в отличие от эндоцитозного поглощения наночастиц.

В 1993 г. было опубликовано исследование Ohkawa и др., посвященное действию конъюгатов доксорубицина и бычьего сывороточного альбумина на резистентные клетки гепатомы у крыс (AH66DR) [Cancer Res. 53, 4238-4242]. Конъюгаты доксорубицина и бычьего сывороточного альбумина продемонстрировали усиленное цитотоксическое действие по сравнению с контрольной группой, включавшей немодифицированное действующее вещество. Причиной этого действия считалось усиленное накопление конъюгатов вследствие уменьшения оттока. Как показало лечение крыс с брюшинными опухолями, конъюгаты доксорубицина и бычьего сывороточного альбумина увеличивали среднюю выживаемость с 30 дней в контрольной группе до 50 дней.

Конъюгаты доксорубицина и бычьего сывороточного альбумина, описанные у Ohkawa и др., получали путем растворения действующего вещества и бычьего сывороточного альбумина в соответствующем растворителе с последующим добавлением глутаральдегида. Глутаральдегид вступает в реакцию с функциональными группами действующего вещества и целевого протеина, в данном случае аминогруппами, и тем самым приводит к ковалентному связыванию молекул. Считается, что способность к переносу конъюгатов доксорубицина и бычьего сывороточного альбумина составляет от трех до четырех молекул действующего вещества на единицу носителя.

Таким образом, конъюгаты доксорубицина и бычьего сывороточного альбумина, описанные у Ohkawa и др., представляют собой ковалентные химические связи доксорубицина с бычьим сывороточным альбумином. При такой модификации химической структуры действующего вещества изменяются физико-химические свойства вещества. Образуются новые действующие вещества (новые химические структурные единицы), которые обладают отличающимися и новыми действиями на биологические системы.

Чтобы конъюгаты доксорубицина и бычьего сывороточного альбумина обладали противоопухолевым действием, необходимо разорвать ковалентную связь действующего вещества и протеина в целевой ткани. Только за счет этого достигается высвобождение действующего лекарственного вещества.

Несмотря на эти недостатки, применение коллоидных "систем доставки лекарств" или конъюгированных с действующим веществом систем-носителей, таких как наночастицы или наносферы, является одной из перспективных стратегий борьбы с опухолевыми клетками.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание коллоидной "системы доставки лекарств" для преодоления резистентности опухолевых клеток, не имеющей недостатков известных конъюгатов действующих веществ, ковалентно связанных с веществом-носителем.

Данная задача решена с помощью наночастиц, в которых, по меньшей мере, одно действующее вещество заключено в матрицу из протеина, но не связано ковалентной связью с упомянутым протеином.

Объектом настоящего изобретения являются наночастицы, матрица которых основана, по меньшей мере, на одном протеине и имеет, по меньшей мере, одно внедренное в нее действующее веществ, способы получения таких наночастиц и применение таких наночастиц для лечения опухолей и изготовления лекарственных средств для лечения опухолей, в частности для лечения опухолей, резистентных к химическим препаратам.

Предложенные в изобретении наночастицы включают, по меньшей мере, один протеин, служащий основой для матрицы частиц, и, по меньшей мере, одно действующее вещество, внедренное в упомянутую матрицу.

В принципе, в качестве протеина или протеинов, образующих матрицу наночастиц, применимы любые физиологически переносимые, фармакологически приемлемые протеины, растворимые в водной среде. Особо предпочтительными протеинами являются желатин и альбумин, источником которого могут быть животные различных видов (крупный рогатый скот, свиньи и т.д.), а также молочный протеин казеин. В принципе, в качестве исходного материала для получения наночастиц согласно изобретению также можно использовать другие протеины, например иммуноглобулины.

По существу, в матрицу частиц может быть внедрено любое действующее вещество, обладающее внутриклеточным действием. Тем не менее, с помощью наночастиц согласно изобретению предпочтительно вводят цитостатики и/или другие противоопухолевые действующие вещества для лечения опухолей, в особенности опухолей, резистентных к цитостатическим препаратам или другим противоопухолевым действующим веществам. Особо предпочтительные наночастицы имеют внедренные в их протеиновую матрицу антрациклины, такие как доксорубицин, даунорубицин, эпирубицин или идарубицин.

