RU2282646C1 - Photosensitizing agents for photodynamic therapy - Google Patents

Photosensitizing agents for photodynamic therapy Download PDF

Info

Publication number
RU2282646C1
RU2282646C1 RU2005116328/04A RU2005116328A RU2282646C1 RU 2282646 C1 RU2282646 C1 RU 2282646C1 RU 2005116328/04 A RU2005116328/04 A RU 2005116328/04A RU 2005116328 A RU2005116328 A RU 2005116328A RU 2282646 C1 RU2282646 C1 RU 2282646C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phthalocyanine
tumor
photodynamic therapy
photosensitizing agents
znpcchol
Prior art date
Application number
RU2005116328/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Николаевич Ворожцов (RU)
Георгий Николаевич Ворожцов
Тать на Анатольевна Кармакова (RU)
Татьяна Анатольевна Кармакова
Юрий Михайлович Лужков (RU)
Юрий Михайлович Лужков
нец Евгений Антонович Лукь (RU)
Евгений Антонович Лукьянец
Наталь Борисовна Морозова (RU)
Наталья Борисовна Морозова
Владимир Михайлович Негримовский (RU)
Владимир Михайлович Негримовский
Андрей Александрович Панкратов (RU)
Андрей Александрович Панкратов
Анна Дмитриевна Плютинска (RU)
Анна Дмитриевна Плютинская
Валерий Иванович Чиссов (RU)
Валерий Иванович Чиссов
Ольга Алексеевна Южакова (RU)
Ольга Алексеевна Южакова
Раиса Ивановна Якубовска (RU)
Раиса Ивановна Якубовская
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр "Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей" (ФГУП "ГНЦ "НИОПИК")
Московский научно-исследовательский онкологический институт им.П.А.Герцена (МНИОИ им.П.А.Герцена)
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр "Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей" (ФГУП "ГНЦ "НИОПИК"), Московский научно-исследовательский онкологический институт им.П.А.Герцена (МНИОИ им.П.А.Герцена) filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр "Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей" (ФГУП "ГНЦ "НИОПИК")
Priority to RU2005116328/04A priority Critical patent/RU2282646C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2282646C1 publication Critical patent/RU2282646C1/en

Links

Abstract

FIELD: medicine, in particular photosensitizing agents for photodynamic therapy.
SUBSTANCE: invention relates to quaternary phthalocyanines of general formula MPc(CH2X)nCln, wherein Pc is phthalocyanine rest C32H16N8; M is Zn, AlY; n = 6-8; X is
Figure 00000003
Y is Cl, OH, OSO3H, useful as photosensitizing agents in photodynamic therapy having high photoinduced activity in vivo and in vitro.
EFFECT: new class of effective photosensitizing agents useful in treatment of various tumors by photodynamic therapy.
1 dwg, 8 ex

Description

Настоящее изобретение относится к медицине, а именно - к фотосенсибилизаторам для фотодинамической терапии (ФДТ) злокачественных новообразований и ряда других патологических состояний.The present invention relates to medicine, namely to photosensitizers for photodynamic therapy (PDT) of malignant neoplasms and a number of other pathological conditions.

Метод ФДТ основан на применении природных или синтетических фотосенсибилизаторов (ФС), которые обладают тропностью к опухолевой ткани. При облучении светом определенной длины волны ФС переходит в активированное состояние, которое инициирует образование цитотоксических агентов, в частности свободных радикалов и синглетного кислорода, вызывающих разрушение опухолевой ткани.The PDT method is based on the use of natural or synthetic photosensitizers (PS), which have a tropism for tumor tissue. When irradiated with light of a certain wavelength, the PS transforms into an activated state, which initiates the formation of cytotoxic agents, in particular free radicals and singlet oxygen, which cause destruction of the tumor tissue.

В настоящее время в клинической практике применяют ФС, относящиеся к классу гематопорфиринов, например фотофрин-2 и фотогем, которые используются для лечения опухолей различных поверхностных локализаций (Van Lier J.Phtalocyanines as sensitizers for PDT of cancer // Photodynamic Therapy of Neoplastic Disease, CRS Press, Boca Raton, FL, 1990, vol.1, pp.279-291). Недостатками ФС этого класса являются: поглощения при длине волны 620-640 нм, что позволяет поражать опухоль глубиной до 0.5 см; низкая интенсивность поглощения в максимуме (величина экстинкции ε=3000), невысокая селективность накопления в опухолевой ткани; медленное выведение из организма и, как следствие, повышенная кожная фоточувствительность.Currently, in clinical practice, FSs belonging to the class of hematoporphyrins, such as photofrin-2 and photogem, are used to treat tumors of various superficial localizations (Van Lier J. Phthalocyanines as sensitizers for PDT of cancer // Photodynamic Therapy of Neoplastic Disease, CRS Press, Boca Raton, FL, 1990, vol. 1, pp. 279-291). The disadvantages of FS of this class are: absorption at a wavelength of 620-640 nm, which allows you to hit a tumor with a depth of up to 0.5 cm; low absorption intensity at maximum (extinction ε = 3000), low selectivity of accumulation in tumor tissue; slow elimination from the body and, as a result, increased skin photosensitivity.

