CZ2018461A3 - Způsob přípravy selektivně oxidovaných polysacharidů jako nosičů protinádorových léčiv - Google Patents
Způsob přípravy selektivně oxidovaných polysacharidů jako nosičů protinádorových léčiv Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2018461A3 CZ2018461A3 CZ2018-461A CZ2018461A CZ2018461A3 CZ 2018461 A3 CZ2018461 A3 CZ 2018461A3 CZ 2018461 A CZ2018461 A CZ 2018461A CZ 2018461 A3 CZ2018461 A3 CZ 2018461A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- dcc
- drug
- polysaccharide
- reaction
- cooh
- Prior art date
Links
- 239000000969 carrier Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 229940041181 antineoplastic drug Drugs 0.000 title claims abstract description 15
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 title claims description 52
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 title claims description 52
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 title claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title 1
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 13
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 229940045985 antineoplastic platinum compound Drugs 0.000 claims abstract description 5
- 150000003058 platinum compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- 150000004804 polysaccharides Chemical class 0.000 claims description 50
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims description 49
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 49
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 45
- VHYFNPMBLIVWCW-UHFFFAOYSA-N 4-Dimethylaminopyridine Chemical compound CN(C)C1=CC=NC=C1 VHYFNPMBLIVWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 32
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 30
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 26
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 22
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 claims description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 21
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims description 20
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- -1 alkali metal periodate Chemical class 0.000 claims description 17
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 16
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 13
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 12
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229960000549 4-dimethylaminophenol Drugs 0.000 claims description 10
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 10
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 8
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 8
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 claims description 7
- ZNZYKNKBJPZETN-WELNAUFTSA-N Dialdehyde 11678 Chemical compound N1C2=CC=CC=C2C2=C1[C@H](C[C@H](/C(=C/O)C(=O)OC)[C@@H](C=C)C=O)NCC2 ZNZYKNKBJPZETN-WELNAUFTSA-N 0.000 claims description 7
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 7
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 7
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 claims description 7
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 7
- 229920001284 acidic polysaccharide Polymers 0.000 claims description 6
- 150000004805 acidic polysaccharides Chemical class 0.000 claims description 6
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 6
- 150000003214 pyranose derivatives Chemical group 0.000 claims description 6
- IIACRCGMVDHOTQ-UHFFFAOYSA-N sulfamic acid Chemical compound NS(O)(=O)=O IIACRCGMVDHOTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 claims description 5
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 claims description 5
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 claims description 5
- 238000007112 amidation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 229910001919 chlorite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052619 chlorite group Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 5
- KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N (2S,3S,4S,5R,6R)-6-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-Acetamido-2-[(2S,3S,4R,5R,6R)-6-[(2R,3R,4R,5S,6R)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N 0.000 claims description 4
- GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 9H-xanthene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3OC2=C1 GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 4
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 claims description 4
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 claims description 4
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 claims description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 claims description 4
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 claims description 3
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 claims description 3
- 229920000856 Amylose Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002567 Chondroitin Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 2
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 claims description 2
- DLGJWSVWTWEWBJ-HGGSSLSASA-N chondroitin Chemical compound CC(O)=N[C@@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@H](O)[C@@H]1OC1[C@H](O)[C@H](O)C=C(C(O)=O)O1 DLGJWSVWTWEWBJ-HGGSSLSASA-N 0.000 claims description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001814 pectin Substances 0.000 claims description 2
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 claims description 2
- 210000002307 prostate Anatomy 0.000 claims description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 2
- 241001669679 Eleotris Species 0.000 claims 2
- 210000003128 head Anatomy 0.000 claims 1
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 claims 1
- 210000001672 ovary Anatomy 0.000 claims 1
- 210000004291 uterus Anatomy 0.000 claims 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 abstract description 43
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 6
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 5
- 150000003303 ruthenium Chemical class 0.000 abstract description 3
- DQLATGHUWYMOKM-UHFFFAOYSA-L cisplatin Chemical compound N[Pt](N)(Cl)Cl DQLATGHUWYMOKM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 56
- 229960004316 cisplatin Drugs 0.000 description 56
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 24
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 20
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 13
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 13
- OVBPIULPVIDEAO-LBPRGKRZSA-N Folic acid Natural products C=1N=C2NC(N)=NC(=O)C2=NC=1CNC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 OVBPIULPVIDEAO-LBPRGKRZSA-N 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 10
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 10
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 9
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 9
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 8
- 235000019152 folic acid Nutrition 0.000 description 8
- 239000011724 folic acid Substances 0.000 description 8
- 150000003057 platinum Chemical class 0.000 description 8
- 229940125661 RAPTA-C Drugs 0.000 description 7
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 7
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 7
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 7
- 239000003937 drug carrier Substances 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 7
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 6
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 238000004846 x-ray emission Methods 0.000 description 6
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 5
- NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N N-Hydroxysuccinimide Chemical compound ON1C(=O)CCC1=O NQTADLQHYWFPDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 229940014144 folate Drugs 0.000 description 5
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 5
- 206010061289 metastatic neoplasm Diseases 0.000 description 5
- JQWHASGSAFIOCM-UHFFFAOYSA-M sodium periodate Chemical compound [Na+].[O-]I(=O)(=O)=O JQWHASGSAFIOCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 206010033128 Ovarian cancer Diseases 0.000 description 4
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 4
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 4
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000824 cytostatic agent Substances 0.000 description 4
- 230000001085 cytostatic effect Effects 0.000 description 4
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 4
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 4
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229940002612 prodrug Drugs 0.000 description 4
- 239000000651 prodrug Substances 0.000 description 4
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 4
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 4
- 206010006187 Breast cancer Diseases 0.000 description 3
- 208000026310 Breast neoplasm Diseases 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OVBPIULPVIDEAO-UHFFFAOYSA-N N-Pteroyl-L-glutaminsaeure Natural products C=1N=C2NC(N)=NC(=O)C2=NC=1CNC1=CC=C(C(=O)NC(CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 OVBPIULPVIDEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 206010061535 Ovarian neoplasm Diseases 0.000 description 3
- 229920002201 Oxidized cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 3
- 230000000259 anti-tumor effect Effects 0.000 description 3
- 229940088623 biologically active substance Drugs 0.000 description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000001413 far-infrared spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 229960000304 folic acid Drugs 0.000 description 3
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 3
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 3
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 3
- VMGAPWLDMVPYIA-HIDZBRGKSA-N n'-amino-n-iminomethanimidamide Chemical compound N\N=C\N=N VMGAPWLDMVPYIA-HIDZBRGKSA-N 0.000 description 3
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 229940107304 oxidized cellulose Drugs 0.000 description 3
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 3
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 description 3
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 description 3
- BOLDJAUMGUJJKM-LSDHHAIUSA-N renifolin D Natural products CC(=C)[C@@H]1Cc2c(O)c(O)ccc2[C@H]1CC(=O)c3ccc(O)cc3O BOLDJAUMGUJJKM-LSDHHAIUSA-N 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 3
- 238000001644 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000004294 195Pt NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003775 Density Functional Theory Methods 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AOJJSUZBOXZQNB-TZSSRYMLSA-N Doxorubicin Chemical compound O([C@H]1C[C@@](O)(CC=2C(O)=C3C(=O)C=4C=CC=C(C=4C(=O)C3=C(O)C=21)OC)C(=O)CO)[C@H]1C[C@H](N)[C@H](O)[C@H](C)O1 AOJJSUZBOXZQNB-TZSSRYMLSA-N 0.000 description 2
- 206010058467 Lung neoplasm malignant Diseases 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 2
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 2
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 2
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 2
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 201000005202 lung cancer Diseases 0.000 description 2
- 208000020816 lung neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 230000001394 metastastic effect Effects 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 2
- 230000002611 ovarian Effects 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- RDOWQLZANAYVLL-UHFFFAOYSA-N phenanthridine Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C=NC2=C1 RDOWQLZANAYVLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 229940125657 ruthenium arene PTA Drugs 0.000 description 2
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid group Chemical group C(CCC(=O)O)(=O)O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- AVRPFRMDMNDIDH-UHFFFAOYSA-N 1h-quinazolin-2-one Chemical class C1=CC=CC2=NC(O)=NC=C21 AVRPFRMDMNDIDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010005003 Bladder cancer Diseases 0.000 description 1
- 206010065553 Bone marrow failure Diseases 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 206010016654 Fibrosis Diseases 0.000 description 1
- 206010027476 Metastases Diseases 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 206010029155 Nephropathy toxic Diseases 0.000 description 1
- 206010029350 Neurotoxicity Diseases 0.000 description 1
- 206010033109 Ototoxicity Diseases 0.000 description 1
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 description 1
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 description 1
- 206010060862 Prostate cancer Diseases 0.000 description 1
- 208000000236 Prostatic Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- 108091007187 Reductases Proteins 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 208000024313 Testicular Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- 206010057644 Testis cancer Diseases 0.000 description 1
- 101710183280 Topoisomerase Proteins 0.000 description 1
- 206010044221 Toxic encephalopathy Diseases 0.000 description 1
