Противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой и способ их получения

Иллюстрации

Показать все

Предложенная группа изобретений относится к области медицины. Предложена противораковая наночастица, предназначенная для направленной доставки, включающая противораковое лекарственное средство, сывороточный альбумин и порфириновое соединение в качестве компонента, осуществляющего направленную доставку к опухоли. Предложен способ приготовления противораковых наночастиц, предназначенных для направленной доставки, и фармацевтическая композиция для лечения рака. Предложенная группа изобретений обеспечивает противораковые наночастицы для направленной доставки, в которых противораковое лекарственное средство, сывороточный альбумин и порфириновое соединение нековалентно связаны, причем противораковая наночастица характеризуется присутствием противораковых лекарственных средств в ядре наночастицы и комплекса сывороточного альбумина и порфириновых соединений во внешней оболочке наночастицы. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил., 4 табл., 2 пр.

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Это изобретение предоставляет противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой и способы их приготовления.

Уровень техники

Рак представляет собой наиболее тяжелое заболевания современного общества, поскольку не существует эффективных видов лечения, которые не влекут за собой побочные эффекты. Хотя многие виды лечения доступны для лечения рака, включая хирургический, облучение, фототерапию и химиотерапию, и применяются по отдельности или в комбинации, все еще имеется непростая задача вылечить рак.

Достижение клинической эффективности с современными лекарственными средствами для химиотерапии остается значимой задачей, несмотря на их эффективность в доклинических экспериментах; эта трудность вызвана в основном их недостаточной опухолевой селективностью. Основная проблема состоит в том, что только часть противораковых лекарственных средств на самом деле доставляется к опухолевым тканям после введения лекарственных средств для химиотерапии. Неэффективная доставка лекарственного средства современных химиотерапевтических препаратов приводит к низкой внутриопухолевой концентрации лекарственного средства, что снижает их химиотерапевтическую эффективность. Более того, введенные противораковые лекарственные средства в основном доставляются к здоровым тканям и, таким образом, вызывают множество тяжелых побочных эффектов, например, дисфункцию костного мозга, расстройства желудочно-кишечного тракта, алопецию и иммунные нарушения. Таким образом, неэффективная доставка противораковых лекарственных средств в конце концов способствует развитию полилекарственной резистентности в опухолевых тканях и неспецифической токсичности в здоровых тканях.

Таким образом, для преодоления низкой эффективности и тяжелых побочных эффектов современных лекарственных средств является важным доставлять больше лекарственного средства в опухолевые ткани и меньше лекарственного средства в здоровые ткани. Таким образом, многие исследователи изучают пути для достижения селективной адресной доставки лекарственного средства в опухолевую область.

Один путь для достижения селективной доставки лекарственного средства к солидным опухолям представляет собой использование эффекта Повышенной Проницаемости и Удерживания, EPR, который основан на нарушениях в сосудистой сети опухоли (Maeda с соавт., J Controlled Release, 2000, 65: 271-284). Для быстрорастущих солидных опухолей характерен обширный ангиогенез для удовлетворения высоких метаболических потребностей опухоли. Конечные кровеносные сосуды у зависимых от ангиогенеза солидных опухолей содержат эндотелиальные поры в сосудистой мембране, чьи размеры варьируются от 10 нм до 1000 нм. Эта пропускающая сосудистая сеть в тканях опухоли усиливает сосудистую проницаемость частиц, циркулирующих в крови. В дополнение, пораженная лимфатическая система в опухолевых тканях усиливает удержание проникающих частиц, в частности наноразмерных макромолекул или наночастиц. Так, наночастицы, нагруженные противораковым лекарственным средством, могут селективно выходить из системного кровотока в опухолевые ткани, что приводит к периферическому аккумулированию в более высоких концентрациях в опухолевых тканях, чем в здоровых тканях или органах. Наночастицы лекарственного средства демонстрируют селективное аккумулирование в опухолях благодаря эффекту EPR, и этот тип доставки лекарственного средства называют пассивной направленной доставкой (Fang с соавт., Adv. Drug Delivery Rev., 2011, 63: 136-151; Danhier с соавт., J Controlled Release, 2010, 148: 135-146).