В качестве противоопухолевых средств, которые могут быть внедрены в протеиновую матрицу наночастиц, применимы, например:

- цитостатики,

- растительные цитостатики, например препараты омелы,

- химически специфические цитостатики,

- алкалоиды и подофиллотоксины,

- алкалоиды барвинка и аналоги, например винбластин, винкристин, виндезин, винорелбин,

- производные подофиллотоксинов, например этопозид, тенипозид,

- алкилирующие агенты,

- нитрозомочевина, например нимустин, кармустин, ломустин,

- аналоги азотистого иприта, например циклофосфамид, эстрамустин, мелфалан, ифосфамид, трофосфамид, хлорамбуцил, бендамустин,

- другие алкилирующие агенты, например дакарбазин, бусульфан, прокарбазин, треосульфан, темозоломид, тиотепа,

- цитотоксические антибиотики,

- родственные антрациклинам вещества, например митоксантрон,

- другие цитотоксические антибиотики, например блеомицин, митомицин, дактиномицин,

- антиметаболиты,

- аналоги фолиевой кислоты, например метотрексат,

- аналоги пурина, например флударабин, кладрибин, меркаптопурин, тиогуанин,

- аналоги пиримидина, например цитарабин, гемцитабин, фторурацил, капецитабин,

- другие цитостатики, например паклитаксел, доцетаксел,

- другие противоопухолевые средства,

- соединения платины, например карбоплатин, цисплатин, оксалиплатин,

- другие противоопухолевые средства, такие как амсакрин, иринотекан, гидроксикарбамид, пентостатин, парфюмерный натрий, альдеслейкин, третиноин и аспарагиназа.

В матрицу частиц системы-носителя на протеиновой основе могут быть внедрены любые из перечисленных выше действующих веществ. Тем не менее, с учетом различных физико-химических свойств действующих веществ (например, растворимости, изотерм адсорбции, связи белка плазмы, значений протеинкиназы А) может потребоваться оптимизировать способ получения содержащих действующее вещество наночастиц для соответствующего действующего вещества.

Таким образом, наночастицы согласно изобретению образуют систему-носитель на протеиновой основе, содержащую, по меньшей мере, одно действующее вещество, внедренное в протеиновую матрицу частиц, предпочтительно для лечения опухолей, в частности для лечения резистентных опухолей.

Наночастицы согласно изобретению предпочтительно имеют размер от 100 до 600 нм, более предпочтительно от 100 до 400 нм. В особо предпочтительном варианте осуществления наночастицы имеют размеры от 100 до 200 нм.

Наночастицы согласно изобретению способны преодолевать резистентность опухолевых клеток к химическим препаратам.

На фиг.1 показана схема, иллюстрирующая влияние наночастиц доксорубицина (Dxr-NP), раствора доксорубицина (Dxr-Soln) и липосом доксорубицина (Dxr-Lip) на жизнеспособность парентеральных клеток нейробластомы.

На фиг.2 показана схема, иллюстрирующая влияние наночастиц доксорубицина (Dxr-NP), раствора доксорубицина (Dxr-Soln) и липосом доксорубицина (Dxr-Lip) на жизнеспособность резистентных клеток нейробластомы.

Наночастицы согласно настоящему изобретению могут иметь модифицированную поверхность. Поверхность может быть, например полиэтиленгликолирована, т.е. полиэтиленгликоли могут быть связаны с поверхностью наночастиц посредством ковалентных связей. Путем модификации поверхности с помощью полиэтиленгликолей (ПЭГ) могут быть изменены свойства наночастиц, например, может быть увеличена их стабильность, время полужизни в организме, растворимость в воде, улучшены иммунологические свойства и/или биологическая доступность.

Вместе с тем на поверхности наночастиц также могут находиться "лиганды для нацеливания лекарственных веществ", обеспечивающие целенаправленное накопление наночастиц в конкретном органе или конкретных клетках. Предпочтительными лигандами для нацеливания лекарственных веществ являются лиганды, распознающие опухолеспецифические протеины, при этом упомянутые лиганды выбирают, например, из группы, включающей опухолеспецифические антитела, распознающие протеины, такие как трастузумаб, цетуксимаб и трансферрин, а также галактозу. Лиганды для нацеливания лекарственных веществ также могут быть связаны с поверхностью наночастиц посредством бифункциональных производных ПЭГ.

Модификация поверхности наночастиц согласно изобретению известна из заявки WO 2005/089797 А2, содержание которой в порядке ссылки целиком включено в раскрытие настоящего изобретения.