- 208000007097 Urinary Bladder Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000001838 alkalimetric titration Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004166 bioassay Methods 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 229960000074 biopharmaceutical Drugs 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 238000001460 carbon-13 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000032823 cell division Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001149 cognitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001268 conjugating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- SSJXIUAHEKJCMH-UHFFFAOYSA-N cyclohexane-1,2-diamine Chemical compound NC1CCCCC1N SSJXIUAHEKJCMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 150000001990 dicarboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 229960004679 doxorubicin Drugs 0.000 description 1
- 238000001647 drug administration Methods 0.000 description 1
- 210000003038 endothelium Anatomy 0.000 description 1
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000004761 fibrosis Effects 0.000 description 1
- 125000003929 folic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002224 folic acids Chemical class 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000003780 hair follicle Anatomy 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical class Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000002198 insoluble material Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000095 laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 231100001231 less toxic Toxicity 0.000 description 1
- TWNIBLMWSKIRAT-VFUOTHLCSA-N levoglucosan Chemical group O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]2CO[C@@H]1O2 TWNIBLMWSKIRAT-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000001325 log-rank test Methods 0.000 description 1
- 210000004324 lymphatic system Anatomy 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000002438 mitochondrial effect Effects 0.000 description 1
- 238000000491 multivariate analysis Methods 0.000 description 1
- 231100000417 nephrotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000007694 nephrotoxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000228 neurotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000007135 neurotoxicity Effects 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 1
- LJDZFAPLPVPTBD-UHFFFAOYSA-N nitroformic acid Chemical class OC(=O)[N+]([O-])=O LJDZFAPLPVPTBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 231100000065 noncytotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002020 noncytotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000262 ototoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000006146 oximation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000816 peptidomimetic Substances 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 210000005267 prostate cell Anatomy 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N sodium;9,10-dioxoanthracene-2-sulfonic acid Chemical compound [Na+].C1=CC=C2C(=O)C3=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C3C(=O)C2=C1 GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 238000013268 sustained release Methods 0.000 description 1
- 239000012730 sustained-release form Substances 0.000 description 1
- 231100000057 systemic toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 201000003120 testicular cancer Diseases 0.000 description 1
- 125000003831 tetrazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 201000005112 urinary bladder cancer Diseases 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 230000003442 weekly effect Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B15/00—Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
- C08B15/02—Oxycellulose; Hydrocellulose; Cellulosehydrate, e.g. microcrystalline cellulose
- C08B15/04—Carboxycellulose, e.g. prepared by oxidation with nitrogen dioxide
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/33—Heterocyclic compounds
- A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
- A61K31/495—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with two or more nitrogen atoms as the only ring heteroatoms, e.g. piperazine or tetrazines
- A61K31/505—Pyrimidines; Hydrogenated pyrimidines, e.g. trimethoprim
- A61K31/519—Pyrimidines; Hydrogenated pyrimidines, e.g. trimethoprim ortho- or peri-condensed with heterocyclic rings
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
- A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
- A61K33/243—Platinum; Compounds thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
- A61K47/51—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
- A61K47/56—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule
- A61K47/61—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule the organic macromolecular compound being a polysaccharide or a derivative thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B15/00—Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
- C08B15/02—Oxycellulose; Hydrocellulose; Cellulosehydrate, e.g. microcrystalline cellulose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B15/00—Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
- C08B15/05—Derivatives containing elements other than carbon, hydrogen, oxygen, halogens or sulfur
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B15/00—Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
- C08B15/05—Derivatives containing elements other than carbon, hydrogen, oxygen, halogens or sulfur
- C08B15/06—Derivatives containing elements other than carbon, hydrogen, oxygen, halogens or sulfur containing nitrogen, e.g. carbamates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B30/00—Preparation of starch, degraded or non-chemically modified starch, amylose, or amylopectin
- C08B30/12—Degraded, destructured or non-chemically modified starch, e.g. mechanically, enzymatically or by irradiation; Bleaching of starch
- C08B30/18—Dextrin, e.g. yellow canari, white dextrin, amylodextrin or maltodextrin; Methods of depolymerisation, e.g. by irradiation or mechanically
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
- C08B37/0009—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Glucans, e.g. polydextrose, alternan, glycogen; (alpha-1,4)(alpha-1,6)-D-Glucans; (alpha-1,3)(alpha-1,4)-D-Glucans, e.g. isolichenan or nigeran; (alpha-1,4)-D-Glucans; (alpha-1,3)-D-Glucans, e.g. pseudonigeran; Derivatives thereof
- C08B37/0021—Dextran, i.e. (alpha-1,4)-D-glucan; Derivatives thereof, e.g. Sephadex, i.e. crosslinked dextran
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
- C08B37/0024—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Glucans; (beta-1,3)-D-Glucans, e.g. paramylon, coriolan, sclerotan, pachyman, callose, scleroglucan, schizophyllan, laminaran, lentinan or curdlan; (beta-1,6)-D-Glucans, e.g. pustulan; (beta-1,4)-D-Glucans; (beta-1,3)(beta-1,4)-D-Glucans, e.g. lichenan; Derivatives thereof
- C08B37/0033—Xanthan, i.e. D-glucose, D-mannose and D-glucuronic acid units, saubstituted with acetate and pyruvate, with a main chain of (beta-1,4)-D-glucose units; Derivatives thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
Řešení se týká způsobu přípravy 2,3-dikarboxypolysacharidů s řiditelnou molekulovou hmotností, volitelně modifikovaných biologicky aktivními ligandy použitelných jako nosičů protinádorových léčiv. Těmi jsou protinádorová léčiva založená na přechodných kovech, zejména na bázi bidentátně vázaných sloučenin platiny typu RPtX, RPtXL, komplexů ruthenia typu [Ru(aren)L(PTA)], či monodentátně vázaných látek typu [RPtX]Y.
Description
Způsob přípravy selektivně oxidovaných polysacharidů jako nosičů protinádorových léčiv
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu přípravy selektivně oxidovaných polysacharidů jako nosičů protinádorových léčiv a dále konjugátů s řiditelnou rychlostí uvolňování léčiva, vysokou efektivitou vázání nad 70% a s přenosovou kapacitou léčiva až 60 % hmot., zejména pro terapii a diagnostiku nádorových onemocnění prostaty, vaječníků, dělohy, plic, hlavy a krku.
Dosavadní stav techniky
Nádorová onemocnění jsou jednou z nej závažnějších chorob a představují celosvětový problém. Přibližně 70 % pacientů diagnostikovaných na rakovinu plic, vaječníků, močového měchýře nebo varlat jev současnosti léčeno sloučeninami platiny v oxidačním stavu II o obecném složení R2PtIIX2,1 kde R2= dva monodentátní či jeden bidentátní ligand založený na dusíku (typicky amin či diamin) a X reprezentuje aniontový odstupující ligand či dvojici ligandů (typicky halogeny, nitro- skupinu, karboxyláty, dikarboxylát).
Nej rozšířenějším a zároveň nejdéle používaným platnatým cytostatikem je cisplatina, cis|Pt(NH’,)2CI2|. Hlavní nevýhodou cisplatiny, stejně jako i dalších generací R2PtnX2 léčiv, jsou vážné vedlejší účinky (neurotoxicita, ototoxicita, nefrotoxicita, myelosuprese), které jsou důsledkem kumulativní toxicity léčiva v organismu a nespecifického mechanismu účinku. Podané léčivo totiž nečilí pouze na nádorové buňky, ale napadá také další rychle se dělící buňky zdravé tkáně, jako je kostní dřeň, vlasové cibulky nebo spermie. Závažné vedlejší účinky snižují maximální bezpečnou dávku cytostatika, což může vést ke vzniku nádorových buněk rezistentních vůči podávanému léčivu.
Další vývoj léčiv na bázi platiny se proto ubíral různými směry ve snaze snížit nežádoucí účinky existujících cytostatik. Došlo například k vývoji monofúnkčních komplexů platiny, jako je phenanthriplatina, které pracují na principu inhibice topoisomerázy. Tyto látky obecného složení [R3PtnX]Y, kde R,jsou tři dusíkaté ligandy volitelně různého složení, X je odstupující aniontový ligand a Y je aniont anorganické či organické kyseliny, jsou získávány ve formě solí, ve kterých platnatý komplex nese kladný náboj.
Další alternativou jsou tzv. proléčiva, tedy sloučeniny založené na mnohem méně toxických platičitých komplexech v oktaedrickém uspořádání sumárního vzorce R2PtIVL2X2, kde R2= dva monodentátní či jeden bidentátní ligand založený na dusíku (amin, amid) a X reprezentuje anionický odstupující ligand či dvojici ligandů (halogeny, dusičnany, karboxyláty, dikarboxylát) a L2 axiální ligandy navázané k centrálnímu atomu obvykle přes atom kyslíku.
Proléčivo je redukováno za odštěpení L2 ligandů na aktivní formu R2PtnX2 přímo v nádorových buňkách, což přináší značné snížení vedlejších účinků a zvýšení efektivity - viz např. patentová přihláška USA US 2004/0235712A1. Ligandy L2 při tom mohou být rovněž biologicky aktivní (terapeutika, biologické vektory).
Rada dalších komplexů tranzitních kovů, založených například na bázi osmia, zlata, iridia nebo ruthenia, byla testována jako možná náhrada komplexů platiny. Biologicky aktivní organoruthenité sloučeniny jsou obzvláště zajímavou alternativou s ohledem na jejich specifický profil účinku. Například tzv. RAPTA komplexy sumárního vzorce [Ru(aren)Lx (PTA)y], kde arenem se rozumí aromatický uhlovodík nekovalentně navázaný na ruthenium, Lx je odstupující aniontový ligand či ligandy, a PTA je (l,3,5-triaza-7-phosphatricyclo[3.3.1.1]dekan) nebo jeho derivát, vykazují vysokou účinnost vůči metastázám - viz mezinárodní patentová přihláška W00240494A1. Jejich cytotoxicita navíc roste se zvýšením lipofility aromatického ligandů
- 1 CZ 2018 - 461 A3 (arén), ovšem na úkor selektivity. Tyto látky jsou předmětem intenzivního výzkumu, ačkoliv dosud nepřekročily stádium klinických zkoušek.
Kromě modifikace struktury léčiv založených na přechodných kovech lze jejich vlastnosti zlepšit jejich konjugací na makromolekulámí nosič. Tvorba konjugátu přináší řadu výhod v porovnání s podáním samotného léčiva, zejména v oblastech snížení systémové toxicity, prodloužení doby cirkulace v krevním oběhu a zvýšeného vstřebávání buňkami. Další výhodou makromolekulámích nosičů je jejich pasivní akumulace v tumorové tkáni díky tzv. efektu zvýšené permeability a retence (EPR). EPR efekt nastává v oblasti nádoru v důsledku zvýšené propustnosti defektního endotelu, díky čemuž makromolekulámí látky snadněji difundují do oblasti nádoru. Tam se samovolně hromadí v důsledku snížené efektivity mízního systému, způsobené nekontrolovaným buněčným bujením. K uvolňování léčiva z nosiče tak dochází přímo v cílové oblasti.
Další výhodou makromolekulámích nosičů je jejich snadná modifikovatelnost. Díky množství vazebných míst na každé makromolekule lze totiž nosič kromě léčiva vybavit také biologicky aktivním cílícím vektorem, případně jeho kombinací s kontrastními/zobrazovacími či jinými biologicky aktivními látkami, a to beze změny struktury samotného přenášeného léčiva. Biologicky aktivním cílícím vektorem se rozumí biologicky aktivní látka, která se preferenčně váže na nádorové buňky, např. v důsledku zvýšeného výskytu jejích receptorů v těchto buňkách. Typickým příkladem je kyselina listová, jejíž a receptory (FRa) vykazují zvýšený výskyt v řadě nádorových linií, jelikož se spolupodílejí na řízení buněčného dělení. Aktivní cílení receptorů FRa pomocí nosičů dekorovaných kyselinou listovou vede ke značnému zvýšení efektivity vstřebávání daného léčiva do nádorové buňky a tím ke zvýšení jeho efektivity.
