RU2652436C2 - Противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой и способ их получения - Google Patents

Противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой и способ их получения Download PDF

Info

Publication number
RU2652436C2
RU2652436C2 RU2015150725A RU2015150725A RU2652436C2 RU 2652436 C2 RU2652436 C2 RU 2652436C2 RU 2015150725 A RU2015150725 A RU 2015150725A RU 2015150725 A RU2015150725 A RU 2015150725A RU 2652436 C2 RU2652436 C2 RU 2652436C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nanoparticles
targeted delivery
anticancer
nanoparticle
serum albumin
Prior art date
Application number
RU2015150725A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015150725A (ru
Inventor
Хиеон Дзин КИМ
Сеонг Тсхоол ХОНГ
Хеа Дзонг ЧУНГ
Мин Киу ДЗОО
Хеа Гук ЧО
Дзинни ХОНГ
Original Assignee
Дзинис Ко., Лтд.
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 Дзинис Ко., Лтд. filed Critical Дзинис Ко., Лтд.
Publication of RU2015150725A publication Critical patent/RU2015150725A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2652436C2 publication Critical patent/RU2652436C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/7042—Compounds having saccharide radicals and heterocyclic rings
    • A61K31/7052—Compounds having saccharide radicals and heterocyclic rings having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. nucleosides, nucleotides
    • A61K31/706—Compounds having saccharide radicals and heterocyclic rings having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. nucleosides, nucleotides containing six-membered rings with nitrogen as a ring hetero atom
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14—Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/16—Agglomerates; Granulates; Microbeadlets ; Microspheres; Pellets; Solid products obtained by spray drying, spray freeze drying, spray congealing,(multiple) emulsion solvent evaporation or extraction
    • 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
    • A61K31/28—Compounds containing heavy metals
    • A61K31/282—Platinum compounds
    • 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
    • A61K31/335—Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin
    • A61K31/337—Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin having four-membered rings, e.g. taxol
    • 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
    • A61K31/40—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil
    • A61K31/409—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil having four such rings, e.g. porphine derivatives, bilirubin, biliverdine
    • 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
    • A61K31/513—Pyrimidines; Hydrogenated pyrimidines, e.g. trimethoprim having oxo groups directly attached to the heterocyclic ring, e.g. cytosine
    • 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
    • A61K31/555—Heterocyclic compounds containing heavy metals, e.g. hemin, hematin, melarsoprol
    • 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
    • A61K31/66—Phosphorus compounds
    • A61K31/675—Phosphorus compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. pyridoxal phosphate
    • 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
    • A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/7028—Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages
    • A61K31/7034—Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages attached to a carbocyclic compound, e.g. phloridzin
    • A61K31/704—Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages attached to a carbocyclic compound, e.g. phloridzin attached to a condensed carbocyclic ring system, e.g. sennosides, thiocolchicosides, escin, daunorubicin
    • 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
    • A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/7042—Compounds having saccharide radicals and heterocyclic rings
    • A61K31/7052—Compounds having saccharide radicals and heterocyclic rings having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. nucleosides, nucleotides
    • A61K31/706—Compounds having saccharide radicals and heterocyclic rings having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. nucleosides, nucleotides containing six-membered rings with nitrogen as a ring hetero atom
    • A61K31/7064—Compounds having saccharide radicals and heterocyclic rings having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. nucleosides, nucleotides containing six-membered rings with nitrogen as a ring hetero atom containing condensed or non-condensed pyrimidines
    • A61K31/7068—Compounds having saccharide radicals and heterocyclic rings having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. nucleosides, nucleotides containing six-membered rings with nitrogen as a ring hetero atom containing condensed or non-condensed pyrimidines having oxo groups directly attached to the pyrimidine ring, e.g. cytidine, cytidylic acid
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/41—Porphyrin- or corrin-ring-containing peptides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K45/00—Medicinal preparations containing active ingredients not provided for in groups A61K31/00 - A61K41/00
    • A61K45/06—Mixtures of active ingredients without chemical characterisation, e.g. antiphlogistics and cardiaca
    • 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
    • A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/36—Polysaccharides; Derivatives thereof, e.g. gums, starch, alginate, dextrin, hyaluronic acid, chitosan, inulin, agar or pectin
    • 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
    • A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/42—Proteins; Polypeptides; Degradation products thereof; Derivatives thereof, e.g. albumin, gelatin or zein
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/001—Preparation for luminescence or biological staining
    • A61K49/006—Biological staining of tissues in vivo, e.g. methylene blue or toluidine blue O administered in the buccal area to detect epithelial cancer cells, dyes used for delineating tissues during surgery
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/001—Preparation for luminescence or biological staining
    • A61K49/0063—Preparation for luminescence or biological staining characterised by a special physical or galenical form, e.g. emulsions, microspheres
    • A61K49/0069—Preparation for luminescence or biological staining characterised by a special physical or galenical form, e.g. emulsions, microspheres the agent being in a particular physical galenical form
    • A61K49/0089—Particulate, powder, adsorbate, bead, sphere
    • A61K49/0091—Microparticle, microcapsule, microbubble, microsphere, microbead, i.e. having a size or diameter higher or equal to 1 micrometer
    • A61K49/0093—Nanoparticle, nanocapsule, nanobubble, nanosphere, nanobead, i.e. having a size or diameter smaller than 1 micrometer, e.g. polymeric nanoparticle
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/0019—Injectable compositions; Intramuscular, intravenous, arterial, subcutaneous administration; Compositions to be administered through the skin in an invasive manner
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/14—Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
    • A61K9/19—Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles lyophilised, i.e. freeze-dried, solutions or dispersions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5107—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/5123—Organic compounds, e.g. fats, sugars
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5107—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/513—Organic macromolecular compounds; Dendrimers
    • A61K9/5169—Proteins, e.g. albumin, gelatin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5192—Processes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