Преимущества в некотором отношении имеют ФС на основе хлоринов, например радохлорин и фотодитазин. Препарат на основе хлорина е6 фотодитазин с максимумом поглощения при 662 нм имеет более высокую селективность накопления в опухоли и проникающую способность в ткани (Романько Ю.С., Цыб А.Ф., Каплан М.А. и др. Влияние фотодинамической терапии с фотодитазином на морфо-функциональные характеристики саркомы M1 // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2004. Т.138. №12. С.658-665).Chlorin-based PSs, such as radochlorin and photoditazine, have advantages in some respects. A drug based on chlorin e 6 photoditazine with a maximum absorption at 662 nm has a higher selectivity of accumulation in the tumor and penetration into the tissue (Romanko Yu.S., Tsyb AF, Kaplan MA et al. Effect of photodynamic therapy with photoditazine on the morphological and functional characteristics of M1 sarcoma // Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2004. T.138. No. 12. P.658-665).

Перспективными ФС являются производные фталоцианина, например фотосенс. Препарат фотосенс на основе сульфированных производных фталоцианина алюминия имеет максимум поглощения в более длинноволновой области спектра (λmax=675 нм), высокий коэффициент молярной экстинкции ε (свыше 100000), высокий квантовый выход флуоресценции (Патент РФ N 2220722. А 61 К 31/409, 2004). Это позволяет добиваться фотоиндуцированных некрозов на глубине до 1.0 см, а также проводить многократные курсы ФДТ с использованием одной инъекции фотосенса (Вакуловская Е.Г., Шенталь В.В. Фотодинамическая терапия и флуоресцентная диагностика у больных раком кожи головы и шеи // Материалы 6 Ежегодной Российской онкологической конференции. Москва. 2002. С.44-45).Promising PSs are phthalocyanine derivatives, for example photosens. Photosens preparation based on sulfonated derivatives of aluminum phthalocyanine has a maximum absorption in the longer wavelength region of the spectrum (λ max = 675 nm), a high molar extinction coefficient ε (over 100,000), and a high fluorescence quantum yield (RF Patent N 2220722. A 61 K 31/409 , 2004). This allows achieving photoinduced necrosis to a depth of 1.0 cm, as well as conducting multiple PDT courses using one injection of photosens (Vakulovskaya E.G., Shental V.V. Photodynamic therapy and fluorescence diagnostics in patients with head and neck cancer // Materials 6 Annual Russian Oncology Conference, Moscow, 2002. P.44-45).

Однако в ходе клинического изучения были выявлены недостатки фотосенса: недостаточно высокая селективность накопления в опухолевых клетках, длительное сохранение в тканях и, как следствие, увеличение фототоксичности кожи.However, in the course of a clinical study, photosensitivity deficiencies were revealed: the selectivity of accumulation in tumor cells was not high enough, long-term preservation in the tissues, and, as a result, an increase in skin phototoxicity.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности лечения злокачественных новообразований с использованием ФДТ на основе ФС, характеризующихся высокой тропностью к опухолевой ткани, поглощением в более длинноволновой области спектра (675-700 нм), уменьшением побочных эффектов за счет сокращения времени циркуляции в организме и обладающих высокой фо-тоиндуцированной активностью.The objective of the invention is to increase the effectiveness of the treatment of malignant neoplasms using PDT based on FS, characterized by high tropism to the tumor tissue, absorption in the longer wavelength region of the spectrum (675-700 nm), reduction of side effects due to the reduction of circulation time in the body and having high ph -induced activity.

Для решения этой задачи в качестве ФС для ФДТ предлагается использование положительно заряженных фталоцианинов - катионных кватернизованных хлорме-тилзамещенных фталоцианинов с различными боковыми заместителями и центральными атомами металла следующей общей формулы:To solve this problem, the use of positively charged phthalocyanines, cationic quaternized chloromethyl substituted phthalocyanines with various side substituents and central metal atoms of the following general formula, is proposed as a PS for PDT:

Figure 00000004
Figure 00000004

где Рс=остаток фталоцианина C32H16N8,where Pc = phthalocyanine residue C 32 H 16 N 8 ,

М=Zn, AlY,M = Zn, AlY,

n=6÷8,n = 6 ÷ 8,

Figure 00000005
Figure 00000005

Y=Cl, OH, OSO3H, например:Y = Cl, OH, OSO 3 H, for example:

ZnPcChol8 - октакис(2-гидроксиэтилдиметиламмониометил)фталоцианин цинка октахлорид;ZnPcChol 8 - octakis (2-hydroxyethyl dimethylammoniomethyl) phthalocyanine zinc octachloride;

AlPcChol8 - октакис(2-гидроксиэтилдиметиламмониометил)фталоцианин хлоралюминия октахлорид;AlPcChol 8 - octakis (2-hydroxyethyl dimethylammoniomethyl) phthalocyanine chloroaluminum octachloride;

ZnPcPym8 - октакис(пиридиниометил)фталоцианин цинка октахлорид;ZnPcPym 8 - octakis (pyridiniomethyl) zinc phthalocyanine octachloride;

AlPcPym8 - октакис(пиридиниометил)фталоцианина хлоралюминия октахлорид;AlPcPym 8 - octakis (pyridiniomethyl) phthalocyanine chloraluminium octachloride;

ZnPcTmed8 - октакис(N-(2-(диметиламино)этил)-N,N-диметиламмониометил)фталоцианин цинка октахлорид;ZnPcTmed 8 - octakis (N- (2- (dimethylamino) ethyl) -N, N-dimethylammoniomethyl) phthalocyanine zinc octachloride;

ZnPcThea8 - октакис(N,N,N-три(2-гидроксиэтил)аммониометил)фталоцианин цинка октахлорид;ZnPcThea 8 - octakis (N, N, N-tri (2-hydroxyethyl) ammoniomethyl) phthalocyanine zinc octachloride;

ZnPcPmed8 - октакис(N,N-диметил-N-(2-триметиламмониоэтил)аммониометил)фталоцианин цинка октаиодид октахлорид.ZnPcPmed 8 - octakis (N, N-dimethyl-N- (2-trimethylammonioethyl) ammoniomethyl) phthalocyanine zinc octaiodide octachloride.

Настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерами.The present invention is illustrated by the following examples.

Пример 1Example 1

К 2.5 г (2.58 ммоль) октакис(хлорметил)фталоцианина цинка (найдено, %: Cl 29.05; вычислено, %: Cl 29.36), полученного аналогично описанному в патенте №844338, 1953, добавляют 5 мл диметилформамида и 5 мл N,N-диметиламиноэтанола. Смесь перемешивают 2 ч при 100°С, выпавший осадок отфильтровывают, промывают ацетоном, сушат и получают 3.4 г (78.3%) октакис(N-(2-гидроксиэтил)-N,N-диметиламмониометил)фталоцианина цинка октахлорида (ZnPcChol8). Электронный спектр поглощения, λmax, нм (Н2O): 679-680. Найдено, %: С 51.41; Н 6.84; N 13.07; Cl 15.88. Вычислено для C72H112AlCl8N16O8Zn, %: С 51.50; Н 6.72; N 13.35; Cl 16.89.To 2.5 g (2.58 mmol) octakis (chloromethyl) zinc phthalocyanine (found,%: Cl 29.05; calculated,%: Cl 29.36) obtained as described in patent No. 84,4338, 1953, 5 ml of dimethylformamide and 5 ml of N, N- dimethylaminoethanol. The mixture was stirred for 2 hours at 100 ° C, the precipitate was filtered off, washed with acetone, dried and 3.4 g (78.3%) octakis (N- (2-hydroxyethyl) -N, N-dimethylammoniomethyl) phthalocyanine zinc octachloride (ZnPcChol 8 ) were obtained. Electronic absorption spectrum, λ max , nm (H 2 O): 679-680. Found,%: C 51.41; H 6.84; N 13.07; Cl 15.88. Calculated for C 72 H 112 AlCl 8 N 16 O 8 Zn,%: C 51.50; H 6.72; N 13.35; Cl 16.89.

Пример 2Example 2

Аналогично примеру 1 из гексахлорметилзамещенного фталоцианина цинка (найдено, %: Cl 24.98; вычислено для ZnPc(CH2Cl)6, %: Cl 24.48) получают гексакис(N-(2-гидроксиэтил)-N,N-диметиламмониометил)фталоцианин цинка гексахлорид (ZnPcChol6). Электронный спектр поглощения, λmax, нм (H2O): 677-679.Analogously to example 1, from hexachloromethyl substituted zinc phthalocyanine (found,%: Cl 24.98; calculated for ZnPc (CH 2 Cl) 6 ,%: Cl 24.48), hexakis (N- (2-hydroxyethyl) -N, N-dimethylammoniomethyl) zinc phthalocyanine hexachloride is obtained (ZnPcChol 6 ). Electronic absorption spectrum, λ max , nm (H 2 O): 677-679.

Пример 3Example 3

Нагревают при кипении смесь 0.150 мг октакис(хлорметил)фталоцианина цинка и 2 мл пиридина в течение 1 ч, затем смесь фильтруют, промывают ацетоном, сушат и получают 0.228 г (87.6%) октакис(пиридиниометил)фталоцианина цинка октахлорида (ZnPcPym8). Электронный спектр поглощения, λmax, нм (Н2О): 679-680.A mixture of 0.150 mg octakis (chloromethyl) zinc phthalocyanine and 2 ml of pyridine is heated under reflux for 1 h, then the mixture is filtered, washed with acetone, dried, and 0.228 g (87.6%) octakis (pyridiniomethyl) phthalocyanine zinc octachloride (ZnPcPym 8 ) is obtained. Electronic absorption spectrum, λ max , nm (H 2 O): 679-680.

Пример 4Example 4

Аналогично примеру 3 из октакис(хлорметил)фталоцианина хлоралюминия получают октакис(пиридиниометил)фталоцианин хлоралюминия октахлорид (AlPcPym8). Электронный спектр поглощения, λmax, нм (Н2О): 680. Найдено, %: С 59.09; Н 4.36; N 13.49; Cl 18.41. Вычислено для C80H64AlCl9N16, %: С 60.22; Н 4.04; N 14.04; Cl 19.99.Analogously to example 3, octakis (pyridiniomethyl) phthalocyanine chloroaluminum octachloride (AlPcPym 8 ) is obtained from octakis (chloromethyl) phthalocyanine of chloraluminium. Electronic absorption spectrum, λ max , nm (H 2 O): 680. Found,%: C 59.09; H 4.36; N, 13.49; Cl 18.41. Calculated for C 80 H 64 AlCl 9 N 16 ,%: C 60.22; H 4.04; N, 14.04; Cl 19.99.