Abraxane® (Celgene Co.) представляет собой коммерциализированную противораковую наночастицу для метастазирующего рака груди (Патент США 6506405, 6537579). Abraxane® представляет собой просто связанный с альбумином паклитаксел, т.е., ингибирующее митоз противораковое лекарственное средство паклитаксел с альбумином в качестве основного материала. Этот носитель не содержит добавочный компонент для активной направленной доставки, и селективное аккумулирование в основном зависит от пассивной направленной доставки. Тем не менее, эффективность доставки к опухоли Abraxane® усилена менее, чем в 1,5~3 раза по сравнению с паклитакселом из-за его нестабильной наноструктуры, что не является достаточным для значительного снижения побочных эффектов (Desai с соавт., Clin Cancer Res, 2006, 12: 1317-1324).

В идеале наночастицы должны доставлять цитотоксические лекарственные средства конкретно к целевым опухолевым тканям. Для достижения высокой направленной доставки к опухоли наночастицы должны использовать не только пассивную направленную доставку путем сохранения стабильной наноструктуры, но также и активну направленную доставку к опухоли путем представления компонентов для направленной доставки к опухоли на поверхности наночастицы. Многие исследовательские команды совершенствовали различные наночастицы с компонентами, осуществляющими направленную доставку (A. Swami с соавт., Multifunctional Nanoparticles for Drug Delivery Applications: Imaging, Targeting and Delivery, Chapter 2. Nanoparticles for Targeted and Temporally Controlled Drug Delivery, p9-p29, Springer, 2012). Тем не менее, эти попытки не смогли достигнуть коммерциализации «наночастиц с компонентом, осуществляющим направленную доставку к опухоли», как описано ниже.

Наночастицы, включающие только 2 компонента, лекарственное средство и основной материал, можно относительно легко производить без ковалентного связывания путем выбора основного материала, который является совместимым с предназначенным противораковым лекарственным средством. Тем не менее, очень трудно приготовить стабильные «наночастицы с компонентом, осуществляющим направленную доставку к опухоли», включающие 3 компонента, т.е., лекарственное средство, основной материал и компонент, осуществляющий направленную доставку к опухоли, без ковалентного связывания. Для получения стабильной наноструктуры трехкомпонентные наночастицы следует изготавливать при помощи ковалентного связывания как лекарственного средства, так и компонента, осуществляющего направленную доставку, с основным материалом и далее соединяя третий компонент с этим комплексом. К сожалению, применение ковалентных связей для приготовления стабильных наночастиц может вызывать следующие проблемы. 1) Ковалентное связывание приводит к образованию нового материала, который отличается от материала до связывания. Для примера, ковалентное связывание между водородом и кислородом образует новую молекулу, воду. Таким образом, ковалентное связывание неизбежно приводит к образованию нового химического структурного элемента, NCE. NCE с новыми физико-химическими свойствами может иметь непредсказуемую токсичность. 2) Ковалентное связывание лекарственного средства меняет его химическую структуру, потенциально отрицательно влияя на его противораковую эффективность. 3) Ковалентное связывание компонента, осуществляющего направленную доставку меняет его химическую структуру, потенциально отрицательно влияя на его способность к направленной доставке к опухоли.

Другая причина недостатка «наночастиц с компонентом, осуществляющим доставку» представляет собой то, что прикрепление компонента, осуществляющего направленную доставку для усиления направленной доставки к опухоли может влиять на структурную стабильность наночастицы и, таким образом, на способность к пассивной направленной доставке, предотвращая опухолевую направленную доставку наночастиц.

Другая причина недостатка «наночастиц с компонентом, осуществляющим направленную доставку» представляет собой техническую трудность в приготовлении единой наночастицы, составленной из множества гетерогенных компонентов, таких, как противораковые лекарственные средства, основной материал и компоненты, осуществляющие направленную доставку даже при включении ковалентного связывания. Из-за технических задач составления стабильной наноструктуры с множеством компонентов многие наночастицы усовершенствованы и содержат небиологические компоненты, такие, как металл (Патент США № 7364919, 7829350, 8236284, 8246995, Публ. Патента США № 20120052006, EP1671625, WO2002/098364, WO/2012/106713, WO/2012/075087). К сожалению, наночастицы, содержащие небиологические компоненты с противораковой эффективностью в экспериментах на животных не показывают хорошую клиническую эффективность, но проявляют серьезную токсичность.