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

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Это изобретение предоставляет противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой и способы их приготовления.
Уровень техники
Рак представляет собой наиболее тяжелое заболевания современного общества, поскольку не существует эффективных видов лечения, которые не влекут за собой побочные эффекты. Хотя многие виды лечения доступны для лечения рака, включая хирургический, облучение, фототерапию и химиотерапию, и применяются по отдельности или в комбинации, все еще имеется непростая задача вылечить рак.
Достижение клинической эффективности с современными лекарственными средствами для химиотерапии остается значимой задачей, несмотря на их эффективность в доклинических экспериментах; эта трудность вызвана в основном их недостаточной опухолевой селективностью. Основная проблема состоит в том, что только часть противораковых лекарственных средств на самом деле доставляется к опухолевым тканям после введения лекарственных средств для химиотерапии. Неэффективная доставка лекарственного средства современных химиотерапевтических препаратов приводит к низкой внутриопухолевой концентрации лекарственного средства, что снижает их химиотерапевтическую эффективность. Более того, введенные противораковые лекарственные средства в основном доставляются к здоровым тканям и, таким образом, вызывают множество тяжелых побочных эффектов, например, дисфункцию костного мозга, расстройства желудочно-кишечного тракта, алопецию и иммунные нарушения. Таким образом, неэффективная доставка противораковых лекарственных средств в конце концов способствует развитию полилекарственной резистентности в опухолевых тканях и неспецифической токсичности в здоровых тканях.
Таким образом, для преодоления низкой эффективности и тяжелых побочных эффектов современных лекарственных средств является важным доставлять больше лекарственного средства в опухолевые ткани и меньше лекарственного средства в здоровые ткани. Таким образом, многие исследователи изучают пути для достижения селективной адресной доставки лекарственного средства в опухолевую область.
Один путь для достижения селективной доставки лекарственного средства к солидным опухолям представляет собой использование эффекта Повышенной Проницаемости и Удерживания, EPR, который основан на нарушениях в сосудистой сети опухоли (Maeda с соавт., J Controlled Release, 2000, 65: 271-284). Для быстрорастущих солидных опухолей характерен обширный ангиогенез для удовлетворения высоких метаболических потребностей опухоли. Конечные кровеносные сосуды у зависимых от ангиогенеза солидных опухолей содержат эндотелиальные поры в сосудистой мембране, чьи размеры варьируются от 10 нм до 1000 нм. Эта пропускающая сосудистая сеть в тканях опухоли усиливает сосудистую проницаемость частиц, циркулирующих в крови. В дополнение, пораженная лимфатическая система в опухолевых тканях усиливает удержание проникающих частиц, в частности наноразмерных макромолекул или наночастиц. Так, наночастицы, нагруженные противораковым лекарственным средством, могут селективно выходить из системного кровотока в опухолевые ткани, что приводит к периферическому аккумулированию в более высоких концентрациях в опухолевых тканях, чем в здоровых тканях или органах. Наночастицы лекарственного средства демонстрируют селективное аккумулирование в опухолях благодаря эффекту EPR, и этот тип доставки лекарственного средства называют пассивной направленной доставкой (Fang с соавт., Adv. Drug Delivery Rev., 2011, 63: 136-151; Danhier с соавт., J Controlled Release, 2010, 148: 135-146).
Abraxane® (Celgene Co.) представляет собой коммерциализированную противораковую наночастицу для метастазирующего рака груди (Патент США 6506405, 6537579). Abraxane® представляет собой просто связанный с альбумином паклитаксел, т.е., ингибирующее митоз противораковое лекарственное средство паклитаксел с альбумином в качестве основного материала. Этот носитель не содержит добавочный компонент для активной направленной доставки, и селективное аккумулирование в основном зависит от пассивной направленной доставки. Тем не менее, эффективность доставки к опухоли Abraxane® усилена менее, чем в 1,5~3 раза по сравнению с паклитакселом из-за его нестабильной наноструктуры, что не является достаточным для значительного снижения побочных эффектов (Desai с соавт., Clin Cancer Res, 2006, 12: 1317-1324).
В идеале наночастицы должны доставлять цитотоксические лекарственные средства конкретно к целевым опухолевым тканям. Для достижения высокой направленной доставки к опухоли наночастицы должны использовать не только пассивную направленную доставку путем сохранения стабильной наноструктуры, но также и активну направленную доставку к опухоли путем представления компонентов для направленной доставки к опухоли на поверхности наночастицы. Многие исследовательские команды совершенствовали различные наночастицы с компонентами, осуществляющими направленную доставку (A. Swami с соавт., Multifunctional Nanoparticles for Drug Delivery Applications: Imaging, Targeting and Delivery, Chapter 2. Nanoparticles for Targeted and Temporally Controlled Drug Delivery, p9-p29, Springer, 2012). Тем не менее, эти попытки не смогли достигнуть коммерциализации «наночастиц с компонентом, осуществляющим направленную доставку к опухоли», как описано ниже.
Наночастицы, включающие только 2 компонента, лекарственное средство и основной материал, можно относительно легко производить без ковалентного связывания путем выбора основного материала, который является совместимым с предназначенным противораковым лекарственным средством. Тем не менее, очень трудно приготовить стабильные «наночастицы с компонентом, осуществляющим направленную доставку к опухоли», включающие 3 компонента, т.е., лекарственное средство, основной материал и компонент, осуществляющий направленную доставку к опухоли, без ковалентного связывания. Для получения стабильной наноструктуры трехкомпонентные наночастицы следует изготавливать при помощи ковалентного связывания как лекарственного средства, так и компонента, осуществляющего направленную доставку, с основным материалом и далее соединяя третий компонент с этим комплексом. К сожалению, применение ковалентных связей для приготовления стабильных наночастиц может вызывать следующие проблемы. 1) Ковалентное связывание приводит к образованию нового материала, который отличается от материала до связывания. Для примера, ковалентное связывание между водородом и кислородом образует новую молекулу, воду. Таким образом, ковалентное связывание неизбежно приводит к образованию нового химического структурного элемента, NCE. NCE с новыми физико-химическими свойствами может иметь непредсказуемую токсичность. 2) Ковалентное связывание лекарственного средства меняет его химическую структуру, потенциально отрицательно влияя на его противораковую эффективность. 3) Ковалентное связывание компонента, осуществляющего направленную доставку меняет его химическую структуру, потенциально отрицательно влияя на его способность к направленной доставке к опухоли.
Другая причина недостатка «наночастиц с компонентом, осуществляющим доставку» представляет собой то, что прикрепление компонента, осуществляющего направленную доставку для усиления направленной доставки к опухоли может влиять на структурную стабильность наночастицы и, таким образом, на способность к пассивной направленной доставке, предотвращая опухолевую направленную доставку наночастиц.
Другая причина недостатка «наночастиц с компонентом, осуществляющим направленную доставку» представляет собой техническую трудность в приготовлении единой наночастицы, составленной из множества гетерогенных компонентов, таких, как противораковые лекарственные средства, основной материал и компоненты, осуществляющие направленную доставку даже при включении ковалентного связывания. Из-за технических задач составления стабильной наноструктуры с множеством компонентов многие наночастицы усовершенствованы и содержат небиологические компоненты, такие, как металл (Патент США № 7364919, 7829350, 8236284, 8246995, Публ. Патента США № 20120052006, EP1671625, WO2002/098364, WO/2012/106713, WO/2012/075087). К сожалению, наночастицы, содержащие небиологические компоненты с противораковой эффективностью в экспериментах на животных не показывают хорошую клиническую эффективность, но проявляют серьезную токсичность.
Вклад связывания компонентов, осуществляющих направленную доставку, с наночастицами можно ясно наблюдать в случае «наночастиц с компонентом, осуществляющим направленную доставку», в которых порфирин ковалентно связан (конъюгат) с сывороточным альбумином (Chang с соавт., Pharm. Res. 2012, 29:795-805). Сывороточный альбумин представляет собой лучший основной материал для наночастиц из-за его безвредности и его способности нековалентно связывать множество различных органических веществ. Порфирин, предшественник гема, является основным компонентом, осуществляющим направленную доставку, который способен осуществлять направленную доставку к опухоли в отношении большинства раковых клеток.
Ожидается, что эта наночастица с порфирином, ковалентно связанным с альбумином (сопряжение, конъюгация), увеличит эффективность доставки лекарственного средства. Тем не менее, противораковая эффективность не улучшается значительно по причинам, упомянутым выше. На самом деле, эффективность доставки лекарственного средства наночастицами, в которых порфириновый компонент, осуществляющий направленную доставку конъюгирован с сывороточным альбумином, хуже, чем у наночастиц, в которых для включения применяют только сывороточный альбумин (Chang с соавт., Pharm. Res. 2012, 29:795-805; Desai c соавт. Clin. Cancer Res. 2006;12:1317-1324).
Как упомянуто выше, наночастицы с активными компонентами, осуществляющими направленную доставку, ковалентно связанными на поверхности, часто считаются лучшими для простых пассивно нацеленных наночастиц, но ни одна из них не достигла коммерциализации из-за технических проблем в приготовления «наночастиц с компонентом, осуществляющим направленную доставку».
Современные имеющиеся в продаже наночастицы представляют собой пассивно нацеленные наночастицы, в которых основной материал и противораковое лекарственное средство не являются ковалентно связанными и включают Abraxane, Doxil, Myocet и Daunoxome. Таким образом, существует острая необходимость развивать структурно стабильные «наночастицы с компонентом, осуществляющим направленную доставку», которые состоят из нетоксичного основного материала и компонента, осуществляющего направленную доставку, нековалентно связанных на поверхности.
Здесь настоящие изобретатели пытаются решить данные проблемы и открывают новую наночастицу с улучшенной направленной доставкой, состоящую из нетоксичного сывороточного альбумина в качестве основного материала, и порфиринового соединения в качестве опухолевого компонента, осуществляющего направленную доставку. Эти наночастицы применяют для нековалентного включения противораковых лекарственных средств, таким образом, избегая структурных изменений как в противораковых лекарственных средствах, так и в компоненте, осуществляющем направленную доставку к опухоли. Настоящие изобретатели подтверждают, что 1) лекарственное средство поддерживает свою противораковую эффективность без изменения; 2) активный опухолевая доставка усиливается путем сохранения способности к направленной доставке к опухоли компонента, осуществляющего направленную доставку, на поверхности; 3) пассивная доставка к опухоли усиливается структурной стабильностью.
Раскрытие Изобретения
Техническая Проблема
В идеале наночастицы должны доставлять цитотоксические противораковые лекарственные средства точно в опухолевые ткани при помощи комбинированных эффектов активной доставки к опухоли, обеспечиваемой активным компонентом, осуществляющим направленную доставку, на поверхности наночастицы, и пассивной доставки к опухоли, обеспечиваемого структурной стабильностью. Тем не менее, различные проблемы, связанные с предыдущими наночастицами, препятствуют успешной коммерциализации, как описано выше.