Предпочтительно наночастицы согласно изобретению получают путем первоначального совместного растворения действующего вещества/действующих веществ и протеин/протеинов предпочтительно в воде или водной среде. Затем протеин медленно и под контролем осаждают из раствора путем простой десольватации посредством регулируемого добавления осадителя протеина, предпочтительно органического растворителя, более предпочтительно этанола. При этом вокруг молекул действующего вещества в растворе образуется коллоидная система-носитель (наночастицы). За счет этого действующее вещество внедряют в матрицу системы-носителя без модификации.

При получении наполненных действующим веществом наночастиц действующее вещество предпочтительно используют в молярном избытке относительно протеина. В частности, молярное отношение действующего вещества к протеину составляет от 5:1 до 50:1. Также возможно наполнять наночастицы при молярных отношениях свыше 50:1.

Затем осуществляют сшивание протеиновой матрицы путем добавления сшивающего агента, предпочтительно глутаральдегида, за счет чего стабилизуют матрица наночастиц.

Путем варьирования количества сшивающего агента можно достигнуть различных степеней стабилизации матрицы частиц. Предпочтительно получают наночастицы, которые стабилизированы на 50-200%. Эти показатели относятся к молярным отношениям аминогрупп, присутствующих в используемом протеине, к функциональным альдегидным группам глутаральдегида. Молярное отношение 1:1 соответствует 100% стабилизации.

Помимо бифункционального глутарового альдегида для стабилизации протеиновой матрицы применимы другие бифункциональные вещества, способные образовывать ковалентные связи с протеином. Эти вещества могут вступать в реакцию, например, с аминогруппами или сульфгидрильными группами протеинов. Примерами применимых сшивающих агентов являются формальдегид, бифункциональные сукцинимиды, изотиоцианаты, сульфонилхлориды, малеинимиды и пиридилсульфиды.

Вместе с тем стабилизация протеиновой матрицы также может быть осуществлена за счет действия тепла. Предпочтительно протеиновую матрицу стабилизируют путем инкубации при температуре 70°С в течение 2 часов или инкубации при температуре 80°С в течение 1 часа.

Поскольку сшивание происходит только после осаждения наночастиц, система-носитель согласно изобретению не является химически ковалентной связью действующего вещества с протеином. Вместо этого действующее вещество внедрено в матрицу системы-носителя. Следовательно, накопление действующего вещества преимущественно не зависит от типа действующего вещества и может применяться повсеместно.

В отличие от ковалентно связанных конъюгатов действующих веществ, в которых, чтобы обеспечить высвобождение действующего вещества, связь действующего вещества и протеина в ткани-мишени должна быть разорвана, высвобождение действующего вещества в предложенной в изобретении коллоидной системе-носителе происходит посредством разложения протеиновой структуры лизосомальными ферментами, которые присутствуют во всех тканях. Для этого не требуется прямой разрыв связи действующего вещества и протеина.

Предложенная система частиц для преодоления резистентности опухолевых клеток имеет следующие преимущества.

1. Преодоление резистентности опухолевых клеток.

2. Повышенная цитотоксичность в отношении опухолевых клеток по сравнению с липосомными препаратами и раствором действующего вещества.

3. Наночастицы на протеиновой основе состоят из физиологического вещества.

4. Не требуется дополнительная лекарственная терапия с помощью ингибиторов Р-гликопротеина.

5. Действующее вещество, находящееся внутри матрицы частиц, защищено от внешних влияний.

6. Легко осуществима модификация поверхности частиц.

Путем химического преобразования функциональных групп, присутствующих на поверхности частиц (аминогрупп, карбоксильных групп, гидроксильных групп), с помощью соответствующих реактивов можно связать, например, полиэтиленгликолевые цепочки (ПЭГ) различной длины с наночастицами. Данный способ, называемый полиэтиленгликолированием или ПЭГилированием протеинов, позволяет модифицировать поверхность наночастиц преимущественно посредством образования стабильных ковалентных связей между одной аминогруппой или сульфгидрильной группой протеина и одной химически активной группой (карбонатом, сложным эфиром, альдегидом или трезилатом) ПЭГ. Получаемые структуры могут быть линейными и разветвленными. На реакцию ПЭГилирования влияют такие факторы, как масса ПЭГ, тип протеина, концентрация протеина в реакционной смеси, длительность реакции, температура и рН. Следовательно, для каждой системы-носителя должны быть найдены соответствующие ПЭГ.

