RU2193563C2 - Окта-4,5-карбоксифталоцианины как фотосенсибилизаторы для фотодинамической терапии - Google Patents

Окта-4,5-карбоксифталоцианины как фотосенсибилизаторы для фотодинамической терапии Download PDF

Info

Publication number
RU2193563C2
RU2193563C2 RU2000103198A RU2000103198A RU2193563C2 RU 2193563 C2 RU2193563 C2 RU 2193563C2 RU 2000103198 A RU2000103198 A RU 2000103198A RU 2000103198 A RU2000103198 A RU 2000103198A RU 2193563 C2 RU2193563 C2 RU 2193563C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
octa
photodynamic therapy
zinc
dose
carboxyphthalocyanines
Prior art date
Application number
RU2000103198A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2000103198A (ru
Inventor
Г.Н. Ворожцов
Н.И. Казачкина
Ю.М. Лужков
Н.А. Кузнецова
Е.А. Лукьянец
С.А. Михаленко
Е.В. Печерских
Л.И. Соловьева
В.И. Чиссов
Р.И. Якубовская
Original Assignee
Государственный научный центр Российской Федерации "НИОПИК"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный научный центр Российской Федерации "НИОПИК" filed Critical Государственный научный центр Российской Федерации "НИОПИК"
Priority to RU2000103198A priority Critical patent/RU2193563C2/ru
Publication of RU2000103198A publication Critical patent/RU2000103198A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2193563C2 publication Critical patent/RU2193563C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области медицины и касается применения окта-4,5-карбоксифталоцианинов алюминия или цинка формулы
Figure 00000001

где M= AlOH, Zn, в качестве фотосенсибилизаторов для фотодинамической терапии. Предлагаемые фотосенсибилизаторы обладают увеличенной селективностью накопления в опухолевой ткани. 3 табл.

Description

Изобретение относится к фармацевтической химии, а более конкретно к препаратам для фотодинамической терапии (ФДТ) злокачественных опухолей и других патологических новообразований.
Метод ФДТ основан на использовании фотосенсибилизаторов, которые при введении в организм локализуются преимущественно в опухоли, а при световом, в частности лазерном возбуждении, продуцируют цитотоксические вещества, прежде всего синглетный кислород. В настоящее время в клинической практике применяются фотосенсибилизаторы на основе сложных смесей производных гематопорфирина, например Fotofrin-II (E. Sternberg, D. Dolphin, С, Bruckner. Tetrahedron, 54, 4151 (1998)). Недостаток этих фотосенсибилизаторов заключается в том, что их коэффициент экстинкции в наиболее длинноволновой полосе (620-640 нм) относительно невысок, в то время как поглощение несенсибилизированных тканей в этой области весьма значительно. Это уменьшает глубину проникновения излучения в ткани, что затрудняет лечение опухолей больших размеров и требует увеличения доз вводимого в организм препарата и терапевтического излучения.
Эти недостатки частично устраняются при использовании для ФДТ фотосенсибилизатора - сульфированного фталоцианина алюминия ("Фотосенса"), поглощающего в спектральном диапазоне 660-680 нм с коэффициентом экстинкции в максимуме, превышающем 105 л•моль-1•см-1. Поглощение несенсибилизированных тканей в диапазоне 660-680 нм падает, при этом растет глубина фотодинамического воздействия на ткани, что позволяет в целом повысить эффективность ФДТ. Этот препарат наиболее близок к предлагаемым фотосенсибилизаторам и поэтому выбран в качестве аналога:
Figure 00000003

Однако "Фотосенс" обладает все же недостаточно высоким контрастом накопления в опухолевой ткани, следовательно, весьма высокой величиной используемой дозы (0,5-0,8 мг на кг веса тела), следствием чего является, учитывая малую скорость его выведения из организма, наличие у него нежелательной кожной токсичности.
Задачей предлагаемого изобретения является изыскание новых фотосенсибилизаторов, которые обладали бы увеличенной селективностью накопления в опухолевой ткани, не уступая в эффективности "Фотосенсу" по другим показателям. Для решения этой задачи в настоящем изобретении в качестве фотосенсибилизатора для ФДТ предлагаются окта-4,5-карбоксифталоцианины алюминия и цинка (в виде их натриевых солей):
Figure 00000004