Вклад связывания компонентов, осуществляющих направленную доставку, с наночастицами можно ясно наблюдать в случае «наночастиц с компонентом, осуществляющим направленную доставку», в которых порфирин ковалентно связан (конъюгат) с сывороточным альбумином (Chang с соавт., Pharm. Res. 2012, 29:795-805). Сывороточный альбумин представляет собой лучший основной материал для наночастиц из-за его безвредности и его способности нековалентно связывать множество различных органических веществ. Порфирин, предшественник гема, является основным компонентом, осуществляющим направленную доставку, который способен осуществлять направленную доставку к опухоли в отношении большинства раковых клеток.

Ожидается, что эта наночастица с порфирином, ковалентно связанным с альбумином (сопряжение, конъюгация), увеличит эффективность доставки лекарственного средства. Тем не менее, противораковая эффективность не улучшается значительно по причинам, упомянутым выше. На самом деле, эффективность доставки лекарственного средства наночастицами, в которых порфириновый компонент, осуществляющий направленную доставку конъюгирован с сывороточным альбумином, хуже, чем у наночастиц, в которых для включения применяют только сывороточный альбумин (Chang с соавт., Pharm. Res. 2012, 29:795-805; Desai c соавт. Clin. Cancer Res. 2006;12:1317-1324).

Как упомянуто выше, наночастицы с активными компонентами, осуществляющими направленную доставку, ковалентно связанными на поверхности, часто считаются лучшими для простых пассивно нацеленных наночастиц, но ни одна из них не достигла коммерциализации из-за технических проблем в приготовления «наночастиц с компонентом, осуществляющим направленную доставку».

Современные имеющиеся в продаже наночастицы представляют собой пассивно нацеленные наночастицы, в которых основной материал и противораковое лекарственное средство не являются ковалентно связанными и включают Abraxane, Doxil, Myocet и Daunoxome. Таким образом, существует острая необходимость развивать структурно стабильные «наночастицы с компонентом, осуществляющим направленную доставку», которые состоят из нетоксичного основного материала и компонента, осуществляющего направленную доставку, нековалентно связанных на поверхности.

Здесь настоящие изобретатели пытаются решить данные проблемы и открывают новую наночастицу с улучшенной направленной доставкой, состоящую из нетоксичного сывороточного альбумина в качестве основного материала, и порфиринового соединения в качестве опухолевого компонента, осуществляющего направленную доставку. Эти наночастицы применяют для нековалентного включения противораковых лекарственных средств, таким образом, избегая структурных изменений как в противораковых лекарственных средствах, так и в компоненте, осуществляющем направленную доставку к опухоли. Настоящие изобретатели подтверждают, что 1) лекарственное средство поддерживает свою противораковую эффективность без изменения; 2) активный опухолевая доставка усиливается путем сохранения способности к направленной доставке к опухоли компонента, осуществляющего направленную доставку, на поверхности; 3) пассивная доставка к опухоли усиливается структурной стабильностью.

Раскрытие Изобретения

Техническая Проблема

В идеале наночастицы должны доставлять цитотоксические противораковые лекарственные средства точно в опухолевые ткани при помощи комбинированных эффектов активной доставки к опухоли, обеспечиваемой активным компонентом, осуществляющим направленную доставку, на поверхности наночастицы, и пассивной доставки к опухоли, обеспечиваемого структурной стабильностью. Тем не менее, различные проблемы, связанные с предыдущими наночастицами, препятствуют успешной коммерциализации, как описано выше.

Настоящее изоретение пытается решить эти проблемы. Одной целью этого изобретения является предоставление новой наночастицы с улучшенной направленной доставкой, которая является не только стабильной по своей структуре, но также включает нетоксичный основной материал и компонент, осуществляющий направленную доставку к опухоли, нековалентно связанный на поверхности. Другой целью этого изобретения является предоставление новой наночастицы с улучшенной доставкой со значительно увеличенной противораковой эффективностью, которая является достаточной для вылечивания раков поздних стадий и является результатом комбинации пассивной и активной направленной доставки.