Пример 5Example 5

К 0.50 г (0.51 ммоль) октакис(хлорметил)фталоцианина цинка добавляют 2 мл диметилформамида и 3 мл N,N,N',N'-тетраметилэтилендиамина. После растворения исходного фталоцианина смесь перемешивают 1 ч при 100°С, выпавший осадок отделяют, промывают диметилформамидом, ацетоном, сушат и получают 0.71 г (73%) октакис(N-(2-(диметиламино)этил)-N,N-диметиламмониометил)фталоцианина цинка октахлорида (ZnPcTmed8). Электронный спектр поглощения, λmax, нм (Н2О): 679. Найдено, %: С 55.45; Н 7.68; N 17.09; Cl 15.05. Вычислено для C88H152Cl8N24Zn, %: С 55.70; Н 8.08; N 17.70; Cl 14.92.To 0.50 g (0.51 mmol) of octakis (chloromethyl) zinc phthalocyanine, 2 ml of dimethylformamide and 3 ml of N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine are added. After the initial phthalocyanine was dissolved, the mixture was stirred for 1 h at 100 ° C, the precipitate was separated, washed with dimethylformamide, acetone, dried and 0.71 g (73%) octakis (N- (2- (dimethylamino) ethyl) -N, N-dimethylammoniomethyl) was obtained zinc phthalocyanine octachloride (ZnPcTmed 8 ). Electronic absorption spectrum, λ max , nm (H 2 O): 679. Found,%: C 55.45; H, 7.68; N 17.09; Cl 15.05. Calculated for C 88 H 152 Cl 8 N 24 Zn,%: C 55.70; H 8.08; N, 17.70; Cl 14.92.

Пример 6Example 6

Смесь 0.1 г комплекса, полученного в примере 5, 5 мл метанола и 3 мл метилиодида перемешивают при 40°С в течение 3 ч. Осадок отделяют, промывают метанолом, сушат и получают 0.12 г (75%) октакис(N,N-диметил-N-(2-(триметиламмонио)этил)аммониометил)фталоцианина цинка октаиодида октахлорида (ZnPcPmed8). Электронный спектр поглощения, λmax, нм (Н2O): 680. Найдено, %: С 38.20; Н 5.65; N 10.75; Cl 9.05. Вычислено для С96Н176Cl8I8N24Zn, %: С 38.04; Н 5.85; N 11.08; Cl 9.35.A mixture of 0.1 g of the complex obtained in Example 5, 5 ml of methanol and 3 ml of methyl iodide was stirred at 40 ° C for 3 hours. The precipitate was separated, washed with methanol, dried and 0.12 g (75%) octakis (N, N-dimethyl- N- (2- (trimethylammonio) ethyl) ammoniomethyl) phthalocyanine zinc octaiodide octachloride (ZnPcPmed 8 ). Electronic absorption spectrum, λ max , nm (H 2 O): 680. Found,%: C 38.20; H 5.65; N, 10.75; Cl 9.05. Calculated for C 96 H 176 Cl 8 I 8 N 24 Zn,%: C 38.04; H 5.85; N 11.08; Cl 9.35.

Пример 7Example 7

Аналогично примеру 3 из гексахлорметилзамещенного фталоцианина алюминия со степенью замещения, примерно равной шести, (найдено, %: Cl 23.27; вычислено для НО3SOAlPc(СН2Cl)6, %: Cl 22.93) получают гексакис(пиридиниометил)-фталоцианин гидросульфатоалюминия гексахлорид (AlPcPym6). Электронный спектр поглощения, λmax, нм (Н2O): 680-682.Analogously to example 3, from hexachloromethyl-substituted aluminum phthalocyanine with a degree of substitution of approximately six (found,%: Cl 23.27; calculated for HO 3 SOAlPc (CH 2 Cl) 6 ,%: Cl 22.93), hexakis (pyridiniomethyl) -phthalocyanine hydrosulfatoaluminium (hexahloroaluminium (hexahloroaluminium) AlPcPym 6 ). Electronic absorption spectrum, λ max , nm (H 2 O): 680-682.

Пример 8Example 8

Аналогично примеру 1 из гексахлорметилзамещенного фталоцианина алюминия (найдено, %: Cl 23.27; вычислено для НО3SOAlPc(СН2Cl)6, %: Cl 22.93) получают гексакис(N-(2-гидроксиэтил)-N,N-диметиламмониометил)фталоцианин гидро-сульфатоалюминия гексахлорид (AlPcChol6). Электронный спектр поглощения, λmax, нм (Н2O): 680-682.Analogously to example 1, from hexachloromethyl-substituted aluminum phthalocyanine (found,%: Cl 23.27; calculated for HO 3 SOAlPc (CH 2 Cl) 6 ,%: Cl 22.93), hexakis (N- (2-hydroxyethyl) -N, N-dimethylammoniomethyl) phthalocyanine is obtained hydro-sulfatoaluminum hexachloride (AlPcChol 6 ). Electronic absorption spectrum, λ max , nm (H 2 O): 680-682.