Известно применение эти соединений в качестве сшивающих агентов для получения термостойких эпоксидных смол (Пат.США 3301814,260-37,1967).
Окта-4,5-карбоксифталоцианины (РсС8) алюминия и цинка получены взаимодействием диангидрида пиромеллитовой кислоты с солями соответствующих металлов, например хлористым алюминием и ацетатом цинка, в присутствии мочевины с последующим гидролизом промежуточно образующихся тетраимидов РсС8. A1PcC8 получен гидролизом тетраимида кипячением в 20%-ной серной кислоте, a ZnPcC8 - в 15%-ном триэтиленгликолевом растворе едкого кали. Для выделения чистых мономеров РсС8 и их отделения от примесей димеров и олигомеров использована хроматографическая очистка их водных растворов на окиси алюминия. РсС8 переведены в их натриевые соли растворением в рассчитанном количестве водного едкого натра и последующим упариванием растворов досуха.
Пример 1. Получение окта-4,5-карбоксифталоцианина алюминия (AlPcC8)
Тетраимид окта-4,5-карбоксифталоцианина алюминия
Смесь 47,0 г (0,212 моль) диангидрида пиромеллитовой кислоты, 7,26 г безводного хлористого алюминия (0,0545 моль), 127,2 г (2,12 моль) сухой мочевины и 1 г молибдата аммония сплавляют в течение 3 ч при 215-220oС. Плав охлаждают до 80-90oС, прибавляют горячую воду и смесь кипятят 1 ч, суспензию фильтруют, осадок промывают на фильтре горячей водой, отжимают и кипятят с 10%-ной водной соляной кислотой. Соляно-кислую суспензию фильтруют горячей, осадок на фильтре промывают горячей водной соляной кислотой и горячей водой до нейтральной реакции Соляно-кислую обработку повторяют дважды. Получают 30,1 г (68%) AlPcC8. ИК-спектр, таблетка КВr, см-1: 1680, 1710, 1755 (С=О имидной группы).
Окта-4,5-карбоксифталоцианин алюминия
30,1 г измельченного тетраимида окта-4,5-карбоксифталоцианина алюминия прибавляют к 300 мл 20%-ной серной кислоты и кипятят при перемешивании в течение 72 ч. Суспензию фильтруют горячей, осадок на фильтре промывают горячей 5%-ной серной кислотой, затем горячей дистиллированной водой до нейтральной реакции, высушивают и получают 8.6 г технического AlPcC8, который измельчают и суспендируют в 100 мл дистиллированной воды и переводят в натриевую соль добавлением 1%-ного раствора едкого натра. Полученный раствор фильтруют и хроматографированием на окиси алюминия выделяют 2.65 г (8.1%) мономерного А1РсС8; 1.95 г смеси мономера и димера и 2.7 г олигомера. Мономер суспендируют в дистиллированной воде и добавлением 1%-ного раствора едкого натра до рН 8.9 переводят в натриевую соль. Раствор фильтруют, фильтрат упаривают досуха, сухой остаток измельчают, перемешивают с этанолом и высушивают при 106-110oС. Получают с количественным выходом октанатриевую соль AlPcC8.
Найдено, %: С 42.24; Н 1,67; N 10,04.
С40Н8N8А1Nа8017•2Н20.
Вычислено, %: С 42,04; Н 1,06; N 9,81.
λмакс, нм, в фосфатном буфере (рН 8):361, 614, 690.
Пример 2. Получение окта-4,5-карбоксифталоцианина цинка (ZnPcC8)
Тетраимид окта-4,5-карбоксифталоцианина цинка
Смесь 23.5 г (0.106 моль) диангидрида пиромеллитовой кислоты, 9.72 г безводного ацетата цинка (0.053 моль), 63.6 г (1.06 моль) сухой мочевины и 0.5 г молибдата аммония и 25 мл 1-бромнафталина перемешивают в течение 4 ч при 230-235oС в токе азота. Охлажденную реакционную массу фильтруют, осадок на фильтре промывают бензолом, остаток кипятят с водой, суспензию фильтруют, осадок на фильтре отжимают и кипятят 1 ч с 5%-ной водной соляной кислотой, фильтруют, обработку соляной кислотой повторяют дважды. Осадок на фильтре промывают горячей водой до нейтральной реакции, отжимают и кипятят 1 ч с 740 мл 4%-ного водного раствора аммиака, раствор охлаждают, подкисляют 5%-ной соляной кислотой, суспензию фильтруют, осадок промывают последовательно 5%-ной соляной кислотой, кипятят горячей 5%-ной водной соляной кислотой, горячей дистиллированной водой, отжимают и высушивают. Выход очищенного имида 4.55 г (18.5%). ИК-спектр, таблетка КВr, см-1: 1695, 1710, 1750 (С=O имидной группы).