Nej důležitějšími charakteristikami makromolekulámích nosičů léčiv jsou kromě biokompatibility a nízké toxicity dobrá rozpustnost, dobře definovatelná molekulární hmotnost, počet funkčních (vazebných) skupin na jednu polymemí jednotku, jejich vzájemná orientace a charakter navázaní léčiva (kovalentní, iontový, jiný). Hustota, pozice a vzájemná orientace funkčních skupin jsou obzvláště důležité, jelikož určují způsob navázání léčiva a tím nepřímo také transportní kapacitu nosiče a částečně také rychlost uvolňování léčiva. V principu totiž nosič může vystupovat vůči léčivu jako mono- či bidentátní ligand. Například nej rozšířenější R2PtnX2 léčiva a R2PtIVL2X2 proléčiva obsahují dvě možná vazebná místa. Jejich bidentátní vázání nosičem umožňuje dosáhnout vyšší efektivity konjugace na nosič a nedochází při něm k nežádoucím intermolekulámím síťovacím reakcím, kdy se komplex naváže postupně na dvě molekuly nosiče. Takovéto zesíťovaní zvyšuje molekulární hmotnost konjugátu, a tím pádem značně snižuje jeho rozpustnost, což ve výsledku vede ke snížení transportní kapacity nosiče.
Mezi slibné makromolekulámí nosiče léčiv patří póly sacharidy. Jejich výhodou je dobrá biokompatibilita, nízká toxicita a snadná modifikovatelnost. To vedlo k širokému využití polysacharidů a na nich založených materiálů, převážně hydrogelů, jako nosičů léčiv - viz např. řešení podle patentů USA US 6338843B 1, US 4931553 A a US 4793986 A, patentové přihlášky USA US 2008300389 Al, mezinárodní patentové přihlášky WO 9637519 Al, či přihlášky Evropského patentu EP 1722714 Al.
Pro přenos protinádorových léčiv se využívají zejména kyselé polysacharidy, které ve struktuře obsahují alespoň jednu karboxylovou skupinu. Důvodem je možnost přímého navázání léčiva a relativně snadné modifikace karboxylátu (esterifikační, amidační reakce). Kyselé polysacharidy mohou být přírodní povahy (kyselina hyaluronová, či alginát) - viz řešení podle patentu USA US 4695463A, nebo se muže jednat o běžné sacharidy jako je celulóza nebo dextrin, synteticky modifikované -COOH skupinami. Příkladem může být ester kyseliny jantarové a dextrinu, který byl nárokován v patentu USA US6338843B1 jako nosič organických protinádorových léčiv na bázi doxorubicinu.
-2 CZ 2018 - 461 A3
Nevýhodou většiny kyselých polysacharidů je poměrně nízká hustota karboxylových skupin. Obvykle se jedná o látky se stupněm substituce >1, tj. obsahujícím jednu či méně -COOH skupin na jednu polymemí jednotku. To omezuje množství přenášeného léčiva a dále vede k nízké efektivitě vázání, jelikož se léčivo váže převážně monodentátně a tudíž dochází k výše zmíněným nežádoucím síťovacím reakcím. Například konjugace cisplatiny (CP) na hyaluronovou kyselinu dosahuje efektivity pouhých 30 % a přenosové kapacity kolem 25 hmot. % při výchozím poměru reaktantů 16:10 (CP:HA). Nevýhody plynoucí z tohoto uspořádání lze částečně odstranit pomocí tzv. linkerů, krátkých řetězců aminokyselin či peptidů, které jsou na jedné straně navázány na karboxylovou či hydroxylovou skupinu polysacharidů, a na druhém konci k léčivu pomocí bidentátního ligandu - viz řešení podle patentové přihlášky USA US 2008300389. Nevýhodou tohoto řešení je ale vyšší komplexnost syntézy spočívající v dodatečném kroku navázání aminokyseliny na polysacharid a limitace množství přenášenéno léčiva počtem možných linkerů, které je závislé na počtu -COOH skupin polysacharidů a efektivitě amidační reakce.
Potenciální řešení spočívající ve využití polysacharidů se stupněm substituce vyšším než 1, tj. s více než jednou -COOH skupinou na polymemí jednotku, jako je například karboxymethylcelulóza nebo neselektivně oxidovaná celulóza, je ovšem problematické. Tyto polysacharidy totiž vykazují kvůli neselektivní povaze oxidačních reakcí nestechiometrické složení, což komplikuje jejich využití jako nosičů léčiv. Kromě toho, sacharidy s vysokým stupněm substituce karboxylovými skupinami a nepomšenou stmkturou řetězce výrazně podpomjí buněčnou proliferaci - viz německá patentová přihláška DE10319808A1, což je činí nevhodnými pro aplikace v protinádorové terapii.
Alternativou je využití vysoce selektivní oxidace -OH skupin polysacharidů v pozici 2 a 3 na aldehydy pomocí NaIO4 za současného přemšení vazby mezi atomy uhlíku C2 a C3. Lze tak dosáhnout mnohem vyšší hustoty funkčních skupin (2 na každou pyranózovou jednotku). Výsledný dialdehyd je ovšem jako nosič léčiv nevhodný s ohledem na jeho vysoce komplexní strukturu a sklony k degradaci. Přesto byla tato metoda v minulosti použita k aktivaci polysacharidů pro navázání linkerů tvořených aminokyselinami a deriváty dikarboxylových kyselin, na které byla navázána léčiva na bázi Pt(II) a Pt(IV) komplexů, viz řešení podle patentu USA US 4793986 A. Nevýhodou tohoto řešení je diskutabilní toxicita a komplexní struktura dialdehydu, která ještě umocňuje složitost syntézy a použití vysoce toxických solí kyanidu coby redukčních činidel.
Další oxidace dialdehydů pomocí NaCICE vede k přípravě 2,3-dikarboxypolysacharidů. Je-li vstupním materiálem celulóza, výsledným produktem je 2,3-dikarboxycelulóza (DCC). DCC má na rozdíl od běžné oxidované celulózy připravované neselektivní oxidací dobře definované složení a při vyšším stupni oxidace (nad 70 %) je dobře rozpustná ve vodě. Potenciální využití DCC a dalších 2,3-dikarboxypolysacharidů se odvíjelo převážně od jejich polyaniontového charakteru. V minulosti bylo DCC zvažováno jako jedna z možných alternativ alginátů používaných pro přípravu injekčně podávaných biodegradovatelných hydrogelů určených pro dlouhodobé uvolňování proteinů - viz řešení podle patentů USA US 6432449 Bl a US 6656508 B2, či Evropských patentů EP 1079811 Bl a EP 0975333 Bl. DCC je zde ale pouze navržena jako jedna z možných složek hydrogelové sítě.
Jako možná náhrada modifikovaných alginátů je DCC zmíněna také v mezinárodní patentové přihlášce WO 2005079703 AI, zabývající se vývojem dvoufázového polymemího systému určeného pro řízené a dlouhodobé uvolňování quinazolinonových derivátů pro léčbu fibrózy. V tomto případě je kladně nabité léčivo v materiálu zadržováno na základě interakcí se záporně nabitým polymerem.
DCC je také okrajově zmíněna v patentové přihlášce USA US20050208134A1 jako jedna z možných alternativ pro přípravu svrchní hydrofilní vrstvy obalující hydrofobní jádro v systémech určených pro přenos ve vodě nerozpustných látek.
-3 CZ 2018 - 461 A3
Předmětem značně obecné mezinárodní patentové přihlášky WO8910928A1 je příprava konjugátu léčiv na bázi platiny a polykarboxylových kyselin jak syntetického, tak přírodního původu, které obsahují dvě -COOH skupiny na jednu polymemí jednotku. Zmiňují se zde jako jedna z možností nosiče léčiv na bázi platiny také 2,3-oxidované póly sacharidy. Popsaná metoda přípravy nosiče i konjugátů má však řadu nedostatků. Kromě nízkých výtěžků, v průměru okolo 50 %, není možná kontrola molekulové hmotnosti nosiče během syntézy. Účinnost postupu čištění nosičů a jejich konjugátů spočívající v promytí produktů organickým rozpouštědlem (ethanol, methanol, aceton) je pro odstranění nežádoucích produktů a nenavázaných komplexů platiny diskutabilní. Navíc při promytí dochází ke kontaminaci produktů použitými rozpouštědly, která se dají jen velmi obtížně separovat standardními postupy (vakuové sušení) v důsledku tvorby silných vodíkových můstků s polykarboxylovým aniontem.
Z hlediska přenášené látky byl rozsah patentové přihlášky WO8910928A1 omezen na kovalentně vázané látky se sumárními vzorci R2PtnX2 a R2PtIVL2X2, přičemž se pozornost věnuje téměř výhradně R2PtnX2 komplexům, kde R2=l,2-diaminocyklohexan. Příprava částečně iontově vázaných konjugátů s monofimkční komplexy platiny | FUPtX|Y. či jinými kovy než je platina, například [Ru(aren)Lx (PTA)y], nebyla nárokována.
Rovněž možnost přípravy materiálů o dané molekulové hmotnosti a různé rychlosti uvolňování léčiva, ani modifikace polysacharidů cílícími vektory, či jinými látkami s terapeutickým nebo diagnostickým efektem nebyly v patentové přihlášce řešeny. Celulóza jako výchozí materiál je zde zmíněna pouze okrajově, pozornost je věnována v základu dobře rozpustným polysacharidům jako je dextran/dextrin.
Ve zkratce, polysacharidy určené pro přenos metaloléčiv by měly mít dobře definovanou strukturu a složení, jednoduchou a snadno kontrolovatelnou syntézu, dobře definovanou (a definovatelnou) molekulovou hmotnost a vysokou rozpustnost. Měly by také být netoxické, biodegradovatelné, či alespoň biokompatibilní. Zároveň by měly mít co nejvyšší hustotu vhodných vazebných skupin (-COOH) ve vzdálenosti a orientaci vhodné pro chelaci kovových iontů a nést další funkční skupiny vhodné pro navázání cílících vektorů a dalších biologických látek, a to ideálně v pozici, která neomezuje množství přenášeného léčiva.
Podstata vynálezu
K vyřešení výše uvedených problémů přispívá do značné míry způsob přípravy selektivně oxidovaných polysacharidů jako nosičů protinádorových léčiv podle vynálezu. Tento způsob je, obdobně jako postupy již známé, založen na tom, že u polysacharidů s alespoň jedním pyranózovým cyklem nesoucím hydroxylové skupiny v poloze 2 a 3 v základní strukturní jednotce se tyto hydroxylové skupiny alespoň částečně, avšak nejlépe zcela selektivně oxidují v prvním stupni na aldehydy působením jodistanu alkalického kovu za vzniku dialdehydu polysacharidů a následně pak ve druhém stupni na karboxyly působením chloritanu alkalického kovu v prostředí kyseliny octové za vzniku dikarboxypolysacharidu.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že pro přípravu zcela oxidovaného polysacharidů o řiditelné molekulové hmotnosti jev prvním kroku při konverzi na aldehydy třeba použít molámí poměr jodistanu alkalického kovu ku polysacharidů 1,0 - 1,5 : 1 a dobu reakce v rozmezí 24 až 72 hodin v závislosti na vlastnostech vstupního materiálu, jako je krystalinita, velikost částic atd. a pro následnou kvantitativní konverzi na karboxyly je pak třeba použít molámí poměr modifikovaného polysacharidů ku chloritanu alkalického kovu a ku kyselině octové 1 : 2 : 1 až 1 :8:4a dobu reakce alespoň 7 hodin, přičemž pro přípravu materiálů o nižší molekulové hmotnosti než je molekulová hmotnost výchozího polysacharidů je před započetím druhého stupně oxidace nutné přidat do reakční směsi kyselinu amidosulfonovou, jelikož je střední molekulová hmotnost (Mw) výsledného produktu nepřímo závislá na jejím molámím množství
-4 CZ 2018 - 461 A3 v reakční směsi. V takovém případě je možné zkrátit dobu sekundární oxidace pro úplnou konverzi na 3,5 h. Po skončení oxidačních reakcí se reakční směs čistí dialýzou proti destilované vodě, titruje roztokem alkalického hydroxidu na neutrální pH a výsledný roztok sodné soli 2,3dikrboxypolysacharidu se přefiltruje a lyofilizuje.
