RU2152790C1

RU2152790C1 - Agent for photodynamic diagnosis and therapy of oncological diseases

Info

Publication number: RU2152790C1
Application number: RU99110071A
Authority: RU
Inventors: О.Н. Альбицкая; Иван Никифорович Журавкин; М.А. Каплан; Нина Даниловна Кочубеева; А.Л. Мещерякова; Петр Тимофеевич Петров; Марина Васильевна Саржевская; Виталий Иванович Тюрин; Валерий Минович Царенков
Original assignee: Мещерякова Аделия Леонидовна; Петр Тимофеевич Петров
Priority date: 1999-05-12
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2000-07-20

Abstract

FIELD: medicine, oncology. SUBSTANCE: agent contains derivatives of chlorine e6 and medicinal polyvinylpyrrolidone taken in the following ratio of components: derivatives of chlorine e6 from 40% to 90% and medicinal polyvinylpyrrolidone from 60% to 10%. Agent shows stability for prolonged storage in lyophilized state at the room temperature. EFFECT: enhanced specific activity of agent as compared with pure chlorine e6 and its salts, improved properties. 1 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к медицине, в частности к онкологии. Касается состава фармацевтической композиции препарата-фотосенсибилизатора для фотодинамической диагностики и терапии (ФДТ) клеток злокачественных опухолей, содержащей производное хлорофилла A (18-карбокси-20-(карбоксиметил)-8-этенил-13-этил-2, 3-дигидро-3,7,12,17-тетраметил-21H,23H порфин-2-пропионовую кислоту), в дальнейшем - хлорин e6 и его соли, и поливинилпирролидон (ПВП), в лиофилизированной форме. The invention relates to medicine, in particular to oncology. Concerning the composition of the pharmaceutical composition of the photosensitizer preparation for photodynamic diagnosis and therapy (PDT) of cancer cells containing a chlorophyll A derivative (18-carboxy-20- (carboxymethyl) -8-ethenyl-13-ethyl-2, 3-dihydro-3, 7,12,17-tetramethyl-21H, 23H porphin-2-propionic acid), hereinafter - chlorin e6 and its salts, and polyvinylpyrrolidone (PVP), in lyophilized form.

Метод фотодинамической терапии основан на использовании веществ-сенсибилизаторов, которые при введении в организм локализуются преимущественно в опухоли, а при световом, в частности лазерном, возбуждении с определенной длиной волны продуцируют цитотоксические вещества, прежде всего синглетный кислород. В настоящее время известны сенсибилизаторы на основе гемина крови (гематопорфирины), фталоцианины и нафталоцианины, входящие в состав препаратов внешнего и внутреннего действия для лечения онкологических заболеваний методом ФДТ. Эти препараты рассматриваются в качестве аналогов предлагаемого изобретения. The method of photodynamic therapy is based on the use of sensitizing substances, which, when introduced into the body, are localized mainly in the tumor, and when light, in particular laser, excitation with a certain wavelength produce cytotoxic substances, primarily singlet oxygen. Sensitizers based on blood hemin (hematoporphyrins), phthalocyanines and naphthalocyanines, which are part of external and internal drugs for the treatment of oncological diseases using PDT, are currently known. These drugs are considered as analogues of the invention.

Применение синтетических фталоцианиновых соединений осложнено их высокой токсичностью, а также необходимостью использования для их возбуждения твердотельных титановых или криптоновых лазеров с недостаточной мощностью излучения или полупроводниковых лазеров, характерной особенностью которых является растянутая диаграмма направленности спектра, что вызывает заметные потери излучения при его передаче через световоды к месту локального воздействия. The use of synthetic phthalocyanine compounds is complicated by their high toxicity, as well as the necessity of using solid-state titanium or krypton lasers with insufficient radiation power or semiconductor lasers for their excitation, a characteristic feature of which is an extended radiation pattern of the spectrum, which causes noticeable radiation losses when it is transmitted through optical fibers to the place local exposure.

Наиболее изученным фотосенсибилизатором в настоящее время является препарат с коммерческим названием Фотофрин II, представляющий собой сложную смесь, содержащую порфириновые элементы, соединенные простыми и сложными эфирными связями (полигематопорфириновые простые/сложные эфиры, PHE) [1]. The most studied photosensitizer is currently a drug with the commercial name Photofrin II, which is a complex mixture containing porphyrin elements connected by simple and complex ether bonds (polyhematoporphyrin ethers / esters, PHE) [1].