Исследование фотоиндуцированной активности in vitro проводили на 2-х клеточных линиях: эпидермоидной карциноме гортаноглотки человека (Нер2) и аденокарциноме легкого человека (А 549). Для культивирования клеток использовали среду Игла-МЕМ (Нер2, А 549) с добавлением 2 mM L-глугамина и 8-10% эмбриональной телячьей сыворотки. Культивирование проводили при 37°С во влажной атмосфере с 5% содержанием СО2. Клетки рассеивали в лунки плоскодонного 96-луночного микропланшета ("Costar", США) по 100 мкл суспензии клеток в концентрации 0.5×105 кл/мл. Через 24 часа вносили в лунку по 50 мкл тестируемых соединений в серийных разведениях и инкубировали в течение 2 часов в стандартных условиях и далее облучали галогеновой лампой мощностью 500 Вт через водный фильтр толщиной 5 см и широкополосный фильтр КС-13 (λ≥640 нм). Плотность мощности составляла 14±2 мВт/см2, время облучения 13-15 мин, расчетная световая доза - 10 Дж/см2.The study of photoinduced activity in vitro was carried out on 2 cell lines: epidermoid carcinoma of the human larynxopharynx (Hep2) and human lung adenocarcinoma (A 549). The cells were cultured using Igla-MEM medium (Hep2, A 549) with the addition of 2 mM L-glutamine and 8-10% fetal calf serum. Cultivation was carried out at 37 ° C in a humid atmosphere with 5% CO 2 content. The cells were scattered into the wells of a flat-bottomed 96-well microplate (Costar, USA) with 100 μl of a suspension of cells at a concentration of 0.5 × 10 5 cells / ml. After 24 hours, 50 μl of the test compounds were introduced into the well in serial dilutions and incubated for 2 hours under standard conditions and then irradiated with a 500 W halogen lamp through a 5 cm thick water filter and a KS-13 broadband filter (λ≥640 nm). The power density was 14 ± 2 mW / cm 2 , the irradiation time was 13-15 minutes, and the calculated light dose was 10 J / cm 2 .

После облучения клетки инкубировали в стандартных условиях в течение 24 часов. Для оценки цитотоксической активности клетки помещали в затемненные условия на 24 часа. Выживаемость клеток определяли визуально, оценивая с помощью световой микроскопии морфологические изменения клеток, и колориметрическим методом с использованием МТТ-теста.After irradiation, cells were incubated under standard conditions for 24 hours. To assess the cytotoxic activity, the cells were placed in darkened conditions for 24 hours. Cell survival was determined visually, assessing morphological changes in cells using light microscopy, and colorimetric using the MTT test.

Уровень ингибирования роста клеток вычисляли по формуле (1):The level of inhibition of cell growth was calculated by the formula (1):

Figure 00000006
Figure 00000006

где ИР - уровень ингибирования роста клеток в культуре,where IR is the level of inhibition of cell growth in culture,

ODo - оптическая плотность в опыте,OD o the optical density in the experiment,

ODк - оптическая плотность в контроле. To OD - optical density in control.

Биологически значимым эффектом считали ингибирование роста клеток в культуре более чем на 50%. Величины ИК50 и ИК90, соответствующие концентрации тестируемого соединения, при которой наблюдается 50 и 90% торможение роста культуры, рассчитывали как среднюю величину по результатам трех независимых тестов.Inhibition of cell growth in culture by more than 50% was considered a biologically significant effect. The values of IR 50 and IR 90 , corresponding to the concentration of the test compound, at which 50 and 90% inhibition of culture growth is observed, was calculated as the average value according to the results of three independent tests.

Субстанция ZnPcChol8 обладает фотоактивностью в отношении двух исследованных культур клеток, причем величины ИК50 и ИК90 близки по своим значениям. При облучении в присутствии тестируемого соединения в среде инкубации (время инкубации 2 часа) концентрация ИК50 составляет 0.24±0.08 мкМ (культура НЕр 2) и 0.29±0.09 мкМ (культура А 549), а ИК90 - 1.31±0.08 мкМ и 1.30±0.08 мкМ соответственно.The substance ZnPcChol 8 has photoactivity in relation to the two studied cell cultures, and the values of IR 50 and IR 90 are close in their values. When irradiated in the presence of the test compound in the incubation medium (incubation time 2 hours), the concentration of IC 50 is 0.24 ± 0.08 μM (culture HEP 2) and 0.29 ± 0.09 μM (culture A 549), and IR 90 is 1.31 ± 0.08 μM and 1.30 ± 0.08 μM, respectively.

Производные фталоцианина цинка ZnPcTmed8, ZnPcThea8 и ZnPcPmed8 обладают высокой фотоиндуцированной активностью в отношении культуры клеток Нер2: величина ИК50 данных соединений составила 0.3±0.1 мкМ, 0.69±0.4 мкМ и 0.18±0.2 мкМ соответственно. Темновая токсичность ФС на культуре клеток в исследованном диапазоне концентраций не выявлена.ZnPcTmed 8 , ZnPcThea 8, and ZnPcPmed 8 zinc phthalocyanine derivatives have high photoinduced activity with respect to Hep2 cell culture: the IR 50 values of these compounds were 0.3 ± 0.1 μM, 0.69 ± 0.4 μM, and 0.18 ± 0.2 μM, respectively. The dark toxicity of PS on cell culture in the studied concentration range was not detected.

Специфическую активность in vivo положительно заряженных ФС изучали на животных с перевивными опухолями. Исследовали флуоресцентные свойства по способности ФС накапливаться в опухоли, оценивая уровень нормированной флуоресценции (Фн) в тканях мышей, а также противоопухолевую фотоиндуцированную активность красителей. Все ФС накапливались в опухолевой ткани и разрушали ее при облучении.The specific in vivo activity of positively charged PS was studied in animals with transplantable tumors. We studied the fluorescence properties of the ability of PS to accumulate in the tumor, evaluating the level of normalized fluorescence (PF) in mouse tissues, as well as the antitumor photoinduced activity of the dyes. All PSs accumulated in the tumor tissue and destroyed it upon irradiation.