Pro navázání biologicky či diagnosticky aktivní látky na nosič prostřednictvím spaceru se připravený 2,3-dikarboxypolysacharid modifikuje biokonjugační reakcí, při níž nejprve dochází k aktivaci -COOH skupiny vektoru pomocí karboimidu jako je EDC (l-ethyl-3-(3dimethylaminopropyljkarboimid) a NHS (N-hydroxysukcinimidu), a následnou amidační reakcí s aminoskupinou spaceru (NH2-PEG-COOH). Molámí poměr jednotlivých látek je vektor : EDC : NHS : spacer 1 : 1 : 1 :1 až 1 : 10 : 1 : 10, pokud vektor obsahuje jedinou
-COOH skupinu nebo 1 : 0.1 : 1 : 0.1 až 1: 0.99 : 1 : 0.99, obsahuje-li vektor více -COOH skupin. Snížením molámího poměru vektrou : EDC : spaceru pod 1 : 1 : 1 je omezen vznik nežádoucích vedlejších produktů. Ve druhém krokuje -COOH skupina spaceru nesoucího vektor opět aktivována pomocí karboimidu (EDC) a za přítomnosti DMAP (4-dimethylaminopyridinu) jako katalyzátoru (EDC : DMAP 10 : 1 až 100 : 1) dochází k esterifikační reakci s hydroxylovou skupinou 2,3-dikarboxypolysacharidu.
Pro přímé navázání biologicky či diagnosticky aktivní látky obsahující -COOH skupinu na polysacharid se tato -COOH skupina aktivuje pomocí karboimidu (EDC), a za přítomnosti DMAP (4-dimethylaminopyridinu) jako katalyzátoru dochází k esterifikační reakci s hydroxylovou skupinou 2,3-dikarboxypolysacharidu.
Konjugát s řiditelnou rychlostí uvolňování léčiva podle vynálezu, vykazující vysokou efektivitou vázání nad 70 % a přenosovou kapacitou léčiva až 80 % hmot, pak obsahuje nosič vyrobený způsobem podle vynálezu a na něm vázanou aktivní látku. Tou je protinádorové léčivo založené na přechodných kovech, zejména na bázi bidentátně vázaných sloučenin platiny typu R.2PtnX2, R2PťvX2L2, komplexů ruthenia typu [Ru(aren)Lx(PTA)y], či monodentátně vázaných iontových látek typu | R,PtX|Y. s tím, že řízení rychlosti uvolňování je dosaženo využitím nosiče o různé molekulové hmotnosti, a to i nižší, než má výchozí polysacharid, a použitím různého hmotnostního poměru mezi léčivem a nosičem v rozmezí 1:100 až 10:1 během přípravy.
Použitým 2,3-dikarboxypolysacharidem může být netoxický a biokompatibilní polysacharid, jehož struktura umožňuje selektivní oxidaci hydroxylových skupin na uhlících C2 a C3 pyranózového cyklu na aldehydy pomocí NalCfi a jejich následnou oxidaci na karboxylové kyseliny pomocí NaClCfi. Nutnou podmínkou je tedy přítomnost alespoň jednoho pyranózového cyklu nesoucího -CHOH skupiny v poloze 2 a 3 v základní strukturní jednotce póly sacharidu. Obecný strukturní vzorec 2,3-dikarboxypolysacharidu je na obr. 1, kde R=OH, COOH, CH2CO2H, biologicky či diagnosticky aktivní substituent, případně další látky či fůnkční skupiny pozitivně ovlivňující fýzikální či biologické vlastnosti póly sacharidu.
Mezi takové materiály patří mimo jiné celulóza, amylóza, škrob, pektin, dextrin, dextran, xanthan, nebo některé kyselé polysacharidy jako k. hyaluronová, karboxymethylcelulóza, karboxymethyldextran, chondroitin, alginát a další, přičemž preferovaným materiálem je celulóza. Materiál může být oxidován zcela nebo částečně, přičemž vyšší stupně oxidace jsou preferovány z hlediska rozpustnosti a vyšší přenosové kapacity, zatímco nižší stupně oxidace mohou přispět ke zlepšení biokompatibility a degradability nosiče v organismu, je-li to vyžadováno.
2,3-dikarboxypolysacharidy mohou být dekorovány dalšími skupinami či ligandy pro zlepšení jejich terapeutických či diagnostických vlastností, přičemž je vhodné cílit substituci na hydroxylovou, karboxylovou, či jinou vhodnou fůnkční skupinu na uhlíku C6 pyranózového cyklu, je-li tato ve struktuře polysacharidu přítomna. Substituce v této pozici má totiž minimální vliv na tvorbu konjugátu s biologicky aktivní látkou probíhající v poloze 2 a 3.
-5 CZ 2018 - 461 A3
Konjugovanou biologicky aktivní látkou se rozumí terapeuticky využitelný neutrální či kladně nabitý komplex přechodného kovu, který se k nosiči váže buď kovalentně, nebo na základě iontových interakcí či kombinací obou možností. Pro kovalentní vázání je nutná přítomnost minimálně jednoho (monodentátní vázání), nejlépe však dvou snadno odstupujících aniontových ligandů X ve vzájemné cis orientaci (bidentátní vázání). Takovým ligandem jsou typicky anionty anorganických či organických kyselin (halogenidy, karboxyláty). Dvojice odstupujících ligandů může být nahrazena jediným bidentátním ligandem, např. dikarboxylátem. Základní podmínkou je dostatečná labilita těchto ligandu(ů), jelikož během tvorby konjugátu dochází kjejich substituci karboxylovou skupinou či skupinami nosiče. Substituce pak může probíhat spontánně. Alternativně lze využít aktivačních činidel jako je dusičnan stříbrný, je-li odstupujícím ligandem halogenid. V případě kombinovaného či iontového vázání musí být látka kladně nabitá s ohledem na polyaniontový charakter nosiče.
Vhodnými biologicky aktivními látkami splňujícími výše uvedené podmínky jsou mimo jiné sloučeniny platiny s protinádorovým účinkem o obecném složení R2PtnX2, kde R2= dva monodentátní či jeden bidentátní ligand založený na dusíku (typicky amin, diamin) a X reprezentuje aniontový odstupující ligand či dvojici ligandů (typicky halogeny, nitro skupinu, karboxyláty, dikarboxylát), dále proléčiva na bázi platiny R2PtIVL2X2, kde R2= dva monodentátní či jeden bidentátní ligand založený na dusíku (amin, amid) a X reprezentuje anionický odstupující ligand či dvojici ligandů (halogeny, dusičnany, karboxyláty, dikarboxylát) a L2 axiální ligandy odstupující během redukce platičitého komplexu na platnatý. Ligand L2 může být biologicky aktivní (protinádorová léčiva, biologické vektory), či využitelný pro diagnostiku (fluorescenční barviva), případně jejich kombinace.
Dále se může jednat o komplexy platiny |R,PtX|Y. kde R, jsou tři dusíkaté ligandy volitelně různého složení, X je odstupující ligand a Y je aniont anorganické či organické kyseliny. |R,PtX| komplex nese kladný náboj.
Mimo komplexy platiny se může jednat například o ruthenité komplexy typu RAPTA sumárního vzorce [Ru(aren)Lx (PTA)y], kde arenem se rozumí aromatický uhlovodík nekovalentně navázaný na ruthenium, Lx je odstupující aniontový ligand či ligandy a PTA je (l,3,5-triaza-7phosphatricyclo[3.3.1.1]dekan) či jeho derivát. Další možností jsou například čtvercově-planámí sloučeniny Au111 s protinádorovým účinkem, tzv. peptidomimetika, a jiné komplexy přechodných kovů, které splňují výše zmíněné strukturní charakteristiky.
Řešení podle vynálezu umožňuje připravit nosiče protinádorových léčiv založených na přechodných kovech o vysoké čistotě a volitelné střední molekulové hmotnosti (Mw). Oproti jiným nosičům léčiv, založených na polysacharidech, předkládané řešení umožňuje přenos širokého spektra metaloléčiv, včetně neplatinových cytostatik, přináší vyšší efektivitu vázání léčiva díky možnosti bidentátního vázání a vysokou přepravní kapacitu (vysoká hustota vazebných skupin), a to při zachování dobré rozpustnosti. Umožňuje také pokročilé cílení léčiv díky kombinaci pasivního (EPR efekt) a aktivního cílení tumorů (biologicky aktivní vektory) a řiditelné rychlostí uvolňování léčiva. Finální produkt není kontaminován organickými rozpouštědly, protože není používána metoda vysrážení produktu alkoholem a případné kontaminanty včetně nenavázaného léčiva jsou z finálního produktu odstraněna pomocí dialýzy.
Objasnění výkresů
K bližšímu objasnění podstaty vynálezu přispívají přiložené výkresy, kde představuje:
Obr. 1 - Znázornění obecné struktury 2,3-dikarboxypolychararidu
Obr. 2 - Část Ή NMR spektra DCC připraveného postupem podle příkladu 1 (25°C, D2O).
Stupeň oxidace 95 %
-6 CZ 2018 - 461 A3
Obr.3 - Schéma oxidace a modifikace celulózy a přípravy konjugátu cisplatina-DCC (CPDCC). R=0H, OOC-PEG-F
Obr. 4 - Znázornění struktury CPDCC vytvořené na základě spektroskopických analýz
Obr. 5 - a) Efektivita navázání cisplatiny jako funkce poměru reaktantů
b) Rychlost uvolňování cisplatiny z nosiče o různé molekulové hmotnosti pro různá přenášená množství cisplatiny
Obr. 6 - Rychlost uvolňování aktivní látky (PhPt2+) v závislosti na postupu přípravy
Obr. 7 - a) Strukturní vzorec sloučeniny RAPTA-C
b) Model předpokládané struktury konjugátu RAPTA-C a DCC (R-DCC)
Obr. 8 - Univarietní křivka přežití myší léčených CP (modrá barva) a CP-DCC (červená barva), Mw nosiče 18 kDa, 44 hm. % CP)
Obr. 9 - Distribuční mapy ilustrují relativní zastoupení platiny v nádorové tkáni myší, kterým byla administrována CP (Obr. 9a) nebo CP-DCC (Obr. 9b).