Настоящее изоретение пытается решить эти проблемы. Одной целью этого изобретения является предоставление новой наночастицы с улучшенной направленной доставкой, которая является не только стабильной по своей структуре, но также включает нетоксичный основной материал и компонент, осуществляющий направленную доставку к опухоли, нековалентно связанный на поверхности. Другой целью этого изобретения является предоставление новой наночастицы с улучшенной доставкой со значительно увеличенной противораковой эффективностью, которая является достаточной для вылечивания раков поздних стадий и является результатом комбинации пассивной и активной направленной доставки.
Техническое решение
Для выполнения указанных целей настоящее изобретение предоставляет новые наночастицы с улучшенной направленной доставкой, включающие нековалентно связанный сывороточный альбумин человека в качестве основного материала, порфириновое соединение в качестве компонента, осуществляющего направленную доставку к опухоли и противораковые лекарственные средства.
Настоящее изобретение также предоставляет способ изготовления, включающий (а) стадию приготовления, в которой раствор противоракового лекарственного средства добавляют к раствору сывороточного альбумина; (b) стадию приготовления агрегатов наночастиц противораковых лекарственных средств и сывороточных альбуминов путем добавления к этой смеси по каплям органических растворителей; (с) стадию производства для наночастиц типа лекарственное средство-альбумин, в которой пространственная перегруппировка компонентов вызвана температурным сдвигом для получения наночастиц с лекарственными средствами в ядре и сывороточным альбумином во внешней оболочке; (d) стадию производства для наночастиц с улучшенной направленной доставкой, включающих нековалентно связанные противораковые лекарственные средства, сывороточный альбумин и порфириновые соединения, в которой наночастицы типа лекарственное средство-альбумин покрывают соединениями порфирина; (e) дополнительную стадию производства для наночастиц с улучшенной направленной доставкой, состоящую из фильтрации, центрифугирования и извлечения осажденных наночастиц; f) стадию приготовления для наночастиц с улучшенной направленной доставкой, в которой их лиофилизируют.
Настоящее изобретение также предоставляет наночастицы с улучшенной направленной доставкой, приготовленные при помощи данного способа приготовления.
Настоящее изобретение дополнительно предоставляет фармацевтическую композицию, включающую данные противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой.
Полезные Эффекты
Противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой из настоящего изобретения отличаются нековалентным включением противораковых лекарственных средств с нетоксичными сывороточными альбуминами и покрытием поверхности порфириновыми соединениями в качестве компонента, осуществляющего направленную доставку, без образования NCE и структурных изменений
Таким образом, настоящее изобретение предоставляет противораковую наночастицу с улучшенной доставкой с максимальным доставкой к опухоли и доставкой лекарственного средства путем 1) предотвращения токсичности, происходящей из типичных соединений наночастицы и композиции наночастиц; 2) предотвращения снижения противораковой эффективности лекарственного средства путем сохранения свойств противораковых лекарственных средств без структурных изменений; 3) сохранения свойств активной доставки к опухоли порфириновых соединений, нековалентно связанных с наночастицами; и 4) сохранения свойств пассивной доставки к опухоли благодаря структурной стабильности.
Краткое Описание Чертежей
ФИГ. 1 представляет изображения трансмиссионной электронной микроскопии (TEM) противораковых наночастиц с улучшенной направленной доставкой, приготовленных при помощи способа в Примере 1 (А: направленной наночастица паклитаксела с улучшенной доставкой, В: наночастица цедрола с улучшенной направленной доставкой).
ФИГ. 2 представляет изображения наночастиц паклитаксела с улучшенной направленной доставкой, приготовленных при помощи способа в Примере 1 (А: изображение AFM (атомная микроскопия), В: изображение TEM).
ФИГ. 3 состоит из изображений трансмиссионной электронной микроскопии (TEM) противораковых наночастиц с улучшенной направленной доставкой, приготовленных при помощи способа в Примере 2 (А: наночастица доксорубицина с улучшенной направленной доставкой, В: наночастица оксалиплатина с улучшенной направленной доставкой, С: наночастица гемцитабина с улучшенной направленной доставкой).
ФИГ. 4 представляет изображения растворов противораковых наночастиц с улучшенной доставкой, приготовленных при помощи способа в Примере 1 и Примере 2 для подтверждения периода действия, тестируемых через 12 часов и 60 часов после растворения (А: раствор наночастицы паклитаксела с улучшенной направленной доставкой, В: раствор наночастицы доксорубицина с улучшенной д направленной оставкой, С: раствор наночастицы оксалиплатина с улучшенной направленной доставкой, D: раствор наночастицы гемцитабина с улучшенной направленной доставкой).
ФИГ. 5 представляет данные концентрации лекарственного средства в здоровой и опухолевой тканях после инъекции противораковых наночастиц с улучшенной направленной доставкой, приготовленных при помощи способа в Примере 1 (Серый столбец: Abraxane® от Celgene, темно-серый столбец: наночастица паклитаксела с улучшенной направленной доставкой, черный столбец: наночастица паклитаксела с улучшенной направленной доставкой с LED).
ФИГ. 6 представляет данные токсичности наночастиц с улучшенной направленной доставкой, приготовленных при помощи способов в Примере 1 и Эксперименте 3 (А: LD50 (50-процентная летальная доза) лекарственного средства, не связанного с белками плазмы крови паклитаксела у здоровых мышей, В: LD50 наночастиц с улучшенной направленной доставкой, содержащих паклитаксел, у здоровых мышей, С: LD50 наночастиц с улучшенной направленной доставкой, содержащих паклитаксел, у мышей с ксенотрансплантатной опухолью).
ФИГ. 7 представляет фотографию (слева) и данные абсорбции (справа), демонстрирующие, что данные наночастицы с улучшенной направленной доставкой, содержащие паклитаксел, проявляют эффект EPR, при помощи способов, подробно описанных в Примере.
ФИГ. 8 представляет изображения от мышей с опухолями на ранней стадии, демонстрирующие противораковую эффективность наночастиц паклитаксела с улучшенной направленной доставкой при помощи способов, описанных в Примере 1.
ФИГ. 9 представляет изображения от мышей с опухолями поздней стадии, демонстрирующие противораковую эффективность наночастиц с улучшенной направленной доставкой при помощи способов в Примере 1.
ФИГ. 10 представляет собой изображения от мышей с опухолями поздней стадии, демонстрирующие противораковую эффективность наночастиц доксорубицина с улучшенной направленной доставкой при помощи способов в Примере 2.
Лучшие Варианты
Хотя наночастицы с активными компонентами, осуществляющими направленную доставку, считаются чрезвычайно многообещающими, никто так и не достиг успешной коммерциализации из-за технических проблем, имеющих место в приготовлении стабильных «наночастиц с таргетинг-компонентом», не вызывающих серьезных побочных эффектов.
Основываясь на понимании того, что ковалентные связи могут отрицательно влиять на эффективность и токсичность «наночастиц с компонентом, осуществляющим направленную доставку», изобретатели пытаются подтвердить, что приготовление «наночастиц с компонентом, осуществляющим направленную доставку» без применения ковалентных связей может усиливать эффективность доставки лекарственного средства к опухолевым тканям.
Таким образом, настоящее изобретение предоставляет «наночастицы с улучшенной направленной доставкой» путем 1) приготовления сывороточного альбумина в качестве основного материала и порфириновых соединений в качестве компонентов, осуществляющих направленную доставку; 2) присоединения компонентов, осуществляющим направленную доставку к опухоли, к оболочке наночастицы; 3) включения противораковых лекарственных средств в ядра наночастиц, окруженные оболочкой; и 4) нековалентного приготовления наночастиц, включающих лекарственное средство, сывороточный альбумин и порфириновые компоненты, без изменения физико-химических и структурных свойств соединений. Таким образом, настоящие изобретатели подтверждают 1) противораковую эффективность включенных лекарственных средств; 2) сохранение свойств активной доставки копухоли соединений порфирина, нековалентно связанных с поверхностью наночастицы; 3) сохранение свойств пассивной доставки к опухоли благодаря структурной стабильности; и 4) дополнительное увеличение доставки к опухоли и доставки лекарственного средства путем облучения электромагнитными волнами после введения приготовленных «наночастиц с улучшенной направленной доставкой».
В Примере 1 наночастицы паклитаксела с улучшенной направленной доставкой готовят, смешивая раствор паклитаксела и раствор сывороточного альбумина человека, добавляя по каплям органические растворители для индуцирования агрегации паклитаксела и сывороточного альбумина, вызывая пространственную реорганизацию при помощи температурного сдвига для наночастиц типа (лекарственное средство ядра)-(альбумин оболочки), покрывая порфириновыми соединениями и лиофилизируя для получения наночастиц с улучшенной направленной доставкой, включающих нековалентно связанные противораковые лекарственные средства, сывороточный альбумин и порфириновые соединения. Настоящие изобретатели подтверждают, что структура нековалентно приготовленных наночастиц с улучшенной направленной доставкой является стабильной, с тем результатом, что доставка к опухоли достаточно улучшена для проявления отличной противораковой эффективности как в отношении раков на ранней стадии, так и на поздней стадии.
Таким образом, в первом аспекте настоящее изобретение относится к наночастицам с улучшенной направленной доставкой, нековалентно включающим противораковые лекарственные средства, сывороточный альбумин в качестве основного материала и порфириновые соединения в качестве активных опухолевых таргетинг-компонентов.
Указанные наночастицы с улучшенной направленной доставкой содержат противораковые лекарственные средства в ядре наночастицы и комплекс сывороточного альбумина-порфирина во внешней оболочке наночастицы.
Указанные наночастицы с улучшенной направленной доставкой включают противораковые лекарственные средства в наночастице без ковалентного связывания с компонентами оболочки, такими, как сывороточный альбумин и порфириновые соединения, сохраняя структуру и функцию противораковых лекарственных средств.
Указанные наночастицы с улучшенной направленной доставкой отличаются порфириновыми компонентами, осуществляющими направленную доставку, присутствующими в оболочке наночастицы, нековалентно связанными для сохранения структуры и функции компонентов, осуществляющих направленную доставку к опухоли.
Указанные наночастицы с улучшенной направленной доставкой отличаются сывороточным альбумином в качестве основного материала в оболочке наночастицы, таким образом, обеспечивая пассивную направленную доставку путем стабилизации наночастиц и усиления EPR. Указанные сывороточные альбумины могут представлять собой любые сывороточные альбумины, но предпочтительно представляют собой сывороточные альбумины, полученные от млекопитающих.
Указанные сывороточные альбумины отличаются растворимостью в воде без образования агрегатов, но добавление порфириновых соединений в органическом растворителе к водному раствору сывороточного альбумина вызывает нековалентное соединение между сывороточным альбумином и порфириновыми соединениями.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения указанные противораковые лекарственные средства могут представлять собой любые фармацевтические материалы с терапевтической эффективностью в отношении раковых клеток и/или тканей, которые принадлежат к группам, которые включают, но не ограничиваются таксанами, антиметаболическими средствами, платиновыми средствами, алкилирующими средствами, антрациклиновыми антибиотиками, алкалоидами барвинка, ингибиторами протеосом, макролидами, ингибиторами топоизомеразы и другими.