Нормированную флуоресценцию определяли в тканях мышей с привитым подкожно на бедро лимфолейкозом Р-388. Содержание ZnPcChol8 оценивали флуоресцентным методом на лазерной диагностической установке "ЛЭСА" (ТОО "Биоспек", Москва) на основе He-Ne лазера с длиной волны генерации 633 нм контактным способом ех vivo на различные сроки наблюдения от 5 секунд до 72 часов. Интегральную интенсивность флуоресценции в диапазоне 641-724 нм нормировали на интегральную интенсивность сигнала обратного диффузного рассеяния возбуждающего лазерного излучения, таким образом определяли нормированную флуоресценцию (Фн) в ткани.Normalized fluorescence was determined in the tissues of mice grafted with subcutaneous thigh lymphocytic leukemia R-388. The content of ZnPcChol 8 was evaluated by a fluorescence method on a LESA laser diagnostic setup (Biospek LLP, Moscow) based on a He-Ne laser with a wavelength of 633 nm using an ex vivo contact method for various observation periods from 5 seconds to 72 hours. The integrated fluorescence intensity in the range of 641-724 nm was normalized to the integrated intensity of the back diffuse scattering signal of the exciting laser radiation, thus normalized fluorescence (PF) in the tissue was determined.

ZnPcChol8 вводили внутривенно в дозе 1.0 мг/кг. В ходе исследования оценивали Фн красителя и рассчитывали отношение Фн в опухоли к Фн в коже и мышце, определяя таким образом показатель селективности (Кс) накопления ФС в опухоли по сравнению с окружающими тканями.ZnPcChol 8 was administered intravenously at a dose of 1.0 mg / kg. In the course of the study, the dye PF was evaluated and the ratio of PF in the tumor to PF in the skin and muscle was calculated, thus determining the selectivity index (Ks) of PS accumulation in the tumor compared to surrounding tissues.

Исследования показали, что ZnPcChol8 имеет максимум флуоресценции в тканях мышей при 696 нм. В мышце препарат накапливается в течение 5 минут, а в опухолевой ткани Р-388 и коже максимальное значение Фн достигается через 30 минут. В тканях организма препарат задерживается в течение 1 часа, а затем быстро выводится (см. чертеж).Studies have shown that ZnPcChol 8 has a maximum fluorescence in mouse tissues at 696 nm. In the muscle, the drug accumulates over 5 minutes, and in the P-388 tumor tissue and skin, the maximum value of Fn is reached after 30 minutes. In the tissues of the body, the drug is delayed for 1 hour, and then quickly excreted (see drawing).

Чертеж. Нормированная флуоресценция (Фн) ZnPcChol8 в тканях мышей с опухолью Р-388.Drawing. Normalized fluorescence (Fn) of ZnPcChol 8 in the tissues of mice with tumor P-388.

ZnPcChol8 обладает тропностью к опухолевой ткани Р-388. Максимальное значение показателей селективности, которое регистрируется через 30 минут после введения препарата, составляет 3.3±0.6 (Фн опухоль/Фн кожа) и 3.9±0.7 (Фн опухоль/Фн мышца).ZnPcChol 8 has a tropism for tumor tissue P-388. The maximum value of the selectivity indicators, which is recorded 30 minutes after drug administration, is 3.3 ± 0.6 (fn tumor / fn skin) and 3.9 ± 0.7 (fn tumor / fn muscle).

Изучение специфической противоопухолевой активности субстанций in vivo проводилось на мышах гибридах BDF1 самках с лимфолейкозом Р-388 на 6-й-7-й день роста с использованием различных доз красителя и режимов облучения. Опухоль Р-388 прививали подкожно на бедро по 0.7×106 клеток/мышь. ФС вводили внутривенно в дозе 1 мг/кг, интервал между введением ФС и облучением составлял 5, 15, 30 и 60 минут. В качестве источника излучения применяли аппарат АТО-1 на основе галогеновой лампы мощностью 150 Вт с оптоволоконным жгутом и фильтрами КС-10 и СЗС-26 (длина волны - 600-800 нм). Плотность мощности (100-300 мВт/см2) контролировали с помощью измерителя мощности ИМПО (НПО "Плюс"), световая доза 90-270 Дж/см2. Перед облучением шерсть над опухолью удаляли. В качестве анестезии применяли 5% раствор ketamini в дозе 2.5 мг/мышь внутрибрюшинно. Продолжительность наблюдения за животными продолжалась до их гибели. В качестве контроля использовали мышей-опухоленосителей, не подвергавшихся какому-либо воздействию.The study of the specific antitumor activity of substances in vivo was carried out on mouse hybrids BDF 1 females with lymphocytic leukemia P-388 on the 6th-7th day of growth using various doses of dye and irradiation modes. The P-388 tumor was inoculated subcutaneously on the hip at 0.7 × 10 6 cells / mouse. PS was administered intravenously at a dose of 1 mg / kg, the interval between the introduction of PS and radiation was 5, 15, 30 and 60 minutes. An ATO-1 apparatus based on a 150 W halogen lamp with a fiber optic bundle and KS-10 and SZS-26 filters (wavelength - 600-800 nm) was used as a radiation source. The power density (100-300 mW / cm 2 ) was controlled using a power meter IMPO (NPO Plus), the light dose of 90-270 J / cm 2 . Before irradiation, the hair over the tumor was removed. A 5% ketamini solution at a dose of 2.5 mg / mouse was administered intraperitoneally as anesthesia. The duration of observation of the animals continued until their death. Tumor-bearing mice that were not exposed to any effect were used as control.