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Příprava 2,3-oxidovaných polysacharidů na příkladu dikarboxylcelulózy (DCC)
Detailní popis přípravy vysoce čistých, selektivně 2,3-oxidovaných polysacharidů pro účely přenosu léčiv řešení je demonstrován na příkladu 2,3-dikarboxycelulózy, lze jej však aplikovat na jakékoliv jiné vhodné polysacharidy uváděné výše. Postup vychází ze známých metod přípravy 2,3-dikarboxycelulózy, je však doplněn o metodu dosažení plně oxidovaného materiálu, řízení molekulové hmotnosti produktu a o postup modifikace nosiče biologicky či diagnosticky aktivní látkou a další kroky nutné k přípravě vysoce čistého materiálu pro biologické aplikace.
Vstupním materiálem pro syntézu je polysacharid o vysoké čistotě, ke kterému je přidán roztok jodistanu sodného jako oxidačního činidla. Molámí poměr reaktantů a doba oxidace závisí na požadovaném stupni konverze a typu polysacharidů. Pro kvantitativní konverzi byla použita oxidace při molámím poměru reaktantů (NalCfi : sacharid) 1.2 : 1 probíhající po dobu 72 hodin. Použitím těchto podmínek lze z celulózy při teplotě 30 °C a za nepřístupu světla připravit dialdehyd celulózy (DAC) o stupni konverze nad 90 %. Oxidační reakce byla ukončena po uplynutí požadované reakční doby přídavkem ethylenglykolu. Meziprodukt byl následně zbaven zbytků oxidačních činidel a dalších nečistot pomocí filtrace a centrifůgace a jeho stupeň konverze stanoven pomocí oximační reakce a alkalimetrické titrace.
Takto připravený dialdehyd polysacharidů byl dále oxidován pomocí NaC102 v přítomnosti kyseliny octové, v optimálním molámím poměru reaktantů (-CHO : NaCICF : CH3COOH) 1:4: 2. V případě celulózy je reakce kvantitativně dokončena po 7 h při 30 °C za nepřístupu světla. Dobu reakce a reakční poměr reaktantů lze upravit v závislosti na konkrétním materiálu a požadovaných vlastnostech produktu.
Reakce byla následně zastavena pomocí přídavku vhodné báze (konkrétně roztok NaOH) a reakční směs byla dialyzována proti destilované vodě po dobu minimálně 48 hodin nebo do
-7 CZ 2018 - 461 A3 vyrovnání pH. Následně byl produkt titrován roztokem NaOH na neutrální pH a výsledný roztok sodné soli 2,3-dikarboxypolysacharidu přefiltrován a lyofilizován.
Takto byl připraven vysoce čistý produkt se stupněm oxidace >95 % o molekulové hmotnosti (Mw) odpovídající vstupnímu materiálu, jelikož k degradaci polymemích řetězců při oxidaci prakticky nedochází (viz část Ή NMR spektra DCC na obr. 2. Neoznačené signály nízké intenzity patří neoxidovaným anhydroglukózovým jednotkám celulózy).
Příklad 2
Příprava 2,3-oxidovaných polysacharidů o nižší molekulové hmotnosti než výchozí polysacharid na příkladu dikarhoxylcelulózy (DCC)
Pro přípravu materiálů o nižší molekulové hmotnosti, než výchozí polysacharid byl před započetím druhého stupně oxidace přidán do reakční směsi roztok kyseliny amidosulfonové. Kromě potlačení vzniků nežádoucích chlornanů v reakční směsi ovlivňuje přítomnost této látky přímo molekulovou hmotnost oxidovaného polysacharidů. Střední molekulová hmotnost (Mw) výsledného produktu je totiž nepřímo závislá na molámím množství kyseliny amidosulfonové v reakční směsi.
V případě připraveného dialdehyducelulózy (DAC) o Mw 76 kDa vedlo přidání 0,25 molámího ekvivalentu (vůči stanovenému množství -CHO skupin) kyseliny amidosulfonové během sekundární oxidace ke snížení Mw na 55 kDa (70%), zatímco přidání 0,5 molámího ekvivalentu vedlo k materiálu s Mw 18 kDa (25%).
To umožňuje přípravu nosičů s různou rychlostí uvolňování léčiva za použití stejného výchozího materiálu. Na rozdíl od dalších metod snižování molekulové hmotnosti, jako je například rozvařování, nedochází tímto postupem k nekontrolovanému nárůstu indexu polydispersity (PDI) produktu. PDI takto připravených produktů je stejný jako v případě materiálů připravených bez přídavku kyseliny amidosulfonové a může být i lepší než u výchozího materiálu. V případě oxidované celulózy se PDI pohyboval mezi 1,6 - 1,7. Distribuci molekulových hmotností nosiče lze nadále snížit např. pomocí HPLC v separačním módu.
Takto připravené sodné soli 2,3-dikarboxypolysacharidů je možné použít přímo k tvorbě konjugátů s metaloléčivy, či je dále modifikovat biologicky aktivními látkami pro lepší cílení tumorů či látkami určenými pro diagnostické účely.
Příklad 3
Příprava částečně oxidovaných 2,3-oxidovaných polysacharidů na příkladu dikarhoxylkarboxymetylcelulózy (DCCMC)
Pomocí karboxymethyl celulózy (CMC) je demonstrován postup částečné oxidace kyselého polysacharidů dobře rozpustného ve vodě. K vodnému roztoku CMC byl přidán jodistan sodný molámím poměru reaktantů 1,2 : 1 (NaICL : CMC) jako oxidační činidlo a reakce probíhala při teplotě 30 °C a za nepřístupu světla po dobu 5 h. Částečně oxidovaná CMC dále vstoupila do sekundární oxidace s upravenou stechiometrií reakce definovanou molámím poměrem CMC ku chloritanu alkalického kovu a ku kyselině octové 1:2:2a dobou reakce 3,5 h.
V rámci přípravy nosiče lze využít roztok sulfoamidové kyseliny k dalšímu řízení molekulové hmotnosti vzhledem k užitným vlastnostem jako kinetika uvolňování.
Další postup byl identický s přípravou DCC. Výtěžek 94%, stupeň oxidace: 55 %.
Příklad 4
-8 CZ 2018 - 461 A3
Příprava 2,3-oxidovaných polysacharídů na příkladu dextran, dextrin a xanthan
Postupem analogickým k příkladu č. 3 lze připravit nosiče protinádorových léčiv i z dalších polysacharídů dobře rozpustných ve vodě - konkrétně např. z dextranu, dextrinu a xanthanu. Pro úplnou konverzi je třeba prodloužit dobu primární oxidace na min. 24 h a sekundární na 7 h, jako v příkladu č. 2.
Příklad 5
Modifikace polysacharídů biologicky aktivními látkami
Biologicky či diagnosticky aktivní látku lze na nosič navázat buď přímo, nebo přes tzv. spacer, což je (makro)molekulámí řetězec o vhodné délce, například modifikovaný polyethylenglykol (PEG) o Mw 100 až 20000 Da. Jedinou podmínkou je přítomnost karboxylové skupiny ve struktuře vázané látky. První, jednodušší, možnost je vhodná pro navázání látek, které přímo neinteragují s živým organismem, např. fluorescenčních činidel. Druhý způsob je preferovaný u cílících vektorů, jelikož díky přítomnosti spaceru dochází ke snížení sterického bránění biologického vektoru makromolekulámím řetězcem nosiče a vektor se tak může snadněji navázat na receptor cílové buňky.
Obecně, postup přípravy vektorem modifikovaného 2,3-polysacharídů se opírá o využití tzv. biokonjugačních reakcí, zde optimalizovaných pro modifikace 2,3-polysacharidů. V prvním kroku dochází k aktivaci -COOH skupiny vektoru pomocí l-ethyl-3-(3dimethylaminopropyl)karboimidu (EDC) a N-hydroxysukcinimidu (NHS) a následné amidační reakci s aminoskupinu spaceru (NFE-PEG-COOH). Ve druhém krokuje pomocí EDC selektivně aktivována karboxylová skupina spaceru za přítomnosti DMAP (4-dimethylaminopyridin) jako katalyzátoru a dochází k esterifikační reakci s hydroxylovou skupinou 2,3dikarboxypolysacharidu. Pro přímé navázání se lze karboxylovou skupinu vektoru rovnou aktivovat pomocí EDC a v přítomnosti DMAP nechat reagovat s 2,3-dikarboxypolysacharidem.
Celý postup je detailně popsán na příkladu kyseliny listové navázané přes modifikovaný polyethylenglykol NEE-PEG-COOH k -OH skupině 2,3-dikarboxycelulózy (DCC), označované jako F-DCC. Selektivní oxidace hydroxylových skupin polysacharídů na uhlíkových atomech C2 a C3 má za následek substituci téměř výhradně na uhlíku C6. Dochází tak k minimálnímu ovlivnění množství přenášeného léčiva.
Kyselina listová byla při syntéze F-DCC rozpuštěna v suchém DMSO, smíchána s 1 molámím ekvivalentem NHS a aktivována přídavkem EDC. S ohledem na přítomnost dvou -COOH skupin ve folátu bylo vhodné předejít vzniku vedlejších produktů snížením molámího ekvivalentu EDC vůči substrátu na 0,95 či méně a prodloužit dobu reakce na 6 hodin. Bylo tak dosaženo vyšší čistoty meziproduktu výměnou za drobné snížení výtěžku. Pokud by byla v cílové molekule přítomna jen jedna karboxylová skupina, bylo by vhodné použít větší množství EDC (nejlépe >1.2 ekvivalent) a kratší dobu aktivace. Aktivovaný folát byl následně vysrážen směsí acetonu a etheru 1:3, zfiltrován, promyt, vysušen a čistý produkt znovu rozpuštěn v suchém DMSO. K reakční směsi byl přidán 0,95 molámí ekvivalent NH2-PEG-COOH o vhodné Mw a směs byla jemně míchána při 40 °C po dobu 18 hodin za nepřístupu světla pod inertní dusíkovou atmosférou. Následně pak byla reakční směs dialyzována pomocí membrány s molecular-weight cut-off, MWCO, 1,5 kDa vůči destilované vodě. Výsledný produkt (F-PEG) byl získán lyofilizací.