Техническое решение

Для выполнения указанных целей настоящее изобретение предоставляет новые наночастицы с улучшенной направленной доставкой, включающие нековалентно связанный сывороточный альбумин человека в качестве основного материала, порфириновое соединение в качестве компонента, осуществляющего направленную доставку к опухоли и противораковые лекарственные средства.

Настоящее изобретение также предоставляет способ изготовления, включающий (а) стадию приготовления, в которой раствор противоракового лекарственного средства добавляют к раствору сывороточного альбумина; (b) стадию приготовления агрегатов наночастиц противораковых лекарственных средств и сывороточных альбуминов путем добавления к этой смеси по каплям органических растворителей; (с) стадию производства для наночастиц типа лекарственное средство-альбумин, в которой пространственная перегруппировка компонентов вызвана температурным сдвигом для получения наночастиц с лекарственными средствами в ядре и сывороточным альбумином во внешней оболочке; (d) стадию производства для наночастиц с улучшенной направленной доставкой, включающих нековалентно связанные противораковые лекарственные средства, сывороточный альбумин и порфириновые соединения, в которой наночастицы типа лекарственное средство-альбумин покрывают соединениями порфирина; (e) дополнительную стадию производства для наночастиц с улучшенной направленной доставкой, состоящую из фильтрации, центрифугирования и извлечения осажденных наночастиц; f) стадию приготовления для наночастиц с улучшенной направленной доставкой, в которой их лиофилизируют.

Настоящее изобретение также предоставляет наночастицы с улучшенной направленной доставкой, приготовленные при помощи данного способа приготовления.

Настоящее изобретение дополнительно предоставляет фармацевтическую композицию, включающую данные противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой.

Полезные Эффекты

Противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой из настоящего изобретения отличаются нековалентным включением противораковых лекарственных средств с нетоксичными сывороточными альбуминами и покрытием поверхности порфириновыми соединениями в качестве компонента, осуществляющего направленную доставку, без образования NCE и структурных изменений

Таким образом, настоящее изобретение предоставляет противораковую наночастицу с улучшенной доставкой с максимальным доставкой к опухоли и доставкой лекарственного средства путем 1) предотвращения токсичности, происходящей из типичных соединений наночастицы и композиции наночастиц; 2) предотвращения снижения противораковой эффективности лекарственного средства путем сохранения свойств противораковых лекарственных средств без структурных изменений; 3) сохранения свойств активной доставки к опухоли порфириновых соединений, нековалентно связанных с наночастицами; и 4) сохранения свойств пассивной доставки к опухоли благодаря структурной стабильности.

Краткое Описание Чертежей

ФИГ. 1 представляет изображения трансмиссионной электронной микроскопии (TEM) противораковых наночастиц с улучшенной направленной доставкой, приготовленных при помощи способа в Примере 1 (А: направленной наночастица паклитаксела с улучшенной доставкой, В: наночастица цедрола с улучшенной направленной доставкой).

ФИГ. 2 представляет изображения наночастиц паклитаксела с улучшенной направленной доставкой, приготовленных при помощи способа в Примере 1 (А: изображение AFM (атомная микроскопия), В: изображение TEM).

ФИГ. 3 состоит из изображений трансмиссионной электронной микроскопии (TEM) противораковых наночастиц с улучшенной направленной доставкой, приготовленных при помощи способа в Примере 2 (А: наночастица доксорубицина с улучшенной направленной доставкой, В: наночастица оксалиплатина с улучшенной направленной доставкой, С: наночастица гемцитабина с улучшенной направленной доставкой).

ФИГ. 4 представляет изображения растворов противораковых наночастиц с улучшенной доставкой, приготовленных при помощи способа в Примере 1 и Примере 2 для подтверждения периода действия, тестируемых через 12 часов и 60 часов после растворения (А: раствор наночастицы паклитаксела с улучшенной направленной доставкой, В: раствор наночастицы доксорубицина с улучшенной д направленной оставкой, С: раствор наночастицы оксалиплатина с улучшенной направленной доставкой, D: раствор наночастицы гемцитабина с улучшенной направленной доставкой).