Помимо ПЭГилирования поверхности частиц в самом узком смысле, т.е. преобразования частиц протеина с помощью монофункциональных производных ПЭГ, с поверхностью частиц также можно связывать бифункциональные производные ПЭГ, чтобы связать так называемые "лиганды для нацеливания лекарственных веществ" с частицами. Другими способами модификации поверхности являются, например, преобразование функциональных групп на поверхности частиц с помощью ангидрида уксусной кислоты или йодуксусной кислоты с целью присоединения ацетильных групп или групп уксусной кислоты.

Поверхность наночастиц согласно настоящему изобретению также может быть модифицирована путем химической реакции протеинов с соответствующим лигандом для нацеливания лекарственных веществ, за счет чего можно накапливать наночастицы в некоторых органах или клетках без необходимости предварительной адаптации к ним системы-носителя.

В качестве рецепторов "лигандов для нацеливания лекарственных веществ" могут использоваться любые опухолеспецифические протеины. В частности, в качестве "лигандов для нацеливания лекарственных веществ" используют антитела, распознающие опухолеспецифические протеины, например антитела трастузумаб и цетуксимаб. Трастузумаб (Herceptin®) распознает рецепторы HER2, сверхсинтез которых происходит во многих опухолевых клетках, и является средством, одобренным для лечения рака молочной железы. Цетуксимаб (Erbitux^® ) распознает рецептор фактора роста эпидермиса во множестве опухолевых клеток и является средством, одобренным для лечения рака ободочной и прямой кишки. Помимо антител "нацеливание лекарственных веществ" также может быть достигнуто с помощью лигандов, связанных с частицами, таких как трансферрин, распознающий трансферриновый рецептор, сверхсинтез которого происходит в опухолевых клетках, или с помощью лигандов низкомолекулярных рецепторов, таких как галактоза, которая связана асиалогликопротеиновым рецептором клеток печени.

Пример осуществления изобретения

Для получения наночастиц согласно изобретению 20,0 мг человеческого сывороточного альбумина и 1,0 мг гидрохлорида доксорубицина растворили в 1,0 мл воды высшей степени очистки в молярном отношении 5 к 1 (действующее вещество к протеину) и инкубировали в течение 2 часов с одновременным перемешиванием. После добавления 3,0 мл 96% этанола через насосную систему (1,0 мл/мин) произошло осаждение сывороточного альбумина в виде наночастиц. Их подвергли различной степени сшивания в течение 24 часов путем добавления различных количеств 8% глутаральдегида (табл.1). Стабилизированные наночастицы разделили на аликвотные дозы по 2,0 мл и подвергли очистке путем трех циклов центрифугирования и повторного диспергирования в ультразвуковой ванне. После каждой стадии промывания собирали надосадочную жидкость и методом жидкостной хроматографии высокого давления RP18 определяли долю содержащегося в ней несвязанного доксорубицина. Для определения концентрации наночастиц 50,0 µл препарата поместили во взвешенную металлическую лодочку и сушили при температуре 80°С в течение 2 часов. После охлаждения препарат снова взвесили и вычислили концентрацию наночастиц.

Эффективность наполнения доксорубицином определили путем количественного анализа доли, не связанной в результате жидкостной хроматографии высокого давления RP18. Абсолютный показатель наполнения в зависимости от степени сшивания составлял 35,0-48,0 µг действующего вещества на мг системы-носителя. Следовательно, способность к переносу системы-носителя составляет около 10 ⁶ молекул действующего вещества на единицу носителя (=наночастицу).

Таблица 1 Стабилизация содержащих доксорубицин наночастиц на основе человеческого сывороточного альбумина
Стабилизация	Количество глутаральдегида (8% раствор)
200%	23,50 µл
100%	11,75µл
75%	5,88 µл
50%	2,94 µл

Для испытания цитотоксичности полученных наночастиц доксорубицина (Dxr-NP) по сравнению с раствором доксорубицина (Dxr-Soln) и липосомным препаратом доксорубицина (Caelyx^®) использовали следующие клеточные линии:

- клеточную линию клинического центра университета Франкфурта (UKF-NB3 Par.) парентеральных клеток человеческой нейробластомы;

- клеточную линию клинического центра университета Франкфурта (UKF-NB3 Dxr-R.) резистентных к доксорубицину клеток человеческой нейробластомы.