Указанные противораковые средства включают, но не ограничиваются доксорубицином, даунорубицином, валрубицином, эпирубицином, идарубицином, паклитакселом, доцетакселом, цисплатином, карбоплатином, оксалиплатином, камптотецином, винкристином, винбластином, 5-фторурацилом (5-FU), митомицином, циклофосфамидом, метотрексатом, митоксантроном, топотеканом, капецитабином, доксифлуридином, иринотеканом, тегафуром, хлорамбуцилом, белотеканом, анастерозолом, тамоксифеном, гливеком, флоксуридином, лейпролидом, флутамидом, золедронатом, стрептозоцином, винорелбином, гидроксимочевиной, ретиноевой кислотой, меклоретамином, бусульфаном, преднизоном, тестостероном, аспирином, салицилатами, ибупрофеном, напроксеном, фенопрофеном, индометацином, фенилтазоном, мехлоретамином, дексаметазоном, преднизолоном, целекоксибом, вальдекоксибом, нимесулидом, кортизоном, кортикостероидом, гемцитабином, цедролом и любыми комбинациями вышеперечисленных веществ или их производных.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения указанные порфириновые соединения обеспечивают функцию активной доставки в отношении ткани опухоли благодаря присутствию в раковых клетках сверхэкспрессированных рецепторов. Указанные фотосенсибилизаторы включают, но не ограничиваются протопорфирином, гемом, гемином, протопорфирином цинка, протопорфирином магния, гематопорфирином, бензопорфирином, металлопорфирином, 5-аминолевулиновой кислотой, тексафиринами, хлоринами, пурпуринами, бактериохлоринами, фталоцианинами, нафталоцианинами и любыми комбинациями перечисленных выше веществ и их производных.
Указанные порфириновые компоненты демонстрируют функцию активной доставки к опухолевой ткани путем связывания с рецепторами, сверхэкспрессированными в раковых клетках.
Указанные порфириновые компоненты обеспечивают функцию активной направленной доставки для наночастиц, поскольку опухоли предпочитают указанные соединения при активном ангиогенезе. Селективное связывание со сверхэкспрессированными в раковых тканях рецепторами с последующей интернализацией в раковые клетки путем опосредованного рецепторами эндоцитоза приводит к селективному аккумулированию в ткани опухоли.
Указанные порфириновые соединения также обеспечивают функцию пассивнойнаправленной доставки для наночастиц, поскольку порфириновые соединения нековалентно образуют комплекс с сывороточным альбумином в оболочке, таким образом, стабилизируя наночастицы и усиливая эффект повышенной проницаемости и удерживания (эффект EPR).
Указанные наночастицы с улучшенной направленной доставкой в этом изобретении демонстрируют улучшенную доставку к опухоли благодаря усиленной пассивной доставке, происходящей из стабильности этих наноструктур, улучшенная активная доставка через активные компоненты, осуществляющие направленную доставку, присутствующие в наноструктуре оболочки, и дополнительно усиливают доставку к опухоли и EPR путем электромагнитного излучения.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу приготовления нековалентно связанных наночастиц с улучшенной направленной доставкой, включающему (а) стадию приготовления раствора смеси, в котором раствор противоракового лекарственного средства добавляют к раствору сывороточного альбумина; (b) стадию приготовления агрегата наночастиц, в которой противораковые лекарственные средства и сывороточные альбумины агрегируют при добавлении по каплям органических растворителей к указанной смеси; (с) стадию производства, в которой наночастицы типа лекарственное средство-альбумин изготавливают с лекарственными средствами в ядре и сывороточным альбумином в качестве внешней оболочки путем индуцирования пространственной перегруппировки компонентов при температурном сдвиге в этих растворах наночастиц с нековалентными агрегатами лекарственных веществ и альбуминов; (d) стадию производства для приготовления наночастиц с улучшенной направленной доставкой, включающих нековалентно связанные противораковые лекарственные средства, сывороточный альбумин и порфириновые соединения, в которой наночастицы лекарственного средства-альбумина покрывают соединениями порфирина; (e) стадию производства, в которой наночастицы с улучшенной направленной доставкой фильтруют и центрифугируют, и далее осажденные наночастицы извлекают; и (f) стадию приготовления, в которой порошок наночастиц с улучшенной направленной доставкой изготавливают при помощи лиофилизации.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения указанные противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой изготавливают путем смешивания составляющих таким образом, что соотношение указанных альбуминов, противораковых лекарственных средств и порфириновых соединений составляет 100: (10-300): (0,01-10) по массе.
Желаемые размеры наночастицы могут не приводить к наночастицам с улучшенной направленной доставкой для соотношения смеси за пределами указанного диапазона.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения указанный раствор альбумина, раствор порфирина и раствор противоракового лекарственного средства можно приготовить, применяя органический и/или неорганический растворители, которые включают, но не ограничиваются физиологическим раствором, водой, этанолом, метанолом, ацетоном, дихлорметаном и другими. Предпочтительно концентрация может находиться в пределах, но не ограничиваться диапазоном 0,1~100 мг/мл.
В предпочтительном варианте изобретения смесь сывороточного альбумина и лекарственных средств можно приготовить при pH 5~9 при различных температурах в зависимости от физико-химических свойств лекарственных средств, предпочитая комнатную температуру для гидрофобных лекарственных средств и прохладные температуры, варьирующиеся от 0°С до комнатной температуры, предпочтительные для гидрофильных лекарственных средств. Желаемый размер наночастиц может быть не достигнут для наночастиц с улучшенной направленной доставкой, приготовленных при условиях, выходящих за рамки указанного диапазона.
В предпочтительном варианте осуществления агрегаты противораковых лекарственных средств и сывороточных альбуминов можно приготовить путем добавления органических растворителей, которые включают, но не ограничиваются этанолом, ацетоном, ацетонитрилом и другими. Предпочтительно скорость добавления может составлять, но не ограничиваться диапазоном 0,1~0,9 мл/мин в течение 6~13 минут.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения пространственную перегруппировку среди составляющих в агрегатах противораковых лекарственных средств и сывороточных альбуминах вызывает температурный сдвиг, нагревание гидрофобных лекарственных средств и охлаждение гидрофильных лекарственных средств.
В некоторых вариантах осуществления изобретения, для примера, с паклитакселом в качестве противоракового лекарственного средства, указанную пространственную перегруппировку среди составляющих в агрегатах противораковых лекарственных средств и сывороточных альбуминов вызывает нагревание до 40°С-60°С для выпаривания органических растворителей, что приводит к получению наночастиц типа ядро-оболочка, в которых гидрофобные молекулы паклитаксела агрегируют во внутреннее ядро, а сывороточные альбумины находятся во внешней оболочке.
В некоторых вариантах осуществления изобретения с доксорубицином в качестве противоракового лекарственного средства, для примера, указанную пространственную перегруппировку вызывает охлаждение до -10°С~-70°С, что приводит к получению наночастиц типа ядро-оболочка, в которых гидрофильный доксорубицин агрегирует во внутреннее ядро, а сывороточный альбумин образует внешнюю оболочку.
Желаемых структур лекарственного средства ядра и альбуминовой оболочки можно не достичь при температурах нагревания ниже 40°С из-за плохого испарения органического растворителя и выше 60°С из-за денатурации составляющих. Желаемая пространственная перегруппировка может не произойти при температурах охлаждения выше -10°С или ниже -70°С.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения указанные противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой, включающие нековалентно связанные противораковые лекарственные средства, сывороточный альбумин и порфириновые соединения, изготавливают путем покрытия наночастиц типа лекарственное средство-альбумин порфириновыми соединениями при комнатной температуре.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения указанные противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой изготавливают путем фильтрации, центрифугирования и извлечения из осажденных наночастиц.
В предпочтительном варианте осуществления указанные противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой изготавливают при помощи дополнительной стадии ультразвуковой обработки перед стадией фильтрации для разделения агрегированных в случайном порядке наночастиц и для контроля размера наночастицы.
Указанная обработка ультразвуком приводит к эффекту перемалывания и диспергирования наночастиц. Предпочтительно указанную обработку ультразвуком проводят на 10-30 кГц с 30-секундными интервалами в течение более, чем 2 минут с последующей фильтрацией при помощи 0,45 мкм фильтра и извлечением наночастиц при помощи центрифугирования.
Предпочтительно указанные противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой имеют диаметры в диапазоне 10~1000 нм, предпочтительно в диапазоне 50~400 нм.
В предпочтительном варианте осуществления указанные противораковые наночастицы с улучшенной доставкой лиофилизируют. Удаление воды путем лиофилизации обеспечивает образование полимера между порфириновыми соединениями и сывороточным альбумином, обеспечивая стабилизацию данной нековалентной структуры.
Перед применением лиофилизированные противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой растворяют при помощи 0,9% физиологического раствора, для примера.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к наночастицам с улучшенной направленной доставкой, которые приготовлены при помощи данного способа, включающим нековалентно связанные противораковые лекарственные средства, сывороточный альбумин в качестве основного материала наночастицы и порфириновые соединения в качестве активных компонентов, осуществляющих направленную доставку к опухоли.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к фармацевтической композиции, включающей противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой.
Дозировка и способ введения указанный противораковых наночастиц с улучшенной направленной доставкой или указанной фармацевтической композиции можно легко определить при помощи клинических рекомендаций и знаний в области техники относительно противораковых лекарственных средств, которые составляют указанные противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения указанные противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой или указанные фармацевтические композиции предоставляют терапию рака, которая включает, но не ограничивается облучением электромагнитными волнами, включающим активацию порфириновых соединений.
Указанные электромагнитные волны образуются при изменениях в электрическом поле и магнитном поле с течением времени, и включают, но не ограничиваются гамма-лучами, рентгеновскими лучами, инфракрасным, видимым светом, ультрафиолетом, микроволнами, радиочастотами. Предпочтительно светодиодный (LED) свет можно использовать для применения электромагнитной обработки видимым светом.
Настоящее изобретение предоставляет противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой, в которых нековалентно связанные порфириновые соединения сохраняют их структуру и функцию, обеспечивая усиление доставки к опухоли и EPR путем активации с облучением при подходящей длине электромагнитных волн.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения внутривенное введение противораковых наночастиц с улучшенной направленной доставкой приводит к предпочтительной доставке наночастиц в область опухоли, и активация порфириновых соединений при помощи электромагнитных волн создает цитотоксичные ROS (активные формы кислорода) в области опухоли, что в свою очередь усиливает сосудистое повреждение, проницаемость сосудов, опухолевую цитотоксичность, EPR, внутриопухолевую концентрацию лекарственного средства, нацеливание на опухоль и гибель раковых клеток, в конце концов излечивая рак через экспоненциально улучшенную доставку к опухоли.
После введения указанных противораковых наночастиц с улучшенной направленной доставкой или указанных фармацевтических композиций пациенты могут быть подвергнуты облучению электромагнитными волнами, что улучшает противораковую эффективность благодаря экспоненциально улучшенной доставке к опухоли.