ФИГ. 5 представляет данные концентрации лекарственного средства в здоровой и опухолевой тканях после инъекции противораковых наночастиц с улучшенной направленной доставкой, приготовленных при помощи способа в Примере 1 (Серый столбец: Abraxane® от Celgene, темно-серый столбец: наночастица паклитаксела с улучшенной направленной доставкой, черный столбец: наночастица паклитаксела с улучшенной направленной доставкой с LED).

ФИГ. 6 представляет данные токсичности наночастиц с улучшенной направленной доставкой, приготовленных при помощи способов в Примере 1 и Эксперименте 3 (А: LD50 (50-процентная летальная доза) лекарственного средства, не связанного с белками плазмы крови паклитаксела у здоровых мышей, В: LD50 наночастиц с улучшенной направленной доставкой, содержащих паклитаксел, у здоровых мышей, С: LD50 наночастиц с улучшенной направленной доставкой, содержащих паклитаксел, у мышей с ксенотрансплантатной опухолью).

ФИГ. 7 представляет фотографию (слева) и данные абсорбции (справа), демонстрирующие, что данные наночастицы с улучшенной направленной доставкой, содержащие паклитаксел, проявляют эффект EPR, при помощи способов, подробно описанных в Примере.

ФИГ. 8 представляет изображения от мышей с опухолями на ранней стадии, демонстрирующие противораковую эффективность наночастиц паклитаксела с улучшенной направленной доставкой при помощи способов, описанных в Примере 1.

ФИГ. 9 представляет изображения от мышей с опухолями поздней стадии, демонстрирующие противораковую эффективность наночастиц с улучшенной направленной доставкой при помощи способов в Примере 1.

ФИГ. 10 представляет собой изображения от мышей с опухолями поздней стадии, демонстрирующие противораковую эффективность наночастиц доксорубицина с улучшенной направленной доставкой при помощи способов в Примере 2.

Лучшие Варианты

Хотя наночастицы с активными компонентами, осуществляющими направленную доставку, считаются чрезвычайно многообещающими, никто так и не достиг успешной коммерциализации из-за технических проблем, имеющих место в приготовлении стабильных «наночастиц с таргетинг-компонентом», не вызывающих серьезных побочных эффектов.

Основываясь на понимании того, что ковалентные связи могут отрицательно влиять на эффективность и токсичность «наночастиц с компонентом, осуществляющим направленную доставку», изобретатели пытаются подтвердить, что приготовление «наночастиц с компонентом, осуществляющим направленную доставку» без применения ковалентных связей может усиливать эффективность доставки лекарственного средства к опухолевым тканям.

Таким образом, настоящее изобретение предоставляет «наночастицы с улучшенной направленной доставкой» путем 1) приготовления сывороточного альбумина в качестве основного материала и порфириновых соединений в качестве компонентов, осуществляющих направленную доставку; 2) присоединения компонентов, осуществляющим направленную доставку к опухоли, к оболочке наночастицы; 3) включения противораковых лекарственных средств в ядра наночастиц, окруженные оболочкой; и 4) нековалентного приготовления наночастиц, включающих лекарственное средство, сывороточный альбумин и порфириновые компоненты, без изменения физико-химических и структурных свойств соединений. Таким образом, настоящие изобретатели подтверждают 1) противораковую эффективность включенных лекарственных средств; 2) сохранение свойств активной доставки копухоли соединений порфирина, нековалентно связанных с поверхностью наночастицы; 3) сохранение свойств пассивной доставки к опухоли благодаря структурной стабильности; и 4) дополнительное увеличение доставки к опухоли и доставки лекарственного средства путем облучения электромагнитными волнами после введения приготовленных «наночастиц с улучшенной направленной доставкой».