Для определения цитотоксичности был использован тест на МТТ. В ходе этого испытания определяли жизнеспособность клеток при различных концентрациях вещества и затем сравнивали с контрольными клетками. На основании полученных результатов можно рассчитать показатель IC50 (ингибирующую концентрацию 50), т.е. концентрацию вещества, при которой погибают 50% клеток. Данный тест основан на редукции 3-(4,5-диметил-2-тиазолил)-2,5-дифенил-2Н-тетразолий бромида в митохондрии жизнедеятельных клеток. За счет этой редукции происходит восстановление желтой тетразолиевой соли до формазана, который осаждается в виде синих кристаллов. После растворения кристаллов раствором додецилсульфат натрия/ диметилформамида можно фотометрическим путем измерить интенсивность цвета. Высокая степень абсорбции в данном случае означает высокую жизнеспособность клеток.

Для испытания цитотоксичности в отношении парентеральных и резистентных клеток нейробластомы клетки равномерно распределили по лункам 96-луночного микротитрационного планшета.

В лунках одного ряда находилась чистая среда, которая соответствовала пустому значению; в лунках второго ряда культивировали клетки для контроля роста (100% значение). В остальные лунки с помощью пипетки ввели содержащие доксорубицин препараты (Dxr-NP, Dxr-Soln и Dxr-Lip) в концентрациях, возрастающих справа налево (0,75; 1,5; 3,0; 6,0; 12,5; 25,0; 50,0; 100,0 нг/мл). Затем микротитрационный планшет в течение 5 дней выдерживали в инкубаторе при температуре 37°С с 5% СО₂. В каждую лунку с помощью пипетки ввели 25 µл раствора 3-(4,5-диметил-2-тиазолил)-2,5-дифенил-2Н-тетразолий бромида и в течение 4 часов выдерживали в инкубаторе также при температуре 37°С. Восстановление тетразолий бромида до синих кристаллов формазана остановили путем добавления 100 µл раствора додецилсульфат натрия, диметилформамида. После дополнительной инкубации при температуре 37°С в течение ночи окрашенные кристаллы полностью растворились и фотометрическим путем определили интенсивность цвета в каждой лунке на волне длиной 620/690 µм. Путем вычитания пустого значения из измеренных значений можно выразить в процентах жизнеспособность клеток относительно контрольной группы.

Цитотоксичность различных содержащих доксорубицин препаратов испытали на клеточной линии (UKF-NB3 Par.) парентеральных клеток нейробластомы, не обладавших механизмом резистентности, и на клеточной линии (UKF-NB3 Dxr-R.) резистентных к доксорубицину клеток нейробластомы. Как показали испытания парентеральной клеточной линии (фиг.1), как раствор Dxr, так и Dxr-NP при 100% стабилизации обладают сильным цитотоксическим действием на парентеральные клетке нейробластомы. Уже при низкой концентрации доксорубицин порядка 3 нг/мл жизнеспособность клеток падает ниже 50%. Липосомный препарат Dxr (Caelyx^®) продемонстрировал заметно меньшее цитотоксическое действие на клетки. Для этого препарата требовались более высокие концентрации лекарственного вещества (25,0 нг/мл). Этот результат подтверждается расчетом показателя IC50 для отдельных препаратов (Таблица 2). Dxr-NP и Dxr-Soln вызывали гибель 50% клеток уже при концентрациях 2,4 нг/мл и 1,6 нг/мл соответственно, тогда как у липосомного препарата Dxr показатель IC50 достигался при концентрации 25,8 нг/мл, и его требовалось применять в значительно больших дозах.

Для изучения возможности преодоления резистентности содержащие доксорубицин препараты также испытали на резистентных к доксорубицину клетках нейробластомы. В результате этих испытаний было выявлена существенная разница между различными препаратами (фиг.2). Наибольшая цитотоксичность наблюдалась у препарата наночастиц Dxr с показателем IC50 при концентрации 14,4 нг/мл. Раствор Dxr обладал значительно меньшим влиянием на жизнеспособность клеток. Показатель IC50 у этого раствора вырос до 53,46 нг/мл по сравнению с испытанием на парентеральных клетках линии UKF-NB3. Липосомный препарат Dxr не оказывал влияния на рост резистентных к доксорубицину клеток линии UKF-NB3. Даже при концентрации доксорубицина в 100 нг/мл не было отмечено цитотоксическое действие.

Результаты испытания на цитотоксичность ясно показывают, что доксорубицин в составе различных препаратов эффективно подавляет рост опухолевых клеток. Наночастицы доксорубицин и раствор доксорубицин продемонстрировали сравнимое действие на нерезистентные клетки. Тем не менее, в случае возникновения резистентности в ходе терапии цитостатиками препарат наночастиц доксорубицина более эффективен, чем раствор действующего вещества. В то же время липосомные препараты доксорубицина не способны преодолевать механизмы резистентности опухолевых клеток.