Окта-4,5-карбоксифталоцианин цинка
30.1 г тетраимида ZnPcC8 прибавляют к раствору 21,6 г едкого кали в 127 мл триэтиленгликоля и нагревают при перемешивании в токе азота до 135oС и перемешивают 2 ч при этой температуре. Реакционную массу охлаждают, выливают в 10%-ный водный раствор соляной кислоты. Суспензию фильтруют, осадок на фильтре промывают горячей водной соляной кислотой, затем горячей дистиллированной водой до нейтральной реакции, отжимают и высушивают. Получают 3.05 г (61%) технического ZnPcC8, который очищают хроматографированием на окиси алюминия. Выход чистого мономера 1.75 г (37%).
Найдено, %: С 40,87; Н 1.50, N 10,65.
C40H16N8020Zn.
Вычислено, %: С 40,78; Н 1,37, N 9.51.
λмакс, нм, в фосфатном буфере (рН 8): 354, 618, 686.
Октанатриевая соль ZnPcC8 получена с количественным выходом аналогично.
Физико-химические свойства
Натриевые соли АlРсС8 и ZnPcC8 представляют собой прекрасно растворимые в воде соединения, малорастворимые в спиртах и неполярных органических растворителях. В электронном спектре их растворов в воде и в фосфатном буфере с физиологическим значением рН 7,4 наблюдается интенсивная длинноволновая полоса Q в области 690 нм с четко выраженными колебательными спутниками, что свидетельствует об образовании ими истинных, неагрегированных растворов (максимумы при 690 нм для А1РсС8 и 686 нм для ZnPcC8). Введение детергента Triton Х-100 не приводит к изменению спектра, что подтверждает отсутствие агрегатов в растворе сенсибилизатора.
Для оценки эффективности AlPcC8 и ZnPcC8 как сенсибилизаторов были определены квантовые выходы синглетного кислорода (φΔ), высокая реакционная способность которого по отношению к биомолекулам в значительной мере определяет фототоксичность сенсибилизаторов в методе ФДТ.
Величины φΔ определяли относительно бенгальского розового в водном буферном растворе с рН 7.4. Акцептором синглетного кислорода служила растворимая в воде натриевая соль антрацен-9,10-диметил-бис(малоновой) кислоты, полученная по известному методу (Ю. Постовский, Н. Беднягина. ЖОрХ, 7, 2919 (1937)). Концентрация сенсибилизатора составляла ~ 10-5 моль/л. Раствор красителя, содержащий 1•10-3 моль/л акцептора, помещали в стандартную кювету с толщиной оптического слоя 1 см и облучали светом лампы ДКСШ-150 в длинноволновую полосу поглощения сенсибилизатора через стеклянный светофильтр ЖС-18 и интерференционный фильтр с максимумом пропускания 550 нм для бенгальского розового (стандарт) и 700 нм для фталоцианинов. Интенсивность световых потоков определяли, используя измеритель мощности Spectra Physics 404, долю поглощаемого образцом света рассчитывали интегрированием перекрывания спектров пропускания светофильтров и спектра поглощения красителей. Фотосенсибилизированное окисление акцептора синглетного кислорода контролировали спектрофотометрически по снижению поглощения в максимуме на длине волны 400 нм при толщине оптического слоя 0.05 см. Для расчета φΔ использовали соотношение:
Figure 00000005

