Средство для фотодинамической терапии, способ получения предлагаемого средства и способ проведения фотодинамической терапии с использованием предлагаемого средства

Средство для фотодинамической терапии, способ получения предлагаемого средства и способ проведения фотодинамической терапии с использованием предлагаемого средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к медицине и фармацевтике, а более конкретно к лекарственным средствам для фотодинамической терапии (ФДТ) новообразований, способам их получения и способам проведения ФДТ с их использованием.

Метод ФДТ основан на использовании препаратов - фотосенсибилизаторов (ФС). ФС вводят в организм, как правило, системно (внутривенно) в форме водного раствора или водной дисперсии, а через некоторое время облучают патологический участок светом с определенной длиной волны. Под действием света накопившиеся в тканях этого участка молекулы фотосенсибилизатора катализируют образование цитотоксических агентов, в частности синглетного кислорода, которые разрушают структурные элементы опухоли.

Известны лекарственные средства для ФДТ, включающие производное хлорина Е6 (например, «Фотодитазин» в виде водного раствора ди(N-диметилглюкаминовой) соли хлорина Е6 или «Радахлорин» в виде водного раствора натриевой соли хлорина Е6 и N-метил-В-глюкамина). Эти лекарственные средства вводят внутривенно пациенту с опухолью, а через 1-3 часа после введения препарата опухоль облучают лазерным облучением с длиной волны (663±3) нм, в результате чего происходит частичное или полное разрушение опухоли [Е.Г.Вакуловская, А.В.Решетников, И.Д.Залевский, Ю.В.Кемов. Фотодинамическая терапия и флуоресцентная диагностика с фотосенсибилизатором Радахлорин у больных раком кожи. Российский биотерапевтический журнал, т.3, №1, с.77-82 (2004)].

Недостатками известных вышеописанных средств для ФДТ являются недостаточно высокая селективность накопления ФС в опухоли, недостаточно высокая эффективность ФДТ, низкая стабильность ФС при длительном хранении.

Известны также лекарственные средства [Патент РФ №2303964 от 10.08.2007] в виде липосомальных дисперсий, включающих гидрофильные производные хлорина Е6 (фотолон, радахлорин, фотодитазин) и липиды (фосфатидилхолин и холестерин), взятые в молярном соотношении (3,67±0,03):(1±0,05).

Известен также способ получения [Патент РФ №2303964 от 10.08.2007] средства для ФДТ на основе липосомальной дисперсии гидрофильных производных хлорина Е6, включающий растворение фосфатидилхолина и холестерина, взятых в указанной пропорции, в хлороформе, смешивание этих растворов, упаривание образовавшегося хлороформного раствора на роторном испарителе под вакуумом до полного удаления хлороформа, диспергирование образованной при упаривании пленки водным раствором производного хлорина Е6 с использованием встряхивания и/или ультразвука, измельчение липосом путем замораживания в жидком азоте с последующим оттаиванием при 40-60°С, экструзию, фильтрацию, очистку липосомальной дисперсии от невключенного производного хлорина Е6 на хроматографической колонке и концентрирование липосомального ФС, например, ультрафильтрацией.

Недостатками известного лекарственного средства на основе указанной липосомальной дисперсии гидрофильных производных хлорина Е6 и известного способа его получения являются низкий процент включения производного хлорина Е6 в липосомы, нестабильность липосом вследствие диффузионного выхода части молекул производного хлорина Е6 из внутрилипосомального объема в супернатант, который начинается практически сразу же после отделения на колонке липосомальной дисперсии от исходного супернатанта, низкий процент технологического выхода готового средства для ФДТ, что сильно удорожает производство. Кроме того, известное лекарственное средство не содержит криопротектора, а способ его изготовления не включает лиофилизации, что исключает возможность повышения стабильности ФС при длительном хранении в лиофилизированной форме при отрицательных температурах.

Известен способ фотодинамической терапии [Патент РФ №2303964 от 10.08.2007] с использованием известного средства на основе липосомальной дисперсии производных хлорина Е6, заключающийся в его внутривенном введении и последующем облучении патологического участка через 15 минут после окончания введения.