В Примере 1 наночастицы паклитаксела с улучшенной направленной доставкой готовят, смешивая раствор паклитаксела и раствор сывороточного альбумина человека, добавляя по каплям органические растворители для индуцирования агрегации паклитаксела и сывороточного альбумина, вызывая пространственную реорганизацию при помощи температурного сдвига для наночастиц типа (лекарственное средство ядра)-(альбумин оболочки), покрывая порфириновыми соединениями и лиофилизируя для получения наночастиц с улучшенной направленной доставкой, включающих нековалентно связанные противораковые лекарственные средства, сывороточный альбумин и порфириновые соединения. Настоящие изобретатели подтверждают, что структура нековалентно приготовленных наночастиц с улучшенной направленной доставкой является стабильной, с тем результатом, что доставка к опухоли достаточно улучшена для проявления отличной противораковой эффективности как в отношении раков на ранней стадии, так и на поздней стадии.

Таким образом, в первом аспекте настоящее изобретение относится к наночастицам с улучшенной направленной доставкой, нековалентно включающим противораковые лекарственные средства, сывороточный альбумин в качестве основного материала и порфириновые соединения в качестве активных опухолевых таргетинг-компонентов.

Указанные наночастицы с улучшенной направленной доставкой содержат противораковые лекарственные средства в ядре наночастицы и комплекс сывороточного альбумина-порфирина во внешней оболочке наночастицы.

Указанные наночастицы с улучшенной направленной доставкой включают противораковые лекарственные средства в наночастице без ковалентного связывания с компонентами оболочки, такими, как сывороточный альбумин и порфириновые соединения, сохраняя структуру и функцию противораковых лекарственных средств.

Указанные наночастицы с улучшенной направленной доставкой отличаются порфириновыми компонентами, осуществляющими направленную доставку, присутствующими в оболочке наночастицы, нековалентно связанными для сохранения структуры и функции компонентов, осуществляющих направленную доставку к опухоли.

Указанные наночастицы с улучшенной направленной доставкой отличаются сывороточным альбумином в качестве основного материала в оболочке наночастицы, таким образом, обеспечивая пассивную направленную доставку путем стабилизации наночастиц и усиления EPR. Указанные сывороточные альбумины могут представлять собой любые сывороточные альбумины, но предпочтительно представляют собой сывороточные альбумины, полученные от млекопитающих.

Указанные сывороточные альбумины отличаются растворимостью в воде без образования агрегатов, но добавление порфириновых соединений в органическом растворителе к водному раствору сывороточного альбумина вызывает нековалентное соединение между сывороточным альбумином и порфириновыми соединениями.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения указанные противораковые лекарственные средства могут представлять собой любые фармацевтические материалы с терапевтической эффективностью в отношении раковых клеток и/или тканей, которые принадлежат к группам, которые включают, но не ограничиваются таксанами, антиметаболическими средствами, платиновыми средствами, алкилирующими средствами, антрациклиновыми антибиотиками, алкалоидами барвинка, ингибиторами протеосом, макролидами, ингибиторами топоизомеразы и другими.

Указанные противораковые средства включают, но не ограничиваются доксорубицином, даунорубицином, валрубицином, эпирубицином, идарубицином, паклитакселом, доцетакселом, цисплатином, карбоплатином, оксалиплатином, камптотецином, винкристином, винбластином, 5-фторурацилом (5-FU), митомицином, циклофосфамидом, метотрексатом, митоксантроном, топотеканом, капецитабином, доксифлуридином, иринотеканом, тегафуром, хлорамбуцилом, белотеканом, анастерозолом, тамоксифеном, гливеком, флоксуридином, лейпролидом, флутамидом, золедронатом, стрептозоцином, винорелбином, гидроксимочевиной, ретиноевой кислотой, меклоретамином, бусульфаном, преднизоном, тестостероном, аспирином, салицилатами, ибупрофеном, напроксеном, фенопрофеном, индометацином, фенилтазоном, мехлоретамином, дексаметазоном, преднизолоном, целекоксибом, вальдекоксибом, нимесулидом, кортизоном, кортикостероидом, гемцитабином, цедролом и любыми комбинациями вышеперечисленных веществ или их производных.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения указанные порфириновые соединения обеспечивают функцию активной доставки в отношении ткани опухоли благодаря присутствию в раковых клетках сверхэкспрессированных рецепторов. Указанные фотосенсибилизаторы включают, но не ограничиваются протопорфирином, гемом, гемином, протопорфирином цинка, протопорфирином магния, гематопорфирином, бензопорфирином, металлопорфирином, 5-аминолевулиновой кислотой, тексафиринами, хлоринами, пурпуринами, бактериохлоринами, фталоцианинами, нафталоцианинами и любыми комбинациями перечисленных выше веществ и их производных.