Эффективность ФДТ с ZnPcChol8 оценивали по торможению роста опухоли (ТРО) и увеличению продолжительности жизни (УПЖ), которые рассчитывали по формулам (2) и (3):The efficacy of PDT with ZnPcChol 8 was evaluated by inhibition of tumor growth (TPO) and increase in life expectancy (VL), which were calculated according to formulas (2) and (3):

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

где Vоп - объем опухоли, равный d1×d2×d3, где d1, d2 и d3 - три взаимно перпендикулярных диаметра опухоли, СПЖ - средняя продолжительность жизни в опытной и контрольной группе.where V op is the volume of the tumor, equal to d 1 × d 2 × d 3 , where d 1 , d 2 and d 3 are three mutually perpendicular diameters of the tumor, LNG is the average life expectancy in the experimental and control group.

ФДТ с ZnPcChol8 приводило к развитию отека с последующим формированием некротического струпа в зоне облучения, который исчезал через 8-10 суток после облучения. На эффективность ФДТ оказывает влияние световая доза. Так, увеличение дозы света от 90 до 270 Дж/см2 приводит к возрастанию значений ТРО с ZnPcChol8 от 47.1÷75.2% до 93.6÷97.1%.PDT with ZnPcChol 8 led to the development of edema, followed by the formation of a necrotic scab in the irradiation zone, which disappeared 8-10 days after irradiation. The effectiveness of PDT is influenced by the light dose. Thus, an increase in the dose of light from 90 to 270 J / cm 2 leads to an increase in the values of SRW with ZnPcChol 8 from 47.1 ÷ 75.2% to 93.6 ÷ 97.1%.

Увеличение дозы ZnPcChol8 от 0.5 до 1.0 мг/кг также приводит к увеличению ТРО от 55.9÷68.6% до 93.6÷97.1% на все сроки наблюдения (15 суток). При дальнейшем увеличении дозы до 2 мг/кг ТРО сохраняется на высоком уровне (85.3-91.2%). Продолжительность жизни животных увеличивается на 38.8% при дозе 1 мг/кг и 23.1% при дозе 2 мг/кг.An increase in the dose of ZnPcChol 8 from 0.5 to 1.0 mg / kg also leads to an increase in SRW from 55.9–68.6% to 93.6–97.1% for all observation periods (15 days). With a further increase in the dose to 2 mg / kg, SRW remains at a high level (85.3-91.2%). The life expectancy of animals increases by 38.8% at a dose of 1 mg / kg and 23.1% at a dose of 2 mg / kg.

При облучении через различные интервалы времени Δt 5, 15, 30 и 60 минут после введения красителя в дозе 1 мг/кг и световой дозе, равной 270 Дж/см2, лечебный эффект оказался выше при Δt 15 и 30 минут: ТРО составляет 87.8-100% и 95.2-100%, а УПЖ - 31.4% и 38.8% соответственно. Увеличение интервала Δt до 60 минут приводит к некоторому снижению ТРО - 73.7-91.2%.When irradiated at various time intervals Δt 5, 15, 30 and 60 minutes after dye administration at a dose of 1 mg / kg and a light dose of 270 J / cm 2 , the therapeutic effect was higher at Δt 15 and 30 minutes: TPO is 87.8- 100% and 95.2-100%, and UPZ - 31.4% and 38.8%, respectively. An increase in the Δt interval to 60 minutes leads to a certain decrease in SRW - 73.7-91.2%.

Изучение фотоиндуцированной активности in vivo на мышах с опухолью Colo 26 проводили на мышах линии Balb/c самках на 6-й-7-й день роста опухоли. Аденокарциному толстой кишки мыши Colo 26 прививали подкожно на бедро по 0.05×106 клеток/мышь. Субстанцию ZnPcChol8 вводили внутривенно в дозе 1 мг/кг. Интервал между внутривенным введением Фс и облучением составлял 30 минут. В качестве источника излучения использовали светодиодный источник красного света с максимумом поглощения при 685 нм с регулятором плотности световой мощности (25-100 мВт/см2); световая доза 90 Дж/см2. Перед облучением шерсть над опухолью удаляли. Для анестезии применяли 5% раствор ketamini в дозе 2.5 мг/мышь внутрибрюшинно. В качестве контроля использовали мыши-опухоленосители, не подвергавшиеся какому-либо воздействию. Эффективность ФДТ с ZnPcChol8 оценивали по критерию излеченности (Ки), который рассчитывали по формуле (4).The study of photoinduced activity in vivo in mice with Colo 26 tumor was performed on Balb / c female mice on the 6th-7th day of tumor growth. Colo 26 mouse colon adenocarcinoma was inoculated subcutaneously on the thigh at 0.05 × 10 6 cells / mouse. The substance ZnPcChol 8 was administered intravenously at a dose of 1 mg / kg. The interval between intravenous administration of FS and irradiation was 30 minutes. As a radiation source, we used an LED red light source with a maximum absorption at 685 nm with a regulator of light power density (25-100 mW / cm 2 ); light dose of 90 J / cm 2 . Before irradiation, the hair over the tumor was removed. For anesthesia, a 5% ketamini solution was used at a dose of 2.5 mg / mouse intraperitoneally. As a control, tumor-bearing mice that were not exposed to any effect were used. The effectiveness of PDT with ZnPcChol 8 was evaluated by the criterion of cure (Ki), which was calculated by the formula (4).

Figure 00000009
Figure 00000009

где Nи - количество излеченных животных,where N and is the number of cured animals,

No - общее количество животных в опытной группе.N o - the total number of animals in the experimental group.