Фотофрин II используется в виде раствора, содержащего 2,5-5,0 мг/мл смеси PHE в физиологическом растворе. Препарат является относительно нестабильным и склонным к образованию макрочастиц, т.к. при хранении его при комнатной температуре эфирные связи легко разрушаются. Это вызывает необходимость хранения и транспортировки его в замороженном состоянии и размораживания только непосредственно перед употреблением. Photofrin II is used in the form of a solution containing 2.5-5.0 mg / ml of a mixture of PHE in physiological saline. The drug is relatively unstable and prone to the formation of particulates, because when stored at room temperature, ether bonds are easily destroyed. This causes the need to store and transport it in a frozen state and thawing only immediately before use.

Особенность PHE заключатся в том, что они имеют интенсивные полосы поглощения в ультрафиолетовой и видимой (синей, зеленой) областях спектра, и в то же время в наиболее длинноволновой полосе поглощения (630 ± 10 нм) коэффициент экстинкции относительно невысок. Вследствие этого для эффективной фотодинамической терапии требуется введение в организм пациента значительных концентраций препарата. Кроме того, при попадании пациента под прямое солнечное излучение, имеющее значительную спектральную плотность в фиолетово-зеленой области спектра, накопленный в коже препарат проявляет значительную фототоксичность. Сильное поглощение несенсибилизированных тканей организма в спектральном диапазоне 620-640 нм приводит к значительным потерям излучения вне опухолевых тканей, обуславливает малую глубину проникновения излучения в ткани, что затрудняет лечение опухолей больших размеров. Все это приводит к снижению лечебной эффективности ФДТ с использованием PHE. A feature of PHEs is that they have intense absorption bands in the ultraviolet and visible (blue, green) regions of the spectrum, and at the same time, the extinction coefficient is relatively low in the longest wavelength absorption band (630 ± 10 nm). As a result, effective concentrations of the drug are required for effective photodynamic therapy. In addition, when a patient comes into direct sunlight, which has a significant spectral density in the violet-green region of the spectrum, the drug accumulated in the skin exhibits significant phototoxicity. The strong absorption of non-sensitized body tissues in the spectral range of 620-640 nm leads to significant radiation losses outside the tumor tissue, causes a small depth of radiation penetration into the tissue, which complicates the treatment of large tumors. All this leads to a decrease in the therapeutic effectiveness of PDT using PHE.

Таким образом, к недостаткам фотосенсибилизаторов на основе PHE относится неопределенность их химического состава вследствие нестандартности основного сырья, нестабильность при хранении, склонность к агрегации в водных растворах, недостаточно высокая избирательность накопления в опухоли, а также низкая скорость выведения из организма, в том числе, из кожи. Thus, the disadvantages of PHE-based photosensitizers include the uncertainty of their chemical composition due to the non-standard nature of the main raw materials, instability during storage, the tendency to aggregate in aqueous solutions, insufficiently selective accumulation in the tumor, and also a low rate of excretion from the body, including skin.

В качестве прототипа предлагаемого изобретения рассматриваются производные хлорофилла A, например хлорин e6 и его соли [2, 3]. Использование фотосенсибилизаторов данной группы позволяет получить следующие преимущества:
- увеличить глубину проникновения возбуждающего излучения, поскольку максимум поглощения хлоринов лежит вблизи окна прозрачности животной ткани (600-660 нм);
- повысить способность удерживаться в опухоли по сравнению с нормальной тканью;
- увеличить скорость эвакуации фотосенсибилизатора из организма, что резко снижает фототоксичность: через 24 часа в организме остается не более 4-6% от первоначально введенного количества; производные гематопорфиринов сохраняются в организме более 30 суток, что создает значительные трудности при их использовании ввиду опасности светового стресса;
- снизить токсичность: PHE имеет Ld50 300 мг/кг, хлорин e6 - 120 мг/кг, и относится к нетоксичным соединениям;
- препараты на основе хлоринов обладают выраженной фотодинамической активностью: коэффициент торможения роста ряда перевиваемых опухолей у крыс достигал 95,7% [2].Derivatives of chlorophyll A, for example, chlorin e6 and its salts, are considered as a prototype of the invention [2, 3]. The use of photosensitizers of this group allows you to get the following advantages:
- increase the penetration depth of the exciting radiation, since the maximum absorption of chlorins lies near the transparency window of animal tissue (600-660 nm);
- increase the ability to retain in the tumor compared with normal tissue;
- increase the speed of evacuation of the photosensitizer from the body, which dramatically reduces phototoxicity: after 24 hours, the body remains no more than 4-6% of the initially entered amount; derivatives of hematoporphyrins are stored in the body for more than 30 days, which creates significant difficulties in their use due to the danger of light stress;
- reduce toxicity: PHE has an Ld50 of 300 mg / kg, chlorin e6 - 120 mg / kg, and refers to non-toxic compounds;
- preparations based on chlorins have pronounced photodynamic activity: the growth inhibition coefficient of a number of transplanted tumors in rats reached 95.7% [2].