Указанные порфириновые компоненты демонстрируют функцию активной доставки к опухолевой ткани путем связывания с рецепторами, сверхэкспрессированными в раковых клетках.

Указанные порфириновые компоненты обеспечивают функцию активной направленной доставки для наночастиц, поскольку опухоли предпочитают указанные соединения при активном ангиогенезе. Селективное связывание со сверхэкспрессированными в раковых тканях рецепторами с последующей интернализацией в раковые клетки путем опосредованного рецепторами эндоцитоза приводит к селективному аккумулированию в ткани опухоли.

Указанные порфириновые соединения также обеспечивают функцию пассивнойнаправленной доставки для наночастиц, поскольку порфириновые соединения нековалентно образуют комплекс с сывороточным альбумином в оболочке, таким образом, стабилизируя наночастицы и усиливая эффект повышенной проницаемости и удерживания (эффект EPR).

Указанные наночастицы с улучшенной направленной доставкой в этом изобретении демонстрируют улучшенную доставку к опухоли благодаря усиленной пассивной доставке, происходящей из стабильности этих наноструктур, улучшенная активная доставка через активные компоненты, осуществляющие направленную доставку, присутствующие в наноструктуре оболочки, и дополнительно усиливают доставку к опухоли и EPR путем электромагнитного излучения.

В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу приготовления нековалентно связанных наночастиц с улучшенной направленной доставкой, включающему (а) стадию приготовления раствора смеси, в котором раствор противоракового лекарственного средства добавляют к раствору сывороточного альбумина; (b) стадию приготовления агрегата наночастиц, в которой противораковые лекарственные средства и сывороточные альбумины агрегируют при добавлении по каплям органических растворителей к указанной смеси; (с) стадию производства, в которой наночастицы типа лекарственное средство-альбумин изготавливают с лекарственными средствами в ядре и сывороточным альбумином в качестве внешней оболочки путем индуцирования пространственной перегруппировки компонентов при температурном сдвиге в этих растворах наночастиц с нековалентными агрегатами лекарственных веществ и альбуминов; (d) стадию производства для приготовления наночастиц с улучшенной направленной доставкой, включающих нековалентно связанные противораковые лекарственные средства, сывороточный альбумин и порфириновые соединения, в которой наночастицы лекарственного средства-альбумина покрывают соединениями порфирина; (e) стадию производства, в которой наночастицы с улучшенной направленной доставкой фильтруют и центрифугируют, и далее осажденные наночастицы извлекают; и (f) стадию приготовления, в которой порошок наночастиц с улучшенной направленной доставкой изготавливают при помощи лиофилизации.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения указанные противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой изготавливают путем смешивания составляющих таким образом, что соотношение указанных альбуминов, противораковых лекарственных средств и порфириновых соединений составляет 100: (10-300): (0,01-10) по массе.

Желаемые размеры наночастицы могут не приводить к наночастицам с улучшенной направленной доставкой для соотношения смеси за пределами указанного диапазона.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения указанный раствор альбумина, раствор порфирина и раствор противоракового лекарственного средства можно приготовить, применяя органический и/или неорганический растворители, которые включают, но не ограничиваются физиологическим раствором, водой, этанолом, метанолом, ацетоном, дихлорметаном и другими. Предпочтительно концентрация может находиться в пределах, но не ограничиваться диапазоном 0,1~100 мг/мл.

В предпочтительном варианте изобретения смесь сывороточного альбумина и лекарственных средств можно приготовить при pH 5~9 при различных температурах в зависимости от физико-химических свойств лекарственных средств, предпочитая комнатную температуру для гидрофобных лекарственных средств и прохладные температуры, варьирующиеся от 0°С до комнатной температуры, предпочтительные для гидрофильных лекарственных средств. Желаемый размер наночастиц может быть не достигнут для наночастиц с улучшенной направленной доставкой, приготовленных при условиях, выходящих за рамки указанного диапазона.