Указанные виды лечения, включающие облучение электромагнитными волнами совместно с внутривенным введением противораковых наночастиц с улучшенной направленной доставкой или указанной фармацевтической композиции, можно легко определить при помощи клинических рекомендаций и знаний в области техники.
ПРИМЕРЫ
Настоящее изобретение можно лучше понять на основании сопутствующих примеров, которые предназначены только для иллюстративных целей и не должны толковаться как ограничивающие объем изобретения, как определено в прикрепленной здесь формуле изобретения.
Пример 1: Приготовление наночастиц с улучшенной направленной доставкой, включающих гидрофобные противораковые лекарственные средства
Наночастицы с улучшенной направленной доставкой, включающие нековалентно связанные HSA (гексансульфоновая кислота), порфирин и гидрофобные противораковые лекарственные средства, изготовлены при помощи способа, описанного ниже.
88 мг HSA (Lee Biosolutions, USA) растворяют в 10 мл 10 ммоль NaCl, медленно перемешивая, его pH регулируют до 8,0-8,5 путем добавления 1Н NaOH. Далее 10 мг паклитаксела (LC Laboratories, USA) частично растворяют в 1 мл этанола и добавляют к раствору HSA со скоростью 0,5 мл/мин при активном помешивании.
Смешанный раствор HSA и паклитаксела перемешивают в течение более, чем 4 часов при комнатной температуре, вслед за чем добавляют этанол при 0,5 мл/мин для получения раствора наночастиц. Добавление приблизительно 4 мл этанола приводит к образованию агрегатов типа паклитаксел-HSA, превращающих чистый раствор в непрозрачный раствор молочного цвета.
Этанол в растворе агрегата типа паклитаксел-HSA удаляют путем нагревания до 45°С, применяя роторный испаритель, что приводит к образованию наночастиц типа ядро-оболочка, в которых гидрофобный паклитаксел агрегирован во внутреннем ядре, а сывороточный альбумин образует внешнюю оболочку.
К раствору типа паклитаксел-HSA добавляют 1 мг протопорфирина IX (SIGMA-ALDRICH), растворенного в 0,5 мл этанола, для покрытия наночастиц типа паклитаксел-HSA, что приводит к образованию наночастиц с улучшенной направленной доставкой, включающих нековалентно связанные HSA, порфирин и паклитаксел.
Для дополнительной оптимизации размера раствор наночастиц обрабатывают ультразвуком с частотой 20 кГц в течение 2 минут с 30-секундными интервалами. Полученный раствор наночастиц фильтруют через 0,45 мкм фильтр и далее центрифугируют в течение 20 минут при 50000 × g.
Осажденные наночастицы растворяют в 1мл 10 ммоль NaCl, лиофилизируют и хранят для длительного применения. Приготовленный порошок наночастиц можно применять после растворения в 0,9% физиологическом растворе, если это необходимо. Наночастицы с улучшенной направленной доставкой, содержащие паклитаксел, имеют красновато-коричневый цвет.
Приготовленные наночастицы рассматривают при помощи атомной микроскопии, AFM, и трансмиссионной электронной микроскопии, TEM, и определяют их диаметры.
Противораковые наночастицы с улучшенной д направленной оставкой можно приготовить с другими гидрофобными лекарственными средствами при помощи такого же способа, какой проиллюстрирован выше для паклитаксела. В этом Примере наночастицы с улучшенной направленной доставкой изготавливают с цедролом при помощи такого же способа, какой описан выше. Средние диаметры приготовленных наночастиц с улучшенной направленной доставкой показаны в Таблице 1. Фигура 1 представляет изображения TEM наночастиц с улучшенной направленной доставкой, а Фигура 2 представляет изображения AFM и TEM наночастиц с улучшенной направленной доставкой, содержащих паклитаксел, приготовленных при помощи способа в Примере 1.
Таблица 1
наночастицы средний диаметр (нм)
наночастицы с улучшенной направленной доставкой с паклитакселом ~220
наночастицы с улучшенной направленной доставкой с цедролом ~210
Пример 2: Приготовление наночастиц с улучшенной направленной доставкой, включающих гидрофильные противораковые лекарственные средства
Наночастицы с улучшенной направленной доставкой, включающие нековалентно связанные HSA, порфирин и гидрофильные лекарственные средства, изготавливают при помощи способа, описанного ниже.
88 мг HSA (Lee Biosolutions, USA) и 20 мг доксорубицина (Chemieliva, China) растворяют в 10 мл 10 ммоль NaCl, медленно перемешивая, и pH регулируют до 8,0-8,5 при помощи 1Н NaOH.
Далее смешанный раствор HSA и доксорубицина охлаждают до 4°С в течение 1 часа, помешивая, и добавляют этанол со скоростью 0,5 мл/мин при активном перемешивании для получения раствора наночастиц. Добавление приблизительно 10 мл этанола приводит к образованию агрегатов типа доксорубицин-HSA, превращая чистый раствор в непрозрачный раствор молочного цвета.
Раствор агрегатов типа доксорубицин-HSA замораживают до -20°С, хранят во льду более 2 часов, медленно оттаивают, что приводит к образованию наночастиц типа ядро-оболочка, в которых гидрофильный доксорубицин агрегирован во внутреннем ядре, а сывороточный альбумин образует внешнюю оболочку.
К раствору типа доксорубицин-HSA добавляют 1 мг протопорфирина IX (SIGMA-ALDRICH), растворенного в 0,5 мл этанола, для покрытия наночастиц доксорубицин-HSA, что приводит к образованию наночастиц с улучшенной направленной доставкой, включающих нековалентно связанные HSA, порфирин и доксорубицин.
Для дополнительной оптимизации размера раствор наночастиц обрабатывают ультразвуком с частотой 20 кГц в течение 2 минут с 30-секундными интервалами. Полученный раствор наночастиц фильтруют через 0,45 мкм фильтр и далее центрифугируют в течение 20 минут при 50000 × g.
Осажденные наночастицы растворяют в 1мл 10 ммоль NaCl, лиофилизируют и хранят для длительного применения. Приготовленный порошок наночастиц можно применять после растворения в 0,9% физиологическом растворе, если это необходимо. Наночастицы с улучшенной направленной доставкой, содержащие доксорубицин, имеют красновато-коричневый цвет.
Приготовленные наночастицы рассматривают при помощи атомной микроскопии, AFM, и трансмиссионной электронной микроскопии, TEM, и определяют их диаметры.
В этом Примере противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой изготавливают с другими гидрофильными лекарственными средствами, включая оксалиплатин (Sigma-Aldrich) и гемцитабин, при помощи такого же способа, какой описан выше для доксорубицина. Таблица 2 представляет средние диаметры этих наночастиц с улучшенной направленной доставкой. Фигура 3 представляет изображения TEM наночастиц с улучшенной направленной доставкой гидрофильных лекарственных средств доксорубицина, оксалиплатина и гемцитабина.
Таблица 2
наночастицы средний диаметр (нм)
наночастицы с улучшенной направленной доставкой с доксорубицином ~180
наночастицы с улучшенной направленной доставкой с оксалиплатином ~220
наночастицы с улучшенной направленной доставкой с гемцитабином ~180
Эксперимент 1: Структурная стабильность наночастиц с улучшенной направленной доставкой
Для подтверждения структурной стабильности наночастиц с улучшенной направленной доставкой, приготовленных в Примерах 1 и 2, изучают их структуры в водном растворе. Лиофилизированные порошки наночастиц с улучшенной направленной доставкой растворяют в физиологическом растворе и хранят в течение 12 часов и 60 часов при комнатной температуре. Фиг. 4 представляет фотографические изображения растворов наночастиц с улучшенной направленной доставкой противораковых лекарственных средств паклитаксела (А), доксорубицина (В), оксалиплатина (С) и гемцитабина (D), показывающие, что они остаются стабильными в течение более, чем 60 часов после растворения.
Эксперимент 2: Опухолевая таргетинг-эффективность наночастиц с улучшенной направленной доставкой.
Для оценки опухолевых таргетных характеристик наночастиц с улучшенной направленной доставкой, составленным в Примерах 1 и 2, наночастицы вводят мышам, содержащим ксенотрансплантированные опухоли молочной железы человека, и анализируют распределение радиоактивности между опухолевыми тканями и здоровыми тканями.
Клеточные линии рака молочной железы MDA-MB-231 (KCLB®, Korean Cell Line Bank) изготавливают как суспензию клеток, и 5×106 клеток вводят подкожно самкам бестимусных «голых» мышей в возрасте от 6 до 8 недель (Damool Science, Korea) в специфической среде, свободной от патогенов. Когда опухоли достигают размера ~100 мм3, мышам вводят внутривенно либо физиологический раствор в качестве контроля, либо препараты наночастиц, приготовленные в Примерах 1 и 2, в дозировке 10 мг/кг/день. Органы от каждой мыши собирают через 16 часов после введения наночастиц и измельчают при помощи шариковой мельницы. Анализируемые лекарственные средства выделяют из измельченных тканей при помощи ацетонитрила, и анализируют концентрации лекарственного средства в каждой ткани при помощи LC/MS (жидкостной хроматографии с масс-спектрометрией). Концентрации лекарственного средства, доставленного к каждой ткани, относительно Введенной Дозы (ID) измеряют как в здоровых, так и в опухолевых тканях, как показано в Таблице 3.
Талица 3
здоровая ткань % ID/г опухоль % ID/г
Лекарственное средство паклитаксел, не связанное с белками плазмы крови 0,1~2,3 0,52
Лекарственное средство доксорубицин, не связанное с белками плазмы крови 0,4~3,4 1,5
Лекарственное средство оксалиплатин, не связанное с белками плазмы крови 0,1~3,5 2,5
Лекарственное средство гемцитабин, не связанное с белками плазмы крови 0,2~4,2 2,4
Наночастицы с улучшенной направленной доставкой с паклитакселом (JINIS наночастицы) 0,1~2,4 8,1
Наночастицы с улучшенной направленной доставкой с доксорубицином (JINIS наночастицы) 0,5~2,8 16,4
Наночастицы с улучшенной направленной доставкой с оксалиплатином (JINIS наночастицы) 0,1~3,9 10,5
Наночастицы с улучшенной направленной доставкой с гемцитабином (JINIS наночастицы) 0,2~2,5 12,7
Как показано в Таблице 3, не наблюдаются значимые различия в доставке лекарственного средства между опухолевой тканью и здоровыми тканями для животных, получающих лекарственное средство, не связанное с белками плазмы крови, как определяют при помощи концентрации лекарственного средства, не связанного с белками плазмы крови. Напротив, доставка лекарственного средства значительно увеличивается в опухолевую ткань по сравнению со здоровыми тканями у животных, получающих наночастицы с улучшенной направленной доставкой, приготовленные в Примерах 1 и 2.
В этом эксперименте доставку лекарственного средства наночастиц паклитаксела с улучшенной направленной доставкой, приготовленных в Примере 1, также измеряют в каждой ткани и сравнивают с паклитакселом, связанным с альбумином, Abraxane® (Celgene Co.).
Этот эксперимент дополнительно подтверждает, что наночастицы с улучшенной направленной доставкой с паклитакселом, приготовленные в Примере 1, усиливают опухолевый таргетинг. Наночастицы с улучшенной направленной доставкой с паклитакселом вводят внутривенно мышам с ксенотрансплантатными опухолями, и через 4 часа после введения мышей подвергают действию светоизлучающего диода, LED, с длиной волны 630 нм с интенсивностью 100 ммоль/м2с2 в течение 30 минут.
Как показано на Фигуре 5, доставка лекарственного средства в опухолевую ткань в группе лечения Abraxane® не отличается сильно от таковой в здоровые ткани, показывая недостаточный опухолевый таргетинг. Напротив, для группы, получающей наночастицы с улучшенной направленной доставкой, содержащие паклитаксел, доставка лекарственного средства в опухоль составляет 7-9% ID/грамм по сравнению с 0,1-2,4% ID/грамм в здоровые ткани, такие, как печень, сердце, легкие, селезенка, мышцы, мозг, желудок и другие, показывая значительно улучшенную доставку к опухоли. В частности, доставка лекарственного средства в опухолевые ткани, обработанные LED излучением, находится в диапазоне 19~26% ID/грамм, показывая дополнительно улучшенную доставку к опухоли.
Эксперимент 3: Токсичность наночастиц с улучшенной направленной доставкой
Оценивают токсичность наночастиц с улучшенной направленной доставкой, созданных в Примере 1, по отношению к здоровым тканям.
Клеточную линию рака молочной железы MDA-MB-231 (KCLB®, Korean Cell Line Bank) изготавливают как суспензию клеток, и 5×106 клеток вводят подкожно самкам бестимусных «голых» мышей в возрасте от 6 до 8 недель (Damool Science, Korea) в специфической среде, свободной от патогенов, для создания роста ксенотрансплантатной опухоли более 200 мм3.