ФДТ с ZnPcChol8 (доза 1.0 мг/кг) приводит к полной резорбции опухоли Colo 26 (Ки=100%) независимо от условий облучения - 100, 50 и 25 мВт/см2, 90 Дж/см2, Δt 30 минут.PDT with ZnPcChol 8 (dose 1.0 mg / kg) leads to complete resorption of the Colo 26 tumor (K and = 100%) regardless of the irradiation conditions - 100, 50 and 25 mW / cm 2 , 90 J / cm 2 , Δt 30 minutes.

Предлагаемые в настоящем изобретении соединения - положительно заряженные фталоцианины с различными боковыми заместителями и центральными атомами металла - имеют высокую опухолетропность, обладают высокой фотоиндуцированной активностью in vitro и in vivo и представляют собой новый класс эффективных фотосенсибилизаторов, которые могут быть использованы для лечения методом ФДТ опухолей различных локализаций.The compounds of the present invention, positively charged phthalocyanines with various side substituents and central metal atoms, are highly tumorous, have high photoinduced activity in vitro and in vivo, and represent a new class of effective photosensitizers that can be used to treat tumors of various localization by PDT .

Claims (1)

Кватернизованные фталоцианины общей формулыQuaternized phthalocyanines of the general formula МРс(СН2Х)nCln,MRc (CH 2 X) n Cl n , где Рс - остаток фталоцианина С32Н16N8,where Pc is the rest of the phthalocyanine C 32 H 16 N 8 , M - Zn, AlY,M - Zn, AlY, n=6÷8,n = 6 ÷ 8,
Figure 00000010
Figure 00000010
Y - Cl, ОН, OSO3Н,Y is Cl, OH, OSO 3 H, как фотосенсибилизаторы для фотодинамической терапии.as photosensitizers for photodynamic therapy.
RU2005116328/04A 2005-05-31 2005-05-31 Photosensitizing agents for photodynamic therapy RU2282646C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005116328/04A RU2282646C1 (en) 2005-05-31 2005-05-31 Photosensitizing agents for photodynamic therapy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005116328/04A RU2282646C1 (en) 2005-05-31 2005-05-31 Photosensitizing agents for photodynamic therapy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2282646C1 true RU2282646C1 (en) 2006-08-27

Family

ID=37061289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005116328/04A RU2282646C1 (en) 2005-05-31 2005-05-31 Photosensitizing agents for photodynamic therapy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2282646C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2499608C1 (en) * 2012-08-03 2013-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр "Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей" (ФГУП "ГНЦ "НИОПИК") Contrast agent for magnetic resonant tumour diagnosis
WO2022163377A1 (en) * 2021-02-01 2022-08-04 サンアプロ株式会社 Photosensitizer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2499608C1 (en) * 2012-08-03 2013-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр "Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей" (ФГУП "ГНЦ "НИОПИК") Contrast agent for magnetic resonant tumour diagnosis
WO2022163377A1 (en) * 2021-02-01 2022-08-04 サンアプロ株式会社 Photosensitizer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Atchison et al. Iodinated cyanine dyes: a new class of sensitisers for use in NIR activated photodynamic therapy (PDT)
US5166197A (en) Phthalocyanine photosensitizers for photodynamic therapy
US5484778A (en) Phthalocyanine photosensitizers for photodynamic therapy and methods for their use
Huang et al. Melanoma resistance to photodynamic therapy: new insights
MacRobert et al. What are the ideal photoproperties for a sensitizer?
Serra et al. New porphyrin amino acid conjugates: Synthesis and photodynamic effect in human epithelial cells
Yakubovskaya et al. Experimental photodynamic therapy: 15 years of development
CN107722055B (en) Low-power white-light-driven mitochondrion-targeted fluorescent probe photosensitizer and synthesis method and application thereof
Luo et al. Evaluation of one-and two-photon activated photodynamic therapy with pyropheophorbide-a methyl ester in human cervical, lung and ovarian cancer cells
RU2479585C1 (en) Photosensitiser for photodynamic therapy
Zhang et al. Synthesis and antitumor activity evaluation of a novel porphyrin derivative for photodynamic therapy in vitro and in vivo
RU2282646C1 (en) Photosensitizing agents for photodynamic therapy
Sakuma et al. Photodynamic therapy with glycoconjugated chlorin photosensitizer
Istomin et al. Uptake and phototoxicity of tricarbocyanine indolenine dye covalently bound with glucose (TICS) under acidification of tumor cells environment
Tanabe et al. Fluorescence detection of a new photosensitizer, PAD-S31, in tumour tissues and its use as a photodynamic treatment for skin tumours in dogs and a cat: a preliminary report
RU2549953C2 (en) Photosensitiser for photodynamic therapy
RU2146144C1 (en) Preparation for photodynamic therapy
RU2521327C1 (en) Preparation for photodynamic therapy and method for photodynamic therapy of cancer with using it
AU2004238410B2 (en) Amphiphilic trisulfonated porphyrazines for photodynamic applications in medicine
RU2548675C9 (en) Amino amides in bacteriochlorophyll a series, having photodynamic activity and method for production thereof
RU2788766C2 (en) Method for photodynamic therapy of left tumors of mice ehrlich carcinoma with chlorine series photo-sensitizer
RU2548726C2 (en) Photosensitiser for photodynamic therapy
Le An Development of porphyrinoid-based photosensitisers as potentially dual acting agents for photodynamic therapy and crosslinkable polymeric contrast agent for high-resolution x-ray imaging of the vascular system
Plekhova et al. Photosensitizer chlorophyllin in the treatment of oncopathologies
Canyurt EFFORTS TOWARDS SYNTHESIS OF HYDROGEN SULFIDE ACTIVATED BODIPY BASED PDT AGENT

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190601