F-PEG byl následně rozpuštěn v suchém pyridinu a aktivován pomocí 0,95 ekvivalentu EDC po dobu 24 hodin a do reakční směsi byl následně přidán DMAP (4-dimethylaminopyridin) jako katalyzátor esterifikačních reakcí (molámí poměr EDC : DMAP se může pohybovat v rozmezí 10 : 1 až 100 : 1) a 2,3-dikarboxycelulóza rozpuštěná v suchém DMSO. Molámí poměr F-PEG :
-9 CZ 2018 - 461 A3
DCC závisí na požadovaném stupni substituce. Vliv folátu na biologickou efektivitu nosiče byl zaznamenán už při 5% a nižší substituci. Reakce byla ukončena po 24 hodinách přidáním vody. Následovala dialýza (MWCO 14 kDa), během které byl odstraněn nezreagovaný F-PEG, a lyofilizace. Zastoupení folátu ve výsledném materiálu lze stanovit pomocí UV/VIS 5 spektroskopie.
- 10CZ 2018 - 461 A3
Příklad 6
Příprava konjugátu s komplexy přechodných kovů na příkladu konjugátu cisplatiny s DCC a FDCC
Obecně se 2,3-dikarboxypolysacharid o zvolené Mw rozpustí v destilované vodě a za stálého míchání se k němu po kapkách přidává roztok biologicky aktivního komplexu přechodného kovu, obsahující minimálně jeden snadno odstupující ligand.
Je-li labilita odstupujícího ligandu dostatečná, reakce probíhá spontánně. Poměr reaktantů závisí na požadovaném množství přenášené látky a ovlivňuje také rychlost jejího počátečního uvolňování. Typicky se může jednat o hmotnostní poměry látka : nosič od 1 : 100 až po 10 : 1.
Reakční směs byla poté šetrně míchána za nepřístupu světla. Pro dosažení kvantitativního průběhu reakce je možné prodloužit reakční dobu až na 96 hodin. Reakci lze provádět při teplotě mezi 0 až 50 °C v závislosti na reaktivitě léčiva. Snížením teploty je možné zabránit nežádoucímu vysrážení produktů, ke kterému dochází kvůli přesycení řetězců nosiče v důsledku příliš vysoké reaktivity léčiva a nerovnoměrného průběhu reakce.
V případě nízké lability odstupujících ligandů je možné léčivo aktivovat, a to buď jejich eliminací ligandů, či jejich substitucí za labilnější. Jsou-li odstupujícími ligandy halogenidy, je možné použít aktivaci pomocí dusičnanu stříbrného. Po filtraci/centrifugaci vy srážené stříbrné soli je roztok aktivovaného komplexu smíchán s roztokem nosiče, jak je popsáno výše. Po ukončení reakce jsou nenavázané komplexy odstraněny dialýzou.
Doba dialýzy by měla odpovídat 4 až 8 násobku doby, za kterou přes dialyzační membránu projde nenavázaná látka. Typicky se jedná o 2 až 4 hodiny. Delší doba dialýzy vede ke zbytečným ztrátám, zatímco kratší doba nezaručuje dostatečně vysokou čistotu konjugátu.
Celý proces přípravy nosiče a konjugátu dekorovaného folátem je schematicky znázorněn na obr. 3 na příkladu DCC a cisplatiny.
Vodný roztok cisplatiny (2mg/ml) byl za laboratorní teploty a stálého míchání postupně přidáván k rozpuštěnému DCC nebo F-DCC (2mg/ml) a reakční směs byla za nepřístupu světla míchána 72 hodin. Po uplynutí této doby byl roztok dialyzován po dobu 4 hodin vůči destilované vodě (MWCO membrány 3,5 kDa) a následně lyofilizován. Reakce byly prováděny s DCC o Mw 18 a 76 kDa a F-DCC o Mw 18 kDa. Testovaný poměr reaktantů (CP : DCC) se pohyboval mezi 4:10 až 12 : 10 (28 až 55 % hmot.). Tvorba konjugátu (CPDCC) byla sledována pomocí infračervené spektroskopie ve vzdálené oblasti (FIR), 13C a 195Pt NMR spektroskopie a rentgenové fluorescenční spektroskopie (XRF). Ve FIR spektrech došlo během konjugace k zániku pásů při 315 a 323 cm1 odpovídajících Cl-Pt-Cl vibracím cisplatiny, za současného vzniku pásů při 338 a 387 cm1, které odpovídají O-Pt-O vibracím. Ve 13C NMR spektrech se tvorba konjugátu projevila vznikem širokého signálu karboxylových skupin při 175.3 ppm, který byl přiřazen uhlíkům C2 a C3 nesoucím navázaný cisplatinový zbytek. Bidentátní koordinace CP byla pak doložena 195Pt NMR spektry, ve kterých došlo během konjugace k posunu signálu cisplatiny z 2149 ppm na -1605 ppm, tedy do oblasti, kde typicky rezonují čtvercově planámí komplexy platiny koordinované dvojicí atomů dusíku a dvojicí atomů kyslíku.
Model předpokládané struktury konjugátu, optimalizované za pomocí teorie funkcionálu hustoty (DFT) s využitím ΡΒΕ0 funkcionálu a tzv. split-valence bázového setu, je znázorněn na obr. 4.
Množství cisplatiny navázané v konjugátu bylo stanoveno pomocí XRF spektroskopie. Efektivita navázání cisplatiny neklesla pod 90 % ani při poměru reaktantů 12:10. Efektivita navázání cisplatiny jako funkce poměru reaktantů je znázorněna na obr. 5a.
- 11 CZ 2018 - 461 A3
Dále je možné v závislosti na obsahu cisplatiny a střední molekulové hmotnosti (Mw) nosiče řídit rychlost uvolňování aktivní látky v rozsahu od <10 %/24 h až do >70 %/24 h. Vybrané příklady jsou znázorněny na obr. 5b. Rychlost uvolňování cisplatiny byla sledována následujícím způsobem: 20 mg CPDCC o různé molekulové hmotnosti a obsahu cisplatiny bylo rozpuštěno při 37 °C v 5 ml fosfátového pufru (PBS) o pH 7,4 nebo 5,5 a dialyzováno proti 95 ml stejného média (MWCO membrány 3,5kDa). V určených časových intervalech byly odebírány alikvotní vzorky (5 ml) a obsah platiny v nich byl analyzován pomocí XRF. Po každém odběru bylo přidáno 5 ml PBS pro zachování konstantního objemu.
Jednoduchou modifikací syntézy tak lze připravit materiál s dlouhodobým a téměř lineárním průběhem uvolňování aktivní látky (nosič o Mw > 70 kDa, poměr CP : DCC od 1:10 do 6 : 10), stejně tak systém s vysokou rychlostí počátečního uvolňování (nosič o Mw <25 kDa, vysoký obsah přenášené látky, poměr CP : DCC od 6 : 10). Rychlost uvolňování je také závislá na pH, např. v případě CPDCC s Mw 76 kDa se po 8 h při pH 5,5 uvolní téměř dvojnásobek aktivní látky než při pH 7,4 (viz obr. 5b). To přispívá k lepšímu cílení léčiva a snížení vedlejších účinků, jelikož se aktivní látka může uvolňovat v kyselém mikroprostředí tumorů o poznání rychleji než v jiných tkáních.
Příklad 7
Příprava konjugátu phenanthriplatiny s DCC a F-DCC
Phenanthriplatina, c7.s-|Pt(NH;)2-(phcnanthridin)CI|NCl·. PhPt. byla rozpuštěna ve vodě při 0°C (0,8 mg/ml) a pozvolna přikapávána do roztoku DCC (0 °C, 1 mg/ml). Reakční směs byla za opatrného míchání a bez přístupu světla ponechána v izolované nádobě pozvolna temperovat na laboratorní teplotu po dobu 96 hodin. Roztok byl následně dialyzován a lyofilizován za stejných podmínek jako v případě CP-DCC. Testovaný poměr reaktantů (PhPt : DCC) se pohyboval mezi 2 : 10 až po 8 : 10.
Alternativní způsob přípravy využíval aktivaci PhPt pomocí 0,95 molámího ekvivalentu AgNCf, při 50 °C po dobu 16 hodin. Roztok byl následně zchlazen na 0 °C, vysrážený AgCl separován pomocí filtrace a centrifugace a roztok obsahující aktivovaný PhPt2+ použit pro přípravu konjugátu (PhDCC), jak je popsáno výše. Tento postup byl použit i pro přípravu konjugátu s FDCC (Mw76 kDa).
Vzniklý konjugát byl charakterizován pomocí 13C NMR spektroskopie a XRF. Částečně kovalentní charakter konjugace dokládá vznik signálu C2 a C3 karboxylových skupin nesoucích PhPt2+ při 171 ppm. Efektivita vázání PhPt na DCC je o něco nižší než u bidentátně vázané cisplatiny, ale stéle dosahuje vysokých 87 % při reakčním poměru 4 : 10 a 77 % při poměru 8 : 10 (PhPt: DCC).
Rychlost uvolňování aktivní látky závisí v tomto případě kromě množství přenášené látky a molámí hmotnosti nosiče také na způsobu přípravy konjugátu (viz obr. 6). Zatímco z konjugátu připraveného přímou reakcí PhPt s DCC se během první hodiny uvolní přes 20 % aktivní látky, u konjugátu připraveného pomocí aktivace AgNCl· jsou to pouhá 3 %, pravděpodobně kvůli vyššímu zastoupení kovalentně vázané PhPt2+ v konjugátu připraveném aktivací AgNCl·,. Opožděné uvolňování léčiva přináší potenciál pro snížení vedlejších účinků, protože je omezeno jeho předčasné uvolňování mimo cílovou tkáň.
Příklad 8
Příprava konjugátu RAPTA-C s DCC
- 12CZ 2018 - 461 A3
Komplex RAPTA-C, Ru11 komplex reprezentující neplatinová protirakovinná léčiva (viz strukturní vzorec a model předpokládané struktury na obr. 7), nese chloridové ligandy navzájem svírající úhel Cl-Ru-Cl » 90° (cis orientace) a ve vzájemné vzdálenosti Cl - Cl 3.3 Á, podobně jako je tomu u cisplatiny. Ligandy se tedy nacházejí v ideální pozici pro substituci karboxylovými skupinami nosiče.
S ohledem na obecně vyšší reaktivitu komplexů ruthenia byl konjugát DCC a RAPTA-C, R-DCC připraven za snížené teploty a za stejných podmínek jako v případě PhDCC, s využitím nižšího vstupního poměru reaktantů 4:10 (RAPTA-C : DCC).
Množství navázaného ruthenia bylo stanoveno pomocí XRF analýzy. Efektivita reakce dosahovala 80 %. Uvolňování RAPTA-C komplexu z R-DCC je rychlejší než v případě cisplatiny (85 %/24 h), což je způsobeno vyšší labilitou vazeb Ru-O.
Příklad 9
Biologické testy - In vitro studie
Biologické testy byly provedeny in vitro na řadě buněčných linií reprezentující zdravé tkáně, primární a metastatické nádorové buňky. Cytotoxicita testovaných látek vůči jednotlivým buněčným liniím byla stanovena pomocí metabolické testu MTT. Ten je založen na principu redukce tetrazoliové soli MTT (3-(4,5-dimethyl-2-yl)-2,5-difenyltetrazolium bromid) mitochondriálními reduktázami na nerozpustný barevný formazan. Po rozpuštění formazanu v organickém rozpouštědle je možno spektrofotometricky kvantifikovat buněčnou viabilitu, neboť ke konverzi MTT na formazan dochází pouze v metabolicky aktivních, tedy živých buňkách.