После утверждения ксенотрансплантатной модели опухоли как здоровых мышей, так и мышей с ксенотрансплантатной опухолью делят на три группы (n=6), получающие физиологический раствор (контрольная группа), паклитаксел, не связанный с белками плазмы крови, в установленной дозе или наночастицы с улучшенной направленной доставкой в физиологическом растворе с установленной дозой паклитаксела. Лекарственное средство, не связанное с белками плазмы крови, вводят здоровым мышам в 7 различных дозировках: 20, 40, 60, 80, 100, 120 и 250 мг/кг/день. Для оценки их токсичности наночастицы с улучшенной направленной доставкой вводят здоровым мышам и мышам с ксенотрансплантатной опухолью в 10 различных дозировках паклитаксела: 20, 40, 60, 80, 100, 120, 250, 300, 350 и 400 мг/кг/день. Вес тела и физические изменения мониторируют в течение 14 дней и высчитывают LD50 на основании смертности.
Как показано на Фигуре 6, LD50 наночастиц с улучшенной направленной доставкой у здоровых мышей значительно повышается до 91 мг/кг/день, более чем в 3 раза превышая LD50 паклитаксела, равную 30 мг/кг/день.
LD50 наночастиц с улучшенной направленной доставкой у мышей с ксенотрансплантатной опухолью дополнительно повышается до 194 мг/кг/день (Фигура 6С), показывая, что улучшенную доставку к опухоли и сниженная доставка в здоровые ткани значительно снижают токсичность (см. Фигуру 5).
Эксперимент 4: EPR усиление наночастиц с улучшенной направленной доставкой
Ключевые характеристики наночастиц с улучшенной направленной доставкой, приготовленных здесь, представляют собой наночастицы структуры типа ядро-оболочка, включающие нековалентно связанные HSA и противораковые лекарственные средства с расположенными на поверхности соединениями порфирина. Таким образом, ожидается, что облучение электромагнитными волнами после введения наночастиц дополнительно усилит доставку к опухоли через EPR, значительно повышая предпочтительную доставку противораковых лекарственных средств в опухолевые ткани.
Для подтверждения того, что наночастицы с улучшенной направленной доставкой усиливают EPR эффект, наночастицы с улучшенной направленной доставкой, включающие HSA, порфириновые соединения и паклитаксел, приготовленные в Примере 1, вводят мышам с ксенотрансплантатными опухолями и далее наблюдают аккумулирование в опухолях красителя голубого Эванса (Evans Blue Dye) (SIGMA-ALDRICH), связывающегося с HSA.
Клеточные линии рака легких NCI-H460 (KCLB®, Korean Cell Line Bank) изготавливают в суспензии и вводят подкожно самкам бистимусных “голых” мышей для создания роста ксенотрансплантатной опухоли более 50 мг по массе.
Мышей с ксенотрансплантатными опухолями делят на три группы, которым вводят либо физиологический раствор контрольной группе, либо 20 мг/кг Abraxane® в физиологическом растворе, либо 20 мг/кг наночастиц с улучшенной направленной доставкой, содержащих паклитаксел в физиологическом растворе.
Через четыре часа после введения мышей подвергают действию LED с длиной волны 630 нм и интенсивностью 100 ммоль/м2с2 в течение 30 минут с последующим внутривенным введением 200 мкл Evans Blue Dye в концентрации 1 мг/мл. Через 6 часов опухолевую ткань удаляют у мышей и инкубируют в 3 мл формамида в водяной бане при 60ºС в течение 48 часов. Evans Blue Dye, выделенный из опухоли, подсчитывают при помощи спектрофотометра, как показано на Фигуре 7.
На Фигуре 7 наночастицы с улучшенной направленной доставкой, содержащие паклитаксел, как приготовленные в Примере 1, демонстрируют улучшенный EPR эффект по сравнению с таковым в контрольной группе и группе Abraxane®.
Эксперимент 5: Эффективность наночастиц с улучшенной направленной доставкой в отношении рака ранней стадии
Эффективность наночастиц с улучшенной направленной доставкой, приготовленных в Примере 1, оценивают при помощи способа, описанного ниже.
Клеточную линию рака молочной железы MDA-MB-231 (KCLB®, Korean Cell Line Bank) изготавливают в суспензии, и 5×106 клеток вводят подкожно самкам бестимусных «голых» мышей популяции Balb/C в возрасте от 6 до 8 недель (Damool Science, Korea) и поддерживают до тех пор, пока ксенотрансплантатные опухоли не достигнут размера 100 мм3 для создания ксенотрансплантатной модели ранней стадии.
После утверждения ксенотрансплантата рака груди мыши получают внутривенные инъекции контрольного физиологического раствора, 10 мг/кг Abraxane® (Celgene Inc.) в физиологическом растворе или 10 мг/кг наночастиц с улучшенной направленной доставкой в физиологическом растворе на 0, 3, 7 и 10 день, после чего их наблюдают в течение 3 недель.
Рост опухоли мониторируют при помощи биолюминесцентной визуализации раковых клеточных линий, экспрессирующих люциферазу. Мышам вводят интраперитонеально D-люциферин в дозировке 150 мг люциферина/кг массы тела. Далее мышам проводят анестезию газом изофлураном с кислородной поддержкой, и помещают их под камерой, оснащенной аппаратом для визуализации Xenogen IVIS 200, для создания биолюминесцентного изображения при помощи системы визуализации IVIS (Xenogen). Биолюминесцентные цветные изображения накладывают при помощи программы Living Image. Данные анализируют при помощи программы анализа Igor Pro, как показано на Фигуре 8.
При сравнении изображений на Фигуре 8 размер опухоли значительно увеличивается от 0 дня к 21 дню у мышей, получающих физиологический раствор, как и ожидается. У мышей, получающих Abraxane®, явный рост опухоли наблюдается на 21 день, хотя размер опухоли меньше того, который наблюдается в контроле. Напротив, опухоли полностью исчезают в группе, получающей наночастицы паклитаксела с улучшенной направленной доставкой, приготовленные в Примере 1, таким образом, демонстрируя ни с чем не сравнимую эффективность этого носителя в отношении опухолевого роста.
Эксперимент 6: Эффективность наночастиц с улучшенной направленной доставкой в отношении рака поздней стадии
Введение противораковых наночастиц с улучшенной направленной доставкой с последующим облучением электромагнитными волнами может привести к усилению доставки к опухоли и доставки лекарственного средства благодаря EPR, максимально увеличивая возможность излечивания рака и даже некурабельных больших опухолей, типичных для рака поздней стадии. Эффективность наночастиц с улучшенной направленной доставкой, приготовленных в Примере 1, оценивают при помощи больших ксенотрансплантатных опухолей, представляющих рак поздней стадии, как описано ниже.
Клеточную линию рака легких NCI-H460-luc2 (Caliper Life Sciences) изготавливают в суспензии, и 5×106 клеток вводят подкожно самкам бестимусных «голых» мышей популяции Balb/C в возрасте от 6 до 8 недель (Damool Science, Korea) и поддерживают до тех пор, пока ксенотрансплантатные опухоли не достигнут размера 500 мм3 для создания ксенотрансплантатной модели поздней стадии.
После утверждения ксенотрансплантата рака легких мыши впоследствии получают внутривенные инъекции контрольного физиологического раствора, Abraxane® (Celgene Inc.) или наночастиц с улучшенной направленной доставкой, содержащих паклитаксел (JINIS наночастицы), как приготовленные в Примере 1, на 0, 3, 7, 10 и 14 день. Дозировка паклитаксела составляет 10 мг/кг/день для каждого введения лекарственного средства. Мышей наблюдают в течение 4 недель.
Для экспериментальной группы усиления доставки к опухоли опухолевые ткани мышей подвергают действию LED с длиной волны 630 нм и интенсивностью 100 ммоль/м2с2 в течение 30 минут после введения.
Рост опухоли мониторируют при помощи биолюминесцентной визуализации раковых линий клеток, экспрессирующих люциферазу. Мышам вводят интраперитонеально D-люциферин в дозировке 150 мг люциферина/кг массы тела. Далее мышам проводят анестезию газом изофлураном с кислородной поддержкой, и помещают их под камерой, оснащенной аппаратом для визуализации Xenogen IVIS 200, для создания биолюминесцентного изображения при помощи системы визуализации IVIS (Xenogen). Биолюминесцентные цветные изображения накладывают при помощи программы Living Image. Данные анализируют при помощи программы анализа Igor Pro, как показано в Таблице 4 и на Фигуре 9.
Таблица 4
День 0
размер опухоли
(фотоны/сек)		 День 28
размер опухоли
(фотоны/сек)
Контроль, физиологический раствор 21,2Е+08 120,4Е+08
Abraxane® (Celgene) 18.6Е+08 87.3Е+08
Наночастицы с улучшенной направленной доставкой, содержащие паклитаксел 27,9Е+08 0,8Е+08*
*; Е+08 представляет собой величину на фоновом уровне для здоровых тканей без опухолей.
Как показано в Таблице 4, сравнение размера опухоли между 0 и 28 днем выявляет значительный рост опухоли в группах физиологического раствора и Abraxane®. Напротив, мыши, получающие наночастицы с улучшенной направленной доставкой, содержащие паклитаксел, приготовленные, как в Примере 1, демонстрируют существенное уменьшение размера опухоли после лечения, и опухоли окончательно исчезают к 28 дню.
Фигура 9 показывает, что размер опухоли продолжает увеличиваться у мышей, получающих физиологический раствор. У мышей, получающих Abraxane®, также наблюдается явный рост опухоли, хотя размер опухоли меньше, чем таковой в контроле. Напротив, опухоли практически исчезают у мышей, получающих наночастицы паклитаксела с улучшенной направленной доставкой, таким образом, демонстрируя ни с чем не сравнимую эффективность этого носителя в отношении опухолевого роста.
Облучение электромагнитными волнами также демонстрирует усиление противораковой эффективности, что наблюдается при сравнении LED (+) группы с группой без облучения, LED (-). В частности, наблюдается полное исчезновение опухоли за 21-28 дней у мышей, получающих наночастицы паклитаксела с улучшенной направленной доставкой с последующим воздействием электромагнитных волн.
Эксперимент 7: Эффективность наночастиц с улучшенной направленной доставкой, содержащих доксорубицин, в отношении рака поздней стадии
Эффективность наночастиц с улучшенной направленной доставкой, содержащих доксорубицин, приготовленных в Примере 2, оценивают по отношению к крупным ксенотрансплантатным опухолям, представляющим рак поздней стадии, применяя способы, описанные в Эксперименте 6. Эти результаты показаны на Фигуре 10.
Фигура 10 показывает, что размер опухоли значительно увеличивается от 0 дня к 28 у мышей, получающих физиологический раствор. Мыши, получающие не связанный с белками плазмы крови доксорубицин, также демонстрируют явный опухолевый рост, хотя размер опухоли меньше, чем таковой в контроле.
Напротив, опухоли практически исчезают у мышей, получающих наночастицы доксорубицина с улучшенной направленной доставкой, приготовленные в Примере 2, с последующей обработкой LED, что демонстрирует ни с чем не сравнимую эффективность наночастиц с улучшенной направленной доставкой.
Эти данные согласованы с результатами Эксперимента 6 по внутривенному введению наночастиц с улучшенной направленной доставкой, содержащих паклитаксел с последующей, более поздней обработкой электромагнитными волнами.
Полное описание конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения составляет другие эквивалентные или альтернативные применения данных наночастиц с улучшенной направленной доставкой, очевидные для специалиста в области техники. Это изобретение описано выше для иллюстрации, и конкретные раскрытые варианты осуществления не предназначены для ограничения изобретения конкретными раскрытыми формами. Изобретение, таким образом, покрывает все модификации, эквиваленты и альтернативы, попадающие в объем следующей далее формулы изобретения.
Промышленное применение
Достижение клинического излечивания рака остается трудным с современными химиотерапевтическими лекарственными средствами. В частности, клиническая эффективность современных химиотерапевтических лекарственных средств и нанопрепаратов остается чрезвычайно низкой по отношению к ракам поздней стадии с ускоренным ростом и увеличением объема опухоли, предотвращая клиническое применение химиотерапии для раков поздней стадии.
Наночастицы с улучшенной направленной доставкой в этом изобретении демонстрируют превосходную противораковую эффективность сами по себе и дополнительно улучшают эффективность при последовательном лечении электромагнитными волнами, такими как световые или излучение, таким образом, усиливая доставку к опухоли наночастиц и обеспечивая излечение рака поздней стадии. Таким образом, наночастицы с улучшенной направленной доставкой в этом изобретении имеют потенциал значительно улучшить способность врачей контролировать рак.