Недостатками известного способа фотодинамической терапии с использованием известной липосомальной дисперсии производных хлорина Е6 являются невысокая селективность накопления в опухоли по отношению к прилегающим здоровым тканям и невысокая эффективность фотодинамической терапии. Это обусловлено тем, что при использовании известного лекарственного средства, полученного по известному способу [Патент РФ №2303964 от 10.08.2007], ФС через 15 минут после введения находится в крови пациента в виде двух компонент: частично в виде водного раствора производного хлорина Е6, диффузионно вышедшего из липосом, частично в виде липосом, содержащих водный раствор производного хлорина Е6 во внутрилипосомальном объеме. Обе компоненты через 15 минут после введения практически не обеспечивают селективности накопления производного хлорина Е6 в опухоли по сравнению с нормальной тканью, поэтому в целом известный способ ФДТ [Патент РФ №2303964 от 10.08.2007] характеризуется низкой селективностью накопления и, соответственно, низкой избирательностью действия. Фотодинамическая эффективность обеих компонент через 15 минут после введения также оказывается низкой, потому что, во-первых, за 15 минут после введения, находясь в кровеносном русле, ФС еще не взаимодействует надлежащим образом ни со стенками сосудов, ни с опухолевой тканью и не сенсибилизирует их до надлежащего уровня; во-вторых, концентрация водного раствора производного хлорина Е6, диффузионно вышедшего из липосом в кровь, будет еще низкой, а цитотоксические агенты, в частности синглетный кислород, генерированный при облучении светом производного хлорина Е6, находящегося во внутрилипосомальном объеме, будет разрушать липидный бислой липосом, а не структурные элементы опухоли.

В изобретении решается задача создания липосомального средства для фотодинамической терапии, включающего фотосенсибилизирующую субстанцию на основе гидрофильного производного хлорина Е6, и способа фотодинамической терапии с использованием этого средства, обеспечивающих высокую эффективность фотодинамической терапии и селективность накопления, а также способа получения этого средства для фотодинамической терапии, обеспечивающего повышение включения производного хлорина Е6 в липосомы, повышение его стабильности при длительном хранении и повышение его технологического выхода.

Указанная задача решается тем, что средство для фотодинамической терапии характеризуется тем, что оно включает фосфатидилхолин (ФХ), холестерин (X), фотосенсибилизирующую субстанцию (ФС) на основе гидрофильного производного хлорина Е6, лимонную кислоту (ЛК) и сахарозу (С) при следующем молярном соотношении компонентов:

М_ФХ:М_Х:М_ФС:М_ЛК:М_С=(2,9±0,1):(1±0,01):(2,23±0,07):(2,27±0,03):(61,3±0,3).

Указанная задача решается тем, что способ получения средства для фотодинамической терапии гидрофильного производного хлорина Е6 характеризуется тем, что он включает растворение фосфатидилхолина и холестерина, взятых в предложенном соотношении, в хлороформе, смешивание этих растворов, упаривание образовавшегося хлороформного раствора на роторном испарителе под вакуумом до полного удаления хлороформа, диспергирование образованной при упаривании пленки водным раствором производного хлорина Е6 с использованием встряхивания и/или ультразвука, экструзию и фильтрацию, добавление в липосомальную дисперсию водного раствора с рН 5,0, содержащего сахарозу и лимонную кислоту, взятых в предложенном соотношении, лиофилизацию, а непосредственно перед введением пациенту - редиспергирование с использованием дистиллированной воды или физиологического раствора.

Указанная задача решается тем, что способ проведения фотодинамической терапии характеризуется тем, что он включает системное введение предложенного средства для фотодинамической терапии на основе гидрофильного производного хлорина Е6 и облучение патологического участка оптическим излучением, поглощаемым хлорином Е6, через 4-5 часов после введения.

Сущность изобретения поясняется Фиг.1-4.

На Фиг.1 приведена зависимость интенсивности (в относительных единицах) флуоресценции производного хлорина Е6 в опухоли и нормальной ткани мышей от времени после введения в дозе 5 мг/кг массы мышей известного средства для фотодинамической терапии на основе водного раствора: 1 - опухоль, 2 - нормальная ткань.

На Фиг.2 приведена зависимость интенсивности (в относительных единицах) флуоресценции производного хлорина Е6 в опухоли и нормальной ткани мышей от времени после введения в дозе 5 мг/кг массы мышей предлагаемого средства для фотодинамической терапии на основе липосомальной дисперсии: 1 - опухоль, 2 - нормальная ткань.

На Фиг.3 приведена зависимость селективности накопления производного хлорина Е6 в опухоли по сравнению с нормальной тканью мышей от времени после введения в дозе 5 мг/кг массы мышей предлагаемого средства для фотодинамической терапии на основе липосомальной дисперсии (1) и известного средства для фотодинамической терапии на основе водного раствора (2).