Zdravé tkáně jsou reprezentovány liniemi NIH/3T3 (myší embryonální fibroblasty), HFF (lidské fibroblasty) a PNT1A (zdravé prostatické buňky). Primární lidské nádorové linie: A2780 (ovariální karcinom), A2780/CP (ovariální karcinom rezistentní vůči cisplatině), A549 (plicní karcinom), 22RV1 (prostatický karcinom). Metastatické nádorové linie: H1299 (plicní), PC-3 (prostatické). Folátem značené konjugáty byly navíc testovány na myší 4T1 a lidské MCF-7 prsní nádorové linii.
S ohledem na pozvolné uvolňování léčiva byla doba inkubace během MTT prodloužena na 48 hodin, výjimku tvoří folátem značené nosiče, u nichž se aktivní biologické cílení projevilo vyšší efektivitou již po 24 hodinách. Uvedené koncentrace odpovídají koncentraci podaného či přenášeného léčiva, které inhibuje viabilitu buněk z 50 % (IC50).
Testování DCC (připravené podle příkladu 2) a CP-DCC (připraveného podle příkladu 6)
Samotná DCC byla necytotoxická v celém rozsahu testovaných koncentrací, a to jak u zdravých, tak nádorových linií, bez ohledu na jeho molekulovou hmotnost či stupeň oxidace. Výsledky prezentované v Tabulce 1 byly získány pro DCC o Mw 18 kDa. Terapeutické koncentrace konjugátu CP-DCC (Mw nosiče 18 kDa, 44 hm. % CP) a volné cisplatiny (CP) jsou řádově nižší (Tabulka 1). Vliv cytotoxicity nosiče je tak v reálném systému zanedbatelný.
Tabulka 1: Hodnoty IC50 pro čistou DCC (Mv =18 kDa), volnou cisplatinu (CP) a konjugát cisplatiny a DCC (CP-DCC, M„ nosiče 18 kDa, 44 hm. % CP) na zdravých (NIH/3T3, HFF, PNT1A) primárních nádorových (A2780, A2780/CP, A549) a metastatických (H1299, 22RV1) buněčných liniích.
CPDCCCP
LinieDCC
NIH/3T3 I >500 12Ό105.0
- 13 CZ 2018 - 461 A3
- 14CZ 2018 - 461 A3
| HFF | >300 | 70.0 | 190.0 |
| PNT1A | >500 | 5.0 | 14.7 |
| A2780 | >500 | 9.4 | 20.4 |
| A2780/CP | >500 | 4.7 | 9.3 |
| A549 | >500 | 32.1 | 52.4 |
| PC-3 | >500 | 20.5 | 17.5 |
| H1299 | >500 | 53.4 | 66.9 |
| 22RV1 | >500 | 8.0 | 11.3 |
Cytotoxicita CP-DCC vůči zdravým buňkám je 3 až 9x nižší (3-9x vyšší inhibiční koncentrace, IC50) než je tomu u volné CP. Naopak cytotoxicita CP-DCC vůči primárním a metastatickým nádorovým buněčným liniím jev průměru pouze o 40 % nižší než u volné CP. V některých případech (linie PC-3, Tabulka 1) je dokonce mírně vyšší. O 40 % nižší cytotoxicita koresponduje s rychlostí uvolňování léčiva z konjugátu, která v tomto případě dosahuje 60 až 70 % za 48 hodin (viz obr. 5b).
Ze získaných dat lze vyvodit, že v případě ekvitoxické dávky CP-DCC dosáhne výrazně vyšší cytotoxicity vůči nádorovým buňkám, než je tomu u volné cisplatiny.
Testování PhPt a Ph-DCC (připraveného podle příkladu 7)
Hodnoty IC50 vůči zdravým buňkám pro PhPt a Ph-DCC (Mw nosiče 76 kDa, 26 hm. % PhPt) jsou přibližně srovnatelné, Ph-DCC je ovšem v průměru efektivnější vůči nádorovým liniím než volné PhPt. V případě linie A549 je IC50 Ph-DCC dokonce několikanásobně nižší, viz Tabulka 1. Vyšší účinnost Ph-DCC v porovnání s volným léčivem, tedy opačný trend než v případě CP a CP-DCC, koreluje s rychlejším uvolňováním aktivní látky z Ph-DCC v porovnání s CP-DCC, viz obr. 5b a 6.
Tabulka 2: Hodnoty IC50 pro volnou phenanthriplatinu (PhPt), konjugát phenanthriplatiny a DCC (Ph-DCC, Mw nosiče 76 kDa, 26 hm. % PhPt) na zdravých (NIH/3T3, PNT1A), primárních nádorových (A2780, A2780/CP, A549) a metastatických (22RV1) nádorových buněčných liniích.
| Linie | PhPt | Ph-DCC |
| NIH/3T3 | >10 | >10 |
| PNT1A | 3.3 | 2.4 |
| A2780 | 1 | 1 |
| A2780/CP | 1.8 | 2.6 |
| A549 | 2.4 | 0.4 |
| 22RV1 | 2 | 1.8 |
Testování F-DCC (připr. podle příkladu 5), CP-F-DCC (příklad 6) a Ph-F-DCC (příklad 7)
Zvýšení efektivity konjugátů s aktivním cílením (CP-F-DCC a Ph-F-DCC) v porovnání s CPDCC a Ph-DCC je pozorovatelné na myších (4T1) i lidských (MCF-7) prsních nádorových liniích, viz Tabulka 3. Výhoda aktivního cílení se projevuje již během prvních 24 hodin, kdy dochází v některých případech až k několikanásobnému snížení IC50 v porovnání s nemodifikovaným konjugátem, viz Tabulka 3.
- 15 CZ 2018 - 461 A3
Tabulka 3: Hodnoty IC50 pro konjugát CP-DCC (Mv nosiče 18 kDa, 44 hm. % CP) a jeho folátem dekorovaný ekvivalent CP-F-DCC. Ph-DCC (Mv nosiče 76 kDa, 26 hm. % PhPt) a jeho folátem dekorovaný ekvivalent Ph-F-DCC, na myších (4T1) a lidských (MCF-7) prsních nádorových liniích. ______________________________
| IC50 (24 h) | ||
| Linie | CP-DCC | CP-F-DCC |
| 4T1 | 45.7 | 31.6 |
| MCF-7 | 42.2 | 36.7 |
| Ph-DCC | Ph-F-DCC | |
| 4T1 | >10 | 3.7 |
| MCF-7 | 1.3 | 3.6 |
In vivo experimenty
In vivo testování CP a konjugátu CP-DCC (Mw nosiče 18 kDa, 44 hm.% CP) bylo provedeno podle experimentálního plánu schváleného Etickou komisí na ochranu zvířat (Lékařská fakulta, Masarykova univerzita, Brno) na 10 samicích athymických myší Nu/Nu o váze 19,7 až 25,9 g a stáří 8 týdnů. Indukce nádorů byla provedena s.c. injekcí buněk karcinomu ovaria A2780 v interskapulámí oblasti (200 pl, 5TO6 buněk/myš v 100 ml PBS). Po 25 dnech od indukce, kdy nádory dosáhly průměrné velikosti cca 6x6 mm, byly myším dvakrát týdně i.v. administrovány CP a konjugát CP-DCC o koncentraci 1,5 mg/ml a 3 mg/ml (v tomto pořadí) v 200 μΐ fýziologického roztoku, což odpovídá stejné výsledné koncentraci účinné látky.
Na základě log-rank testu (viz obr. 8) byl zjištěn statisticky významný rozdíl v přežívání mezi skupinami, kterým byla administrována CP, a nebo CP-DCC (p = 0.008). Doba přežití u myší léčených CP-DCC byla výrazně delší než v případě těch, kterým byla administrována volná CP (viz obr. 8).
Na obr. 8 je znázorněna univarietní křivka přežití myší léčených CP (modrá barva) a CP-DCC (červená barva, Mw nosiče 18 kDa, 44 hm. % CP). Multivarietní analýza byla provedena s užitím Coxova proporcionálního rizikového modelu.
Stanovení distribuce platiny v nádoru
Distribuce platiny v nádorové tkáni byla stanovená s použitím LA-ICP-MS systému UP 213 (NewWave, USA), který se skládá z Q-Switch Nd:YAG laseru o vlnové délce 213 nm a šířce pulzu 4,2 nm a z pohyblivé ablační cely (SeperCellTM, promývací čas 1.04 s). Ablace materiálu byla provedena v heliové atmosféře s průtokem 1,0 1/min do kvadrupólu ICP-MS 7500ce (Agilent Technologies, Japonsko) vybaveným kolizní celou v módu He (2,3 ml/min) za účelem minimalizace možných polyatomických interferencí a kvadrupólovým analyzátorem. Argon byl přimíchán ještě před vstupem do ICP plamene (0,6 1/min). Bylo sledováno zastoupení izotopu platiny 195Pt, integrační čas 0,3 s. S přihlédnutím k velikosti vzorku byl průměr laserového paprsku nastaven na 100 pm a skenovací rychlost na 200 pni/s. Parametry laserového paprsku jako fluence a laser repetition rate byly nastaveny na 8 J/cm2 a 10 Hz, v tomto pořadí.
Heatínapy na obr. 9 ilustrují relativní distribuci platiny (lokální koncentrace platiny) v nádorové tkáni myší, kterým byla administrována CP (obr. 9a) nebo CP-DCC (obr. 9b).
Stanovená barevná škála odpovídá průměrné koncentraci platiny (pg/g) a má rozsah 0-18 pg/g (obr. 9a) a 0-25 pg/g (obr. 9b). V případě myší, kterým byla administrována CP, tedy dosahovala koncentrace platiny v maximech pouze 18 pg/g, zatímco u myší, léčených CP-DCC, byla akumulace výrazně vyšší, až 25 pg/g. Konjugace CP na DCC tedy výrazně zvyšuje akumulaci platiny v nádorové tkáni.