Недостатком хлорина e6 и его солей является их нестабильность при длительном хранении в лиофилизированном состоянии при комнатной температуре. В этих условиях наблюдается процесс агрегации и снижение растворимости, и, как следствие, снижение его терапевтической активности. The disadvantage of chlorin e6 and its salts is their instability during prolonged storage in a lyophilized state at room temperature. Under these conditions, there is a process of aggregation and a decrease in solubility, and, as a result, a decrease in its therapeutic activity.

В задачу изобретения входило повышение качества препарата за счет сохранения стабильности физико-химических свойств, а именно растворимости и специфической активности препарата при длительном хранении в лиофилизированном состоянии при комнатной температуре. The objective of the invention was to improve the quality of the drug by maintaining the stability of physico-chemical properties, namely the solubility and specific activity of the drug during prolonged storage in a lyophilized state at room temperature.

Суть изобретения заключается в создании фармацевтической композиции (ФК) для ФДТ, имеющей более высокую специфическую активность и стабильность при хранении. The essence of the invention is to create a pharmaceutical composition (FC) for PDT having a higher specific activity and storage stability.

Поставленная задача достигалась тем, что в качестве фотосенсибилизатора (основного компонента ФК) используется производное хлорофилла A, например хлорина e6 и/или его солей, в комплексе с поливинилпирролидоном (ПВП) при следующем соотношении компонентов: хлорина e6 от 40 до 90%, поливинилпирролидона - от 60 до 10%. The task was achieved in that a chlorophyll A derivative, for example, chlorin e6 and / or its salts, is used as a photosensitizer (the main component of FC) in combination with polyvinylpyrrolidone (PVP) with the following ratio of components: chlorin e6 from 40 to 90%, polyvinylpyrrolidone - from 60 to 10%.

Примеры конкретного получения средства. Examples of specific funds.

Пример 1. В 1%-ный водный раствор хлорина e6 добавляют ПВП медицинский до концентрации его в растворе 0,2% и растворяют при непрерывном перемешивании. Полученную смесь подвергают стерилизующей фильтрации, разливают по флаконам и сушат лиофильно. Example 1. In a 1% aqueous solution of chlorin e6 add medical PVP to a concentration of 0.2% in a solution and dissolve with continuous stirring. The resulting mixture is subjected to sterilizing filtration, poured into vials and freeze-dried.

Пример 2. В 1,2%-ный водный раствор натриевой соли хлорина e6 добавляют ПВП до концентрации 0,2% и растворяют при непрерывном перемешивании. Полученную смесь подвергают стерилизующей фильтрации, разливают по флаконам и сушат лиофильно. Example 2. In a 1.2% aqueous solution of sodium salt of chlorin e6 add PVP to a concentration of 0.2% and dissolve with continuous stirring. The resulting mixture is subjected to sterilizing filtration, poured into vials and freeze-dried.

Пример 3. В соответствии с процедурой, описанной в примере 1, ПВП добавляют до концентрации 1%. Example 3. In accordance with the procedure described in example 1, PVP is added to a concentration of 1%.

Пример 4. В соответствии с процедурой, описанной в примере 2, ПВП добавляют до концентрации 1%. Example 4. In accordance with the procedure described in example 2, PVP is added to a concentration of 1%.

Результаты испытаний растворимости препаратов хлорина e6 и ФК с добавкой ПВП приводятся в таблице. The results of the solubility tests of the preparations of chlorin e6 and FC supplemented with PVP are given in the table.