На Фиг.4 приведена динамика изменения среднего объема опухоли в группе, подвергавшейся ФДТ с использованием предлагаемого средства для ФДТ на основе липосомальной композиции производного хлорина Е6 при облучении через 4,5 часа после его введения (1); в группе, подвергавшейся ФДТ с использованием известного лекарственного средства на основе водного раствора производного хлорина Е6 при облучении через 2,5 часа после его введения (2); в контрольной группе, не подвергавшейся ФДТ (3).

Липосомальная дисперсия была получена методом Бенгема (Bangham) (Liposomes: a practical approach. In D.Rickwood and B.D.Hames (eds.). Practical Approach Series, oil Press at Oxford University Press, 1990; G.Gregoriadis (ed.), Liposome technology. Vol.1, CRC Press, Boca Raton, Fl, 1984) путем редиспергирования водным раствором производного хлорина Е6 тонкой липидной пленки, образованной упариванием в вакууме на роторном испарителе хлороформного раствора липидов. Средний размер липосом после дополнительной экструзии с использованием экструдера Mini-Extruder, снабженного поликарбонатными мембранами с диаметром пор 100 нм, измеренный на приборе Submicron Particle Sizer NICOMP-380, составил 160-200 нм. После экструзии в липосомальную дисперсию согласно предлагаемому изобретению был добавлен раствор, содержащий сахарозу и лимонную кислоту, с рН 5,0. Применение этого раствора обеспечило высокое (более 90%) включение производного хлорина Е6 в липосомы за счет градиента рН между супернатантом и внутрилипосомальным раствором.

Поскольку известное липосомальное средство для ФДТ на основе производных хлорина Е6, способ его получения и способ проведения фотодинамической терапии с его использованием [Патент РФ №2303964 от 10.08.2007] не имеют преимуществ по сравнению с известным средством для ФДТ на основе производных хлорина Е6, в качестве объектов сравнения с предлагаемым изобретением используется известное для ФДТ на основе водного раствора производных хлорина Е6 и результаты проведения фотодинамической терапии с его использованием.

Ниже приведены конкретные примеры состава предлагаемого средства для ФДТ (пример 1) и его использования (примеры 2, 3).

Пример 1. Состав предлагаемого средства для ФДТ (г):

Производное хлорина Е6	0,15
Фосфатидилхолин	1,5
Холестерин	0,28
Лимонная кислота	0,3
Сахароза	5,5
Вода деионизированная	до 100 мл

Пример 2. Сравнительные исследования уровня и селективности накопления предлагаемого и известного лекарственных средств для ФДТ.

Исследования проводились на 2 группах мышей F1 с опухолью Эрлиха (ELD) по 7 особей в группе. Первой группе мышей вводилось в дозе 5 мг/кг массы тела мышей (в пересчете на фотосенсибилизирующую субстанцию) предлагаемое средство для ФДТ на основе лиофилизата липосомальной дисперсии производного хлорина Е6 с составом, описанным в примере 1, ресуспендированного непосредственно перед введением. Второй группе мышей вводилась известное лекарственное средство на основе водного раствора производного хлорина Е6 в такой же дозе. Концентрация производного хлорина Е6 в опухоли и нормальной ткани оценивалась по средним значениям интенсивности флуоресценции хлорина Е6 в них при возбуждении He-Ne лазером в различные моменты времени после введения. По соотношению этих значений оценивалась селективность накопления производного хлорина Е6 в опухоли по сравнению с нормальной тканью. Результаты исследований приведены на Фиг.1-3. Из них следует, что содержание производного хлорина Е6 в нормальной ткани и при использовании водного раствора известного средства и при использовании предлагаемого средства для ФДТ достаточно быстро спадает (за 1 сутки она уменьшается до следовых значений). При введении известного средства для ФДТ на основе водного раствора производного хлорина Е6 его содержание в опухоли спадает, но медленнее, чем в нормальной ткани, так что во временном интервале 1-3 часа оно остается еще приемлемым для проведения ФДТ, при этом значение индекса селективности накопления в опухоли по сравнению с нормальной тканью лежит в пределах 2-3. При введении же предлагаемого средства для ФДТ содержание производного хлорина Е6 растет в течение длительного времени и во временном интервале 4-5 часов после введения достигает уровня, более чем в 2 раза превышающего уровень его содержания при введении известного средства. При этом индекс накопления производного хлорина Е6 в опухоли по сравнению с нормальной тканью достигает значения 3,5.