Claims (20)

1. Противораковая наночастица, предназначенная для направленной доставки, включающая противораковое лекарственное средство, сывороточный альбумин в качестве основного материала наночастицы и порфириновое соединение в качестве компонента, осуществляющего направленную доставку к опухоли, где противораковое лекарственное средство, сывороточный альбумин и порфириновое соединение нековалентно связаны, причем противораковая наночастица, предназначенная для направленной доставки, характеризуется присутствием противораковых лекарственных средств в ядре наночастицы и комплекса сывороточного альбумина и порфириновых соединений во внешней оболочке наночастицы.
2. Противораковая наночастица, предназначенная для направленной доставки, по п. 1, где указанный сывороточный альбумин происходит от млекопитающих и участвует в пассивной направленной доставке к опухоли путем стабилизации противораковой наночастицы, тем самым усиливая эффект повышенной проницаемости и удерживания (эффект EPR).
3. Противораковая наночастица, предназначенная для направленной доставки, по п. 1, где порфириновое соединение селективно аккумулируется в опухолевых тканях путем связывания со сверхэкспрессированными в раковых клетках рецепторами.
4. Противораковая наночастица, предназначенная для направленной доставки, по п. 1, где порфириновое соединение является по меньшей мере одним, выбиранным из группы, состоящей из протопорфирина, протопорфирина IX, гема, гемина, протопорфирина цинка, протопорфирина магния, гематопорфирина, бензопорфирина, металлопорфирина, тексафиринов, хлоринов, бактериохлоринов, фталоцианинов, нафталоцианинов и их производных.
5. Противораковая наночастица, предназначенная для направленной доставки, по п. 1, где активация порфиринового соединения способствует усилению направленной доставки к опухоли при помощи повышенной проницаемости и удерживания (эффекта EPR).
6. Противораковая наночастица, предназначенная для направленной доставки, по п. 1, где противораковое лекарственное средство является по меньшей мере одним, выбиранным из группы, состоящей из доксорубицина, даунорубицина, валрубицина, эпирубицина, идарубицина, паклитаксела, доцетаксела, цисплатина, карбоплатина, оксалиплатина, камптотецина, винкристина, винбластина, 5-фторурацила (5-FU), митомицина, циклофосфамида, метотрексата, митоксантрона, топотекана, капецитабина, доксифлуридина, иринотекана, тегафура, хлорамбуцила, белотекана, анастерозола, тамоксифена, гливека, флоксуридина, лейпролида, флутамида, золедроната, стрептозоцина, винорелбина, гидроксимочевины, меклоретамина, бусульфана, мехлоретамина, гемцитабина, цедрола и их производных.
7. Способ приготовления противораковых наночастиц, предназначенных для направленной доставки, в которых противораковое лекарственное средство, сывороточный альбумин и порфириновое соединение нековалентно связаны, где способ включает следующие стадии:
(а) стадию приготовления смешанного раствора, в которой раствор противоракового лекарственного средства добавляют к раствору сывороточного альбумина;
(b) стадию приготовления раствора наночастиц, в которой противораковое лекарственное средство и сывороточный альбумин агрегируют при добавлении по каплям органического растворителя к указанному смешанному раствору;
(с) стадию приготовления наночастиц типа лекарственное средство-альбумин путем индуцирования пространственной перегруппировки противоракового лекарственного средства в ядро и сывороточного альбумина во внешнюю оболочку путем температурного сдвига в растворе наночастиц, где противораковое лекарственное средство и сывороточный альбумин агрегированы;
(d) стадию приготовления раствора наночастиц, предназначенных для направленной доставки, путем добавления раствора порфиринового соединения к наночастицам типа лекарственное средство-альбумин, в которых противораковое лекарственное средство в ядре и сывороточный альбумин во внешней оболочке нековалентно связаны, с перемешиванием их для протекания реакции, и путем покрытия противоракового лекарственного средства нековалентно связанным комплексом сывороточный альбумин-порфирин;
(e) стадию фильтрования раствора противораковых наночастиц, предназначенных для направленной доставки, центрифугирования, и извлечения осажденных противораковых наночастиц, предназначенных для направленной доставки;
(f) стадию лиофилизации извлеченных противораковых наночастиц, предназначенных для направленной доставки, с получением структурно стабильных противораковых наночастиц, предназначенных для направленной доставки.
8. Способ по п. 7, где содержание противоракового лекарственного средства составляет 10-300 частей по массе и содержание порфиринового соединения составляет 0,01-10 частей по массе по отношению к 100 частям по массе сывороточного альбумина.
9. Способ по п. 7, где стадия индуцирования пространственной перегруппировки компонентов путем температурного сдвига проводят при помощи нагревания для гидрофобных лекарственных средств или при помощи охлаждения для гидрофильных лекарственных средств.
10. Способ по п. 9, где нагревание осуществляют при температуре 40°С~60°С и охлаждение осуществляют при температуре -10°С~-70°С.
11. Способ по п. 7, дополнительно включающий стадию регулирования размера противораковой наночастицы, предназначенной для направленной доставки, путем ультразвуковой обработки раствора противораковых наночастиц, предназначенных для направленной доставки, перед фильтрацией.
12. Способ по п. 7, где противораковое лекарственное средство является по меньшей мере одним выбиранным из группы, состоящей из доксорубицина, даунорубицина, валрубицина, эпирубицина, идарубицина, паклитаксела, доцетаксела, цисплатина, карбоплатина, оксалиплатина, камптотецина, винкристина, винбластина, 5-фторурацила (5-FU), митомицина, циклофосфамида, метотрексата, митоксантрона, топотекана, капецитабина, доксифлуридина, иринотекана, тегафура, хлорамбуцила, белотекана, анастерозола, тамоксифена, гливека, флоксуридина, лейпролида, флутамида, золедроната, стрептозоцина, винорелбина, гидроксимочевины, меклоретамина, бусульфана, мехлоретамина, гемцитабина, цедрола и их производных.
13. Способ по п. 7, где порфириновое соединение является по меньшей мере одним выбиранным из группы, состоящей из протопорфирина, протопорфирина IX, гема, гемина, протопорфирина цинка, протопорфирина магния, гематопорфирина, бензопорфирина, металлопорфирина, тексафиринов, хлоринов, бактериохлоринов, фталоцианинов, нафталоцианинов и их производных.
14. Фармацевтическая композиция для лечения рака, включающая противораковые наночастицы, предназначенные для направленной доставки, по любому из пп. 1-6.
RU2015150725A 2013-05-02 2013-05-15 Противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой и способ их получения RU2652436C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130049297A KR101329646B1 (ko) 2013-05-02 2013-05-02 표적지향증폭형 항암나노입자 및 이의 제조방법
KR10-2013-0049297 2013-05-02
PCT/KR2013/004297 WO2014178468A1 (ko) 2013-05-02 2013-05-15 표적지향증폭형 항암나노입자 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015150725A RU2015150725A (ru) 2017-06-06
RU2652436C2 true RU2652436C2 (ru) 2018-04-26