Контроль за растворимостью осуществлялся с использованием оптического счетчика частиц. Продолжительность хранения препаратов при комнатной температуре составляла 6 и 12 месяцев. Было установлено, что ФК, изготовленные с добавкой ПВП, сохраняют растворимость в воде в течение указанного периода времени. Образования микрочастиц в растворах не обнаружено. В растворах без добавки ПВП через 6 месяцев были обнаружены частицы размером более 20 мкм, количество частиц в процессе хранения увеличивается. Solubility control was carried out using an optical particle counter. The storage duration of the preparations at room temperature was 6 and 12 months. It was found that FCs made with PVP additives retain their solubility in water for a specified period of time. The formation of microparticles in solutions was not detected. In solutions without PVP additives after 6 months, particles larger than 20 microns were detected, the number of particles during storage increases.

Сравнительные исследования хлорина e6 и ФК, изготовленных в соответствии с процедурой, описанной в примерах 1-4, показали, что ФК обладают более высокой специфической активностью, чем хлорин e6, в отношении перевиваемых опухолей крыс (саркома М-1 и альвеолярный рак печени РС-1): наблюдается полный некроз опухолей на глубину до 16 мм при дозировке препарата 1 мг/кг и облучении 50 Дж/см². Тогда как хлорин e6 в такой же дозировке обеспечивает частичный некроз опухолей на глубину 7 мм. Токсичность сохранялась на низком уровне: Ld50 не превышала 140 мг/кг.Comparative studies of chlorin e6 and FC, made in accordance with the procedure described in examples 1-4, showed that FC have a higher specific activity than chlorin e6 in relation to transplantable rat tumors (sarcoma M-1 and alveolar liver cancer PC- 1): there is complete necrosis of tumors to a depth of 16 mm with a dosage of 1 mg / kg and an irradiation of 50 J / cm ² . While chlorin e6 in the same dosage provides partial necrosis of the tumors to a depth of 7 mm. Toxicity was kept low: Ld50 did not exceed 140 mg / kg.

Таким образом, предлагаемая фармацевтическая композиция позволяет сохранить стабильность основных физико-химических характеристик, в частности растворимости, а также повысить противоопухолевый эффект препарата. Предлагаемый состав позволяет обеспечить длительное хранение препарата при комнатной температуре в лиофилизированном состоянии. Thus, the proposed pharmaceutical composition allows you to maintain the stability of the main physico-chemical characteristics, in particular solubility, as well as increase the antitumor effect of the drug. The proposed composition allows for long-term storage of the drug at room temperature in a lyophilized state.

Литература
1. Ворожцов Г. Н. , Дашкевич С.Н. и др. Сенсибилизатор для фотодинамического разрушения клеток злокачественных новообразований. Патент РФ N 2071320 от 18.04.97.Literature
1. Vorozhtsov G.N., Dashkevich S.N. and others. Sensitizer for the photodynamic destruction of cancer cells. RF patent N 2071320 from 04/18/97.

2. Сухин Г.М., Мещерякова А. Л. и др. Результаты биологических испытаний нового типа фотосенсибилизатора на основе хлорина при диагностике и терапии злокачественных новообразований. Международные медицинские обзоры. 1996 г., т. 4, N 5. 2. Sukhin G. M., Meshcheryakova A. L. et al. Results of biological tests of a new type of chlorin-based photosensitizer in the diagnosis and treatment of malignant neoplasms. International medical reviews. 1996, v. 4, No. 5.

3. Патент РФ N 2054476 "Способ получения 18-карбокси-20(карбоксиметил)-8-этенил-13-этил-2,3-дигидро-3,7- 12,17-тетраметил-21H,23H порфин-2-пропионовой кислоты или ее солей". 3. RF patent N 2054476 "Method for the preparation of 18-carboxy-20 (carboxymethyl) -8-ethenyl-13-ethyl-2,3-dihydro-3,7-12,17-tetramethyl-21H, 23H porphin-2-propionic acid or its salts. "

Claims

A means for the photodynamic diagnosis and treatment of oncological diseases based on porphyrins using chlorin e6 derivatives in a lyophilized form as a sensitizer, characterized in that it contains medical polyvinylpyrrolidone in the following ratio of components: chlorin e6 - 40 - 90%, polyvinylpyrrolidone - 60 - 10%.