Пример 3. Сравнительные исследования фотодинамической эффективности предлагаемого и известного лекарственных средств для ФДТ.

Исследования проводились на 3 группах мышей F1 с опухолью Эрлиха (ELD) по 7 особей в группе. Первой группе мышей вводилось предлагаемое средство для ФДТ на основе лиофилизата липосомальной дисперсии производного хлорина Е6 с составом, описанным в примере 1, ресуспендированного непосредственно перед введением, и через 4,5 часа опухоли облучали излучением лазера с плотностью мощности 260 мВт/см² в течение 20 мин. Второй группе мышей вводилось известное лекарственное средство на основе водного раствора производного хлорина Е6, и через 2 часа опухоли облучали излучением лазера с плотностью мощности 260 мВт/см² в течение 20 мин. Третья группа была контрольной, мышам этой группы фотосенсибилизатор не вводился и их не облучали лазерным излучением. Оценку эффективности ФДТ проводили по торможению роста опухоли Эрлиха (ТРО, %) в разные сроки наблюдения. Торможение роста опухоли (ТРО) вычисляли по формуле:

ТРО(%)=(V_к-V_o)/V_o·100,

где V_к - средний размер опухолей в контрольной группе (мм³); V_o - средний размер опухолей в опытной группе (мм³).

Результаты сравнительных исследований фотодинамической эффективности предлагаемого и известного средства для ФДТ показаны на Фиг.4. Из них следует, что предлагаемое средство для ФДТ намного эффективнее водного раствора производного хлорина Е6.

Как показали проведенные дополнительные исследования, причиной повышения уровня и селективности накопления предлагаемого средства для ФДТ, а также фотодинамической эффективности, является эффективное взаимодействие предлагаемого наноструктурированного липосомального лекарственного средства с дефектами эндотелиального слоя неоваскуляризации опухолей, имеющими размеры в несколько сотен нанометров. Это обеспечивает эффективную экстравазацию этого средства в опухоль и его накопление в опухоли, максимум которого достигается через 4-5 часов после введения. За это время вследствие взаимодействия липосом с сосудами и опухолевыми клетками производное хлорина Е6 выходит из внутрилипосомального объема и эффективно сенсибилизирует структуры опухоли.

Кроме того, при введении предлагаемого средства для ФДТ хлорин Е6, находясь во внутрилипосомальном объеме в высокой концентрации, в процессе накопления более устойчив к биохимической деградации в организме по сравнению с введением в водном растворе. Это тоже позволяет повысить накопление производного хлорина Е6 и фотодинамическую эффективность. Аналогичная причина обеспечивает и более высокую его стабильность предлагаемого средства для ФДТ при его технологическом хранении перед лиофилизацией, а лиофилизация, возможность выполнения которой обусловлена предлагаемым составом средства для ФДТ и способом его получения, дает возможность обеспечить длительное хранение предлагаемого средства без потери его противоопухолевых свойств.

1. Средство для фотодинамической терапии, характеризующееся тем, что оно включает фосфатидилхолин (ФХ), холестерин (X), фотосенсибилизирующую субстанцию (ФС) на основе гидрофильного производного хлорина Е6, лимонную кислоту (ЛК) и сахарозу (С) при следующем молярном соотношении компонентов:М_ФХ:М_Х:М_ФС:М_ЛК:М_с=(2,9±0,1):(1±0,01):(2,23±0,07):(2,27±0,03):(61,3±0,3).

2. Способ получения средства для ФДТ на основе липосомальной дисперсии гидрофильного производного хлорина Е6 по п.1, характеризующийся тем, что он включает растворение фосфатидилхолина и холестерина, взятых в соотношении, указанном в п.1, в хлороформе, смешивание этих растворов, упаривание образовавшегося хлороформного раствора на роторном испарителе под вакуумом до полного удаления хлороформа, диспергирование образованной при упаривании пленки водным раствором производного хлорина Е6 с использованием встряхивания и/или ультразвука, экструзию и фильтрацию, добавление в липосомальную дисперсию водного раствора с рН 5,0 содержащего сахарозу и лимонную кислоту, взятых в соотношении, указанном в п.1, лиофилизацию, а непосредственно перед введением пациенту - редиспергирование с использованием дистиллированной воды или физиологического раствора.

3. Способ проведения фотодинамической терапии, характеризующийся тем, что он включает системное введение средства для фотодинамической терапии на основе гидрофильного производного хлорина Е6 по п.1 и облучение патологического участка оптическим излучением, поглощаемым хлорином Е6, через 4-5 ч после введения.