Family

ID=49857788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015150725A RU2652436C2 (ru) 2013-05-02 2013-05-15 Противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой и способ их получения

Country Status (8)

Country Link
US (2) US9662401B2 (ru)
EP (1) EP2937080B1 (ru)
JP (1) JP6162326B2 (ru)
KR (1) KR101329646B1 (ru)
CN (1) CN105283174B (ru)
CA (1) CA2911157C (ru)
RU (1) RU2652436C2 (ru)
WO (1) WO2014178468A1 (ru)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HUE033790T2 (en) 2013-01-31 2017-12-28 Chong Kun Dang Pharmaceutical Corp CETP inhibitor biaryl or heterocyclic biaryl substituted cyclohexene derivatives
WO2014121033A1 (en) * 2013-02-04 2014-08-07 Fl Therapeutics Llc Soluble complexes of drug analogs and albumin
KR101601035B1 (ko) 2013-02-28 2016-03-08 주식회사 종근당 키토산 및 액상결정 형성 물질을 포함하는 유전자 전달용 조성물
US9937259B2 (en) 2014-06-27 2018-04-10 Zhuhai Beihai Biotech Co., Ltd. Abiraterone derivatives and non-covalent complexes with albumin
WO2015018380A2 (en) * 2014-07-03 2015-02-12 Cspc Zhongqi Pharmaceutical Technology(Shijiazhuang)Co., Ltd. Therapeutic nanoparticles and the preparation methods thereof
WO2016065139A1 (en) 2014-10-24 2016-04-28 Fl Therapeutics Llc 3-substituted piperidine-2, 6-diones and non-covalent complexes with albumin
WO2017182584A1 (en) * 2016-04-20 2017-10-26 Institut National De La Sante Et De La Recherche Medicale (Inserm) New formulations of retinoic acid derivatives and their use for treating cancer
WO2018038253A1 (ja) * 2016-08-26 2018-03-01 哲治 奥野 微小ナノ化薬剤およびその利用
KR101952896B1 (ko) * 2016-09-27 2019-05-23 서강대학교 산학협력단 항암제를 담지한 인간 혈청 알부민 나노입자를 이용한 간동맥 화학색전술용 조성물 및 그 제조방법
CN106420665B (zh) * 2016-10-28 2019-04-16 浙江省林业科学研究院 一种包裹紫杉烷类药物的白蛋白纳米颗粒载体的制备方法
KR102018880B1 (ko) * 2016-12-07 2019-09-05 서강대학교 산학협력단 약물을 담지한 알부민 나노입자의 제조방법
CN109966267A (zh) * 2019-05-06 2019-07-05 上海师范大学 纳米声敏剂在制备基于光声引导的声动力学治疗肿瘤药物中的用途
US11850233B2 (en) 2019-10-28 2023-12-26 Matibur Rahaman Zamadar Reduced adaptive microbial resistance treatment for flesh eating disease (necrotizing fasciitis)
EP4141110A1 (en) 2020-04-24 2023-03-01 Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstvennost'yu "Ingenik" Method for producing particles of bacteriophages of the genus levivirus
CN112402605B (zh) * 2020-11-06 2023-09-26 深圳大学 一种仿生纳米乳剂及其制备方法与应用
CN112656948B (zh) * 2020-11-12 2022-06-14 宁波大学 免疫治疗纳米药物载体及其制备方法和具有该载体的药物和该药物的制备方法
KR20230069345A (ko) 2021-11-12 2023-05-19 닥터아이앤비(주) 생산 시간을 단축하고 안정성이 개선된 의약품 제조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070231375A1 (en) * 2006-04-03 2007-10-04 Taipei Medical University Liposome combination and the use thereof
WO2010150100A1 (en) * 2009-06-24 2010-12-29 Entarco Sa The use of spinosyns and spinosyn compositions against diseases caused by protozoans, viral infections and cancer
RU2452482C2 (ru) * 2005-02-18 2012-06-10 АБРАКСИС БАЙОСАЙЕНС, ЭлЭлСи Комбинация и способы введения терапевтических средств и комбинированной терапии

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070117862A1 (en) 1993-02-22 2007-05-24 Desai Neil P Novel formulations of pharmacological agents, methods for the preparation thereof and methods for the use thereof
US6537579B1 (en) 1993-02-22 2003-03-25 American Bioscience, Inc. Compositions and methods for administration of pharmacologically active compounds
US6096331A (en) 1993-02-22 2000-08-01 Vivorx Pharmaceuticals, Inc. Methods and compositions useful for administration of chemotherapeutic agents
US5916596A (en) 1993-02-22 1999-06-29 Vivorx Pharmaceuticals, Inc. Protein stabilized pharmacologically active agents, methods for the preparation thereof and methods for the use thereof
PT1023050E (pt) * 1997-06-27 2013-12-04 Abraxis Bioscience Llc Novas formulações de agentes farmacológicos, métodos para a sua preparação e métodos para a sua utilização
GB0025414D0 (en) 2000-10-16 2000-11-29 Consejo Superior Investigacion Nanoparticles
WO2002098364A2 (en) 2001-06-06 2002-12-12 The General Hospital Corporation Magnetic-nanoparticle conjugates and methods of use
US8246995B2 (en) 2005-05-10 2012-08-21 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Hydrophobic nanotubes and nanoparticles as transporters for the delivery of drugs into cells
SI2131821T1 (sl) * 2007-03-07 2018-11-30 Abraxis Bioscience, Llc Nanodelci, ki zajemajo rapamicin in albumin kot sredstvo proti raku
CN101730526A (zh) * 2007-03-07 2010-06-09 阿布拉科斯生物科学有限公司 作为抗癌剂的包含雷帕霉素和白蛋白的纳米颗粒
US8236284B1 (en) 2008-04-02 2012-08-07 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Multimodal, multifunctional polymer coated nanoparticles
US8968705B2 (en) 2008-08-22 2015-03-03 Colorado School Of Mines Gold/lanthanide nanoparticle conjugates and uses thereof
KR101043407B1 (ko) 2009-02-19 2011-06-22 한국과학기술연구원 암 표적성이 우수한 단백질 복합체 및 이의 제조방법
US9211283B2 (en) * 2009-12-11 2015-12-15 Biolitec Pharma Marketing Ltd Nanoparticle carrier systems based on human serum albumin for photodynamic therapy
WO2012075087A2 (en) 2010-11-30 2012-06-07 Board Of Trustees Of The University Of Illinois Silica nanoparticle agent conjugates
US10363309B2 (en) 2011-02-04 2019-07-30 Case Western Reserve University Targeted nanoparticle conjugates

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2452482C2 (ru) * 2005-02-18 2012-06-10 АБРАКСИС БАЙОСАЙЕНС, ЭлЭлСи Комбинация и способы введения терапевтических средств и комбинированной терапии
US20070231375A1 (en) * 2006-04-03 2007-10-04 Taipei Medical University Liposome combination and the use thereof
WO2010150100A1 (en) * 2009-06-24 2010-12-29 Entarco Sa The use of spinosyns and spinosyn compositions against diseases caused by protozoans, viral infections and cancer

Also Published As

Publication number Publication date
EP2937080B1 (en) 2017-12-20
EP2937080A1 (en) 2015-10-28
CA2911157C (en) 2019-01-15
RU2015150725A (ru) 2017-06-06
US20170239369A1 (en) 2017-08-24
WO2014178468A1 (ko) 2014-11-06
JP2016517881A (ja) 2016-06-20
JP6162326B2 (ja) 2017-07-12
KR101329646B1 (ko) 2013-11-14
CN105283174B (zh) 2019-09-24
US10286004B2 (en) 2019-05-14
EP2937080A4 (en) 2016-08-03
US20150290332A1 (en) 2015-10-15
CA2911157A1 (en) 2014-11-06
CN105283174A (zh) 2016-01-27
US9662401B2 (en) 2017-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2652436C2 (ru) Противораковые наночастицы с улучшенной направленной доставкой и способ их получения
Singh et al. Nanoscale porous organic polymers for drug delivery and advanced cancer theranostics
Guo et al. Mito‐bomb: targeting mitochondria for cancer therapy
Cai et al. Metal–organic framework‐based stimuli‐responsive systems for drug delivery
Wu et al. Recent progress in the augmentation of reactive species with nanoplatforms for cancer therapy
Wang et al. Metal–organic framework derived multicomponent nanoagent as a reactive oxygen species amplifier for enhanced photodynamic therapy
Cheng et al. Renal‐clearable PEGylated porphyrin nanoparticles for image‐guided photodynamic cancer therapy
Geng et al. Combining anti-PD-1 antibodies with Mn2+-drug coordinated multifunctional nanoparticles for enhanced cancer therapy
CN111956801B (zh) 光控释放co和阿霉素的纳米药物系统及其制备和应用
Bao et al. Nanoscale metal–organic framework composites for phototherapy and synergistic therapy of cancer
Ferroni et al. Light-induced therapies for prostate cancer treatment
Liu et al. Nanoparticles loading porphyrin sensitizers in improvement of photodynamic therapy for ovarian cancer
Jeon et al. Enhanced photodyamic therapy via photosensitizer-loaded nanoparticles for cancer treatment
Guo et al. Near-infrared photodynamic and photothermal co-therapy based on organic small molecular dyes
Yin et al. Hypoxia-alleviated sonodynamic therapy based on a hybrid protein oxygen carrier to enhance tumor inhibition
Ge et al. NIR-guided dendritic nanoplatform for improving antitumor efficacy by combining chemo-phototherapy
Wang et al. Near-infrared light triggered photothermal therapy and enhanced photodynamic therapy with a tumor-targeting hydrogen peroxide shuttle
Meng et al. Synergistic chemotherapy and phototherapy based on red blood cell biomimetic nanomaterials
Zhao et al. Assembled photosensitizers applied for enhanced photodynamic therapy
Pallavi et al. A nano approach to formulate photosensitizers for photodynamic therapy
Xu et al. Carbon dots as a promising therapeutic approach for combating cancer
CN109481696B (zh) 用于癌症光动力治疗和化学治疗的药物及其制备方法
Wang et al. Recent progress in metal-organic cages for biomedical application: Highlighted research during 2018–2023
Du et al. Heterostructures combining upconversion nanoparticles and metal–organic framework: fundamental, classification, and theranostic applications
An et al. Internal Light Sources‐Mediated Photodynamic Therapy Nanoplatforms: Hope for the Resolution of the Traditional Penetration Problem