где φΔБР - квантовый выход генерации синглетного кислорода бенгальским розовым в воде, равный 0.75 (D.C. Neckers. J. Photochem. Photobiol. A., 47, N 1 (1989)), w и wБР - скорости расходования акцептора, сенсибилизированного МРсС8 либо бенгальским розовым соответственно, I - количество поглощенных сенсибилизатором в единицу времени квантов света.
Квантовые выходы φΔ составили 0.17±0.03 для А1РсС8 и 0.57±0.07 для ZnPcC8.
Накопление в тканях животных
Селективность накопления РсС8 оксиалюминия и цинка изучали на мышах с опухолью Эрлиха. Их содержание в тканях оценивали флюоресцентным методом на лазерной диагностической установке на основе He-Ne лазера (длина волны генерации - 633 нм) контактным способом ex vivo (N.N. Zharkova, D.N. Kozlov, Yu.N. Polivanov, et al. "Laser-excited fluorescence spectrometric system for tissue diagnostics", Proc. SPIE, vol. 2328, pp. 196-201, 1994). В качестве критерия использована константа селективности (Кс), представляющая собой отношение интенсивностей флюоресценции в опухоли и в окружающей ткани (коже).
Фотосенсибилизаторы вводили внутривенно в дозе 5 мг/кг, флюоресценцию регистрировали через 24 и 48 ч. В качестве контроля сравнения вводили "Фотосенс" в дозе 2 мг/кг (доза препарата, при которой Кс "Фотосенса" в опухоли Эрлиха - максимальна). (Kazachkina N.I., Zharkova N.N., Fomina G.I. et al Pharmacokinetical study of Al- and Zn-sulphonated phthalocyanines. Proc. SPIE, vol. 2924, pp. 233-249, 1996). Эксперименты показали, что оба фотосенсибилизатора имеют максимум флюоресценции в тканях мышей при 698 нм, избирательно накапливаются в опухоли Эрлиха с константой селективности в 3-4 раза выше, чем у "Фотосенса" (таблица 1).
Фотодинамическая терапия
АlРсС8 и ZnPcC8 вводили внутривенно в дозах 5 и 25 мг/кг мышам BDF1 с опухолью Р-388, привитой подкожно в область икроножной мышцы правой лапы, и с опухолью Эрлиха, привитой подкожно в подлопаточную область справа. Через 4 ч после этого опухоли облучали красным светом (фильтры Кс-10 и СЗС-26, λ≥630 нм), используя излучатель АТО-1 (НПО "Полюс") на основе галогеновой лампы (150 Вт, "Olympus", Япония) с оптоволоконным жгутом. Диаметр светового пятна составлял 1.5 см, плотность мощности - от 120 до 360 мВт/см2, световая доза - от 108 до 324 Дж/см2.
В качестве контроля сравнения вводили "Фотосенс" в дозе 5 мг/кг (максимально переносимая доза препарата у животных с привитой на лапу опухолью при плотности энергии - 400 Дж/см2). Облучение проводили через 24 ч после введения препарата.
Противоопухолевый эффект оценивали по торможению роста опухоли (ТРО) и увеличению продолжительности жизни мышей (УПЖ) относительно соответствующих величин у животных, не подвергавшихся каким-либо воздействиям. Биологически значимыми считали ТРO≥50% и УПЖ≥25% (Экспериментальная оценка противоопухолевых препаратов в СССР и США 1980, М., Медицина - С. 71-106).
В результате проведенных экспериментов показано, что ФДТ с РсС8 оксиалюминия и цинка подавляет рост опухоли Эрлиха (таблица 2).
Провести сравнение терапевтической эффективности РсС8 и "Фотосенса" в отношении опухоли Эрлиха не представляется возможным, так как при данной локализации опухоли при использовании в ФДТ "Фотосенса" в дозе 5 мг/кг наблюдается 100% гибель мышей.
Доза фотосенсибилизатора 25 мг/кг, световая доза - 324 Дж/см2.
У мышей с Р-388 (таблица 3) величины ТРО в группах, получавших РсС8 с последующим облучением, тем больше, чем выше доза фотосенсибилизатора и световая доза.
Применение РсС8 цинка в качестве фотосенсибилизатора приводит к увеличению продолжительности жизни леченых мышей с Р-388. Биологически значимые величины УПЖ наблюдаются в группах, получавших РсС8 цинка с последующим облучением в дозе 324 Дж/см2. Здесь УПЖ составляла 29-35% в зависимости от дозы фотосенсибилизатора. ФДТ с "Фотосенсом" в максимально переносимой дозе при данной локализации опухоли также приводит к торможению роста опухоли и увеличению продолжительности жизни подопытных мышей. Однако она несколько ниже, чем при применении октакарбоксифталоцианина цинка.
Таким образом, предлагаемые в настоящем изобретении новые фотосенсибилизаторы обладают увеличенной селективностью накопления в опухолевой ткани, не уступая используемому аналогу в эффективности ФДТ.