В предпочтительном варианте осуществления агрегаты противораковых лекарственных средств и сывороточных альбуминов можно приготовить путем добавления органических растворителей, которые включают, но не ограничиваются этанолом, ацетоном, ацетонитрилом и другими. Предпочтительно скорость добавления может составлять, но не ограничиваться диапазоном 0,1~0,9 мл/мин в течение 6~13 минут.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения пространственную перегруппировку среди составляющих в агрегатах противораковых лекарственных средств и сывороточных альбуминах вызывает температурный сдвиг, нагревание гидрофобных лекарственных средств и охлаждение гидрофильных лекарственных средств.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, для примера, с паклитакселом в качестве противоракового лекарственного средства, указанную пространственную перегруппировку среди составляющих в агрегатах противораковых лекарственных средств и сывороточных альбуминов вызывает нагревание до 40°С-60°С для выпаривания органических растворителей, что приводит к получению наночастиц типа ядро-оболочка, в которых гидрофобные молекулы паклитаксела агрегируют во внутреннее ядро, а сывороточные альбумины находятся во внешней оболочке.

В некоторых вариантах осуществления изобретения с доксорубицином в качестве противоракового лекарственного средства, для примера, указанную пространственную перегруппировку вызывает охлаждение до -10°С~-70°С, что приводит к получению наночастиц типа ядро-оболочка, в которых гидрофильный доксорубицин агрегирует во внутреннее ядро, а сывороточный альбумин образует внешнюю оболочку.

Желаемых структур лекарственного средства ядра и альбуминовой оболочки можно не достичь при температурах нагревания ниже 40°С из-за плохого испарения органического растворителя и выше 60°С из-за денатурации составляющих. Желаемая пространственная перегруппировка может не произойти при температурах охлаждения выше -10°С или ниже -70°С.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения указанные противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой, включающие нековалентно связанные противораковые лекарственные средства, сывороточный альбумин и порфириновые соединения, изготавливают путем покрытия наночастиц типа лекарственное средство-альбумин порфириновыми соединениями при комнатной температуре.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения указанные противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой изготавливают путем фильтрации, центрифугирования и извлечения из осажденных наночастиц.

В предпочтительном варианте осуществления указанные противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой изготавливают при помощи дополнительной стадии ультразвуковой обработки перед стадией фильтрации для разделения агрегированных в случайном порядке наночастиц и для контроля размера наночастицы.

Указанная обработка ультразвуком приводит к эффекту перемалывания и диспергирования наночастиц. Предпочтительно указанную обработку ультразвуком проводят на 10-30 кГц с 30-секундными интервалами в течение более, чем 2 минут с последующей фильтрацией при помощи 0,45 мкм фильтра и извлечением наночастиц при помощи центрифугирования.

Предпочтительно указанные противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой имеют диаметры в диапазоне 10~1000 нм, предпочтительно в диапазоне 50~400 нм.

В предпочтительном варианте осуществления указанные противораковые наночастицы с улучшенной доставкой лиофилизируют. Удаление воды путем лиофилизации обеспечивает образование полимера между порфириновыми соединениями и сывороточным альбумином, обеспечивая стабилизацию данной нековалентной структуры.

Перед применением лиофилизированные противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой растворяют при помощи 0,9% физиологического раствора, для примера.

В другом аспекте настоящее изобретение относится к наночастицам с улучшенной направленной доставкой, которые приготовлены при помощи данного способа, включающим нековалентно связанные противораковые лекарственные средства, сывороточный альбумин в качестве основного материала наночастицы и порфириновые соединения в качестве активных компонентов, осуществляющих направленную доставку к опухоли.

В другом аспекте настоящее изобретение относится к фармацевтической композиции, включающей противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой.

Дозировка и способ введения указанный противораковых наночастиц с улучшенной направленной доставкой или указанной фармацевтической композиции можно легко определить при помощи клинических рекомендаций и знаний в области техники относительно противораковых лекарственных средств, которые составляют указанные противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения указанные противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой или указанные фармацевтические композиции предоставляют терапию рака, которая включает, но не ограничивается облучением электромагнитными волнами, включающим активацию порфириновых соединений.

Указанные электромагнитные волн