Claims (5)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob přípravy selektivně oxidovaných polysacharidů jako nosičů protinádorových léčiv, zejména pro terapii a diagnostiku nádorových onemocnění prostaty, vaječníků, dělohy, plic, hlavy a krku, který spočívá v tom že u polysacharidů s alespoň jedním pyranózovým cyklem nesoucím hydroxylové skupiny v poloze 2 a 3 v základní strukturní jednotce se tyto hydroxylové skupiny alespoň částečně selektivně oxidují v prvním stupni na aldehydy působením jodistanu alkalického kovu za vzniku dialdehydu polysacharidů a následně pak ve druhém stupni na karboxyly působením chloritanu alkalického kovu v prostředí kyseliny octové za vzniku dikarboxypolysacharidu vyznačující se tím že pro úplnou konverzi na aldehydy je třeba použít molámí poměr jodistanu alkalického kovu ku polysacharidů 1,0 - 1,5 : 1 a dobu reakce v rozmezí 24 až 72 hodin v závislosti na vlastnostech vstupního celulózového materiálu, jako je krystalinita, velikost částic atd. a pro následnou kvantitativní konverzi na karboxyly je pak třeba použít molámí poměr modifikovaného polysacharidů ku chloritanu alkalického kovu a ku kyselině octové l:2:lažl:8:4a dobu reakce alespoň 7 hodin, případně alespoň 3,5 hodiny, pokud je rovněž přítomna kyselina amidosulfonová, kterou je před započetím dmhého stupně oxidace nutné přidat do reakční směsi pro přípravu materiálů o nižší molekulové hmotnosti než je molekulová hmotnost výchozího polysacharidů za současného zachování stupně polydisperzity, jelikož je střední molekulová hmotnost (Mw) výsledného produktu nepřímo závislá na jejím molámím množství v reakční směsi, a dále že po skončení oxidačních reakcí se reakční směs dialyzuje proti destilované vodě, titmje roztokem alkalického hydroxidu na neutrální pH a výsledný roztok sodné soli 2,3-dikarboxypolysacharidu se přefiltruje a lyofilizuje.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že pro navázání biologicky či diagnosticky aktivní látky na nosič prostřednictvím spáčem se připravený 2,3-dikarboxypolysacharid modifikuje biokonjugační reakcí, při níž nejprve dochází k aktivaci -COOH skupiny vektoru pomocí karboimidu jako je EDC (l-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)karboimidu) a NHS (Nhydroxysukcinimidu) a následnou amidační reakcí s aminoskupinou spáčem (NH2-PEG-COOH), s tím, že molámí poměr jednotlivých látek je vektor : EDC : NHS : spacer 1 : 1 : 1 :1 až 1 : 10 : 1 : 10, pokud vektor obsahuje jedinou -COOH skupinu nebo 1 : 0.1 : 1 : 0.1 až 1: 0.99 : 1 : 0.99, obsahuje-li vektor více -COOH skupin, načež je pak ve druhém kroku -COOH skupina spáčem nesoucího vektor opět aktivována pomocí karboimidu (EDC), a za přítomnosti DMAP (4dimethylaminopyridinu) jako katalyzátom (EDC : DMAP 10: lažlOO: 1) dochází k esterifikační reakci s hydroxylovou skupinou 2,3-dikarboxypolysacharidu.
- 3. Způsob podle nároku 1 a 2, vyznačující se tím, že pro přímé navázání biologicky či diagnosticky aktivní látky obsahující -COOH skupinu na polysacharid se tato -COOH skupina aktivuje pomocí karboimidu (EDC), a za přítomnosti DMAP (4-dimethylaminopyridinu) jako katalyzátom dochází k esterifikační reakci s hydroxylovou skupinou 2,3-dikarboxypolysacharidu.
- 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že póly sacharidem je celulóza, amylóza, škrob, pektin, dextrin, dextran, xanthan, nebo kyselý polysacharid jako je kyselina hyaluronová, karboxymethylcelulóza, karboxymethyldextran, chondroitin nebo alginát.
- 5. Konjugát s řiditelnou rychlostí uvolňování léčiva, vysokou efektivitou vázání nad 70% a s přenosovou kapacitou léčiva až 80 % hmot., vyznačující se tím, že obsahuje nosič vyrobený způsobem podle nároků 1 až 4 a na něm vázanou aktivní látku, jíž je protinádorové léčivo založené na přechodných kovech, zejména na bázi bidentátně vázaných sloučenin platiny typu R2PtnX2, R2PtrvX2L2, komplexů mthenia typu [Ru(aren)Lx(PTA)y], či monodentátně vázaných látek typu | R,PtX|Y. s tím, že řízení rychlosti uvolňování je dosaženo využitím nosiče o různé molekulové hmotnosti, a to i nižší než má výchozí polysacharid, a použitím různého hmotnostního poměm mezi léčivem a nosičem v rozmezí 1:100 až 10:1 během přípravy.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018461A CZ309355B6 (cs) | 2018-09-10 | 2018-09-10 | Způsob přípravy konjugátů s řízenou rychlostí uvolňování léčiva s nosiči protinádorového léčiva na bázi selektivně oxidovaných polysacharidů |
| PCT/CZ2019/050038 WO2020052697A1 (en) | 2018-09-10 | 2019-09-03 | Procedure for the preparation of selectively oxidized polysaccharides as anticancer-drug carriers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018461A CZ309355B6 (cs) | 2018-09-10 | 2018-09-10 | Způsob přípravy konjugátů s řízenou rychlostí uvolňování léčiva s nosiči protinádorového léčiva na bázi selektivně oxidovaných polysacharidů |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2018461A3 true CZ2018461A3 (cs) | 2020-03-18 |
| CZ309355B6 CZ309355B6 (cs) | 2022-09-28 |
Family
ID=69772689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2018461A CZ309355B6 (cs) | 2018-09-10 | 2018-09-10 | Způsob přípravy konjugátů s řízenou rychlostí uvolňování léčiva s nosiči protinádorového léčiva na bázi selektivně oxidovaných polysacharidů |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ309355B6 (cs) |
| WO (1) | WO2020052697A1 (cs) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3116820B1 (fr) | 2020-12-02 | 2023-12-29 | Centre Technique Du Papier | Procede de solubilisation et de regeneration de la cellulose |
| CN114369176B (zh) * | 2022-01-24 | 2023-03-31 | 北京林业大学 | 一种木聚糖纳米晶及其制备方法 |
| CN114957510B (zh) * | 2022-07-19 | 2023-07-04 | 西安超磁纳米生物科技有限公司 | 一种功能化修饰的聚葡萄糖山梨醇羧甲醚及制备方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4931553A (en) * | 1988-05-11 | 1990-06-05 | Gill Devinder S | Platinum-polymer complexes and their use as antitumor agents |
| WO1999001143A1 (en) * | 1997-07-03 | 1999-01-14 | Orquest, Inc. | Cross-linked polysaccharide drug carrier |
| DE10319808A1 (de) * | 2003-04-28 | 2004-11-18 | Friedrich-Schiller-Universität Jena | Verwendung von Polysaccharid-Derivaten als Mittel zur Stimulierung der Zellproliferation |
| FI125707B (fi) * | 2011-06-09 | 2016-01-15 | Upm Kymmene Corp | Menetelmä selluloosan katalyyttiseen hapetukseen ja menetelmä selluloosatuotteen valmistamiseksi |
| FI127002B (en) * | 2013-07-29 | 2017-09-15 | Upm Kymmene Corp | A process for the catalytic oxidation of cellulose and a process for preparing a cellulose product |
-
2018
- 2018-09-10 CZ CZ2018461A patent/CZ309355B6/cs unknown
-
2019
- 2019-09-03 WO PCT/CZ2019/050038 patent/WO2020052697A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ309355B6 (cs) | 2022-09-28 |
| WO2020052697A1 (en) | 2020-03-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Xu et al. | Tumor-targeted supramolecular catalytic nanoreactor for synergistic chemo/chemodynamic therapy via oxidative stress amplification and cascaded Fenton reaction | |
| Kue et al. | Recent strategies to improve boron dipyrromethene (BODIPY) for photodynamic cancer therapy: an updated review | |
| Tawfik et al. | Naturally modified nonionic alginate functionalized upconversion nanoparticles for the highly efficient targeted pH-responsive drug delivery and enhancement of NIR-imaging | |
| Xue et al. | Glutathione responsive cubic gel particles cyclodextrin metal-organic frameworks for intracellular drug delivery | |
| DE69730352T2 (de) | Verfahren zur herstellung eines arzneimittelkomplexes | |
| Chen et al. | Reactive oxygen species-activated self-amplifying prodrug nanoagent for tumor-specific Cu-chelate chemotherapy and cascaded photodynamic therapy | |
| Mansur et al. | Supramolecular magnetonanohybrids for multimodal targeted therapy of triple-negative breast cancer cells | |
| Degirmenci et al. | Cyclodextrin-containing redox-responsive nanogels: Fabrication of a modular targeted drug delivery system | |
| Sathyan et al. | Developing Pd (ii) based amphiphilic polymeric nanoparticles for pro-drug activation in complex media | |
| Li et al. | Hydroxyethyl starch conjugates for improving the stability, pharmacokinetic behavior and antitumor activity of 10-hydroxy camptothecin | |
| Xu et al. | Reactive oxygen species-activatable self-amplifying Watson-Crick base pairing-inspired supramolecular nanoprodrug for tumor-specific therapy | |
| CN106946899A (zh) | 一种喜树碱类前药及其制备和应用 | |
| CZ2018461A3 (cs) | Způsob přípravy selektivně oxidovaných polysacharidů jako nosičů protinádorových léčiv | |
| Du et al. | Nanoparticle delivery of photosensitive Pt (IV) drugs for circumventing cisplatin cellular pathway and on-demand drug release | |
| US20170100485A1 (en) | Metal-polysaccharide conjugates: methods for cancer therapy | |
| CN111870579A (zh) | 一种肿瘤靶向纳米胶束、制备方法及作为药物载体的应用 | |
| Huang et al. | Bortezomib prodrug catalytic nanoreactor for chemo/chemodynamic therapy and macrophage re-education | |
| Lan et al. | CD44-targeted photoactivatable polymeric nanosystem with on-demand drug release as a “photoactivatable bomb” for combined photodynamic therapy–chemotherapy of cancer | |
| Solanki et al. | Berberine encapsulated phenylboronic acid-conjugated pullulan nanoparticles: Synthesis, characterization and anticancer activity validated in A431 skin cancer cells and 3D spheroids | |
| Quilez-Alburquerque et al. | Hyaluronic acid-poly (lactic-co-glycolic acid) nanoparticles with a ruthenium photosensitizer cargo for photokilling of oral cancer cells | |
| NO316688B1 (no) | Komplekser av metallcorrinoider og nitrogenoksid, fremstilling derav, anvendelse derav for fremstilling av medikament og sammensetning omfattende kompleksene | |
| US10117837B2 (en) | Methods of preparing stimuli-responsive multifunctional nanoparticles | |
| Nayak et al. | Reactive oxygen species responsive dextran-thioketal conjugate nanocarriers for the delivery of hydrophilic payloads | |
| Serag et al. | Metal–organic framework MIL-101 (Fe) functionalized with folic acid as a multifunctional nanocarrier for targeted chemotherapy–photodynamic therapy | |
| Zhang et al. | A versatile method to deliver platinum (II) drugs via thiol-ene/yne click reaction of polypeptide |