Claims (1)

  1. Применение окта-4,5-карбоксифталоцианинов в виде их натриевых солей общей формулы
    Figure 00000006

    где M= AlOH, Zn,
    в качестве фотосенсибилизаторов для фотодинамической терапии.
RU2000103198A 2000-02-11 2000-02-11 Окта-4,5-карбоксифталоцианины как фотосенсибилизаторы для фотодинамической терапии RU2193563C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000103198A RU2193563C2 (ru) 2000-02-11 2000-02-11 Окта-4,5-карбоксифталоцианины как фотосенсибилизаторы для фотодинамической терапии

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000103198A RU2193563C2 (ru) 2000-02-11 2000-02-11 Окта-4,5-карбоксифталоцианины как фотосенсибилизаторы для фотодинамической терапии

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000103198A RU2000103198A (ru) 2002-01-10
RU2193563C2 true RU2193563C2 (ru) 2002-11-27

Family

ID=20230432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000103198A RU2193563C2 (ru) 2000-02-11 2000-02-11 Окта-4,5-карбоксифталоцианины как фотосенсибилизаторы для фотодинамической терапии

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2193563C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464021C1 (ru) * 2011-07-06 2012-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр "Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей" (ФГУП "ГНЦ "НИОПИК") Способ получения натриевой соли окта-4,5-карбоксифталоцианина кобальта

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464021C1 (ru) * 2011-07-06 2012-10-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр "Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей" (ФГУП "ГНЦ "НИОПИК") Способ получения натриевой соли окта-4,5-карбоксифталоцианина кобальта

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5330741A (en) Long-wavelength water soluble chlorin photosensitizers useful for photodynamic therapy and diagnosis of tumors
US5004811A (en) Tetrapyrrole aminocarboxylic acids
Brasseur et al. Synthesis and photodynamic activities of silicon 2, 3-naphthalocyanine derivatives
US9040687B2 (en) Process for the preparaton of novel porphyrin derivatives and their use as PDT agents and fluorescence probes
US5166197A (en) Phthalocyanine photosensitizers for photodynamic therapy
JP6396919B2 (ja) 光線力学療法および診断に有用なクロリン誘導体
RU2159612C2 (ru) Фотосенсибилизаторы
JP4733126B2 (ja) 蛍光色素と腫瘍親和性テトラピロールの付加物
US6103751A (en) Carotene analogs of porphyrins, chlorins and bacteriochlorins as therapeutic and diagnostic agents
Roeder Tetrapyrroles: a chemical class of potent photosensitizers for the photodynamic treatment of tumours
Faustino et al. Meso‐Tetraphenylporphyrin Dimer Derivative as a Potential Photosensitizer in Photodynamic Therapy
RU2193563C2 (ru) Окта-4,5-карбоксифталоцианины как фотосенсибилизаторы для фотодинамической терапии
JP2021528482A (ja) オキサジン系化合物およびその使用
KR20010101728A (ko) 포르피린 화합물
RU2146144C1 (ru) Препарат для фотодинамической терапии
RU2810784C1 (ru) Способ получения водорастворимого металлокомплекса хлорина е6 с медью
CN111484469B (zh) 吡喃亚基丙二腈类光敏剂先导化合物合成方法及其应用
RU2707754C1 (ru) Производные фторированного порфирина, проявляющие противоопухолевую активность
RU2220722C1 (ru) Способ получения субстанции фотосенсибилизатора для фотодинамической терапии
Canyurt EFFORTS TOWARDS SYNTHESIS OF HYDROGEN SULFIDE ACTIVATED BODIPY BASED PDT AGENT
US20220194952A1 (en) Tetrapyrrolic conjugates and uses thereof for imaging
BICKERS Photoradiation diagnosis and therapy: Dermatologic and photobiologic aspects
RU2183635C2 (ru) Сульфозамещенные фталоцианины как фотосенсибилизаторы для фотодинамической терапии
CN113717183B (zh) 周环不对称精氨酸修饰酞菁及其制备和在制药领域的应用
RU2725876C1 (ru) Производные фторсодержащих хлоринов, проявляющие противоопухолевую активность