RU2740552C1

RU2740552C1 - Photodynamic therapy kit

Info

Publication number: RU2740552C1
Application number: RU2020102485A
Authority: RU
Inventors: Павел Михайлович СОКОЛОВ; Игорь Руфаилович Набиев; Галина Олеговна Нифонтова
Priority date: 2019-09-24
Filing date: 2019-09-24
Publication date: 2021-01-15

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention refers to medical research and aims at reducing toxicity of photosensitizers. Disclosed is a photodynamic therapy kit comprising an active component consisting of one or more microcapsules containing one or more damper molecules, as well as one or more photosensitizer molecules, on external surface of microcapsules and photosensitizer molecules single-domain antibodies are immobilized, wherein the microcapsule shell is made of a hybrid light-sensitive material which is capable of being destroyed by optical radiation, wherein the radiation spectrum which activates the photosensitiser coincides with a radiation spectrum which causes destruction of the microcapsule membrane. Kit also includes an auxiliary component consisting of one or more quantum dots combined with one or more biological recognition molecules, wherein the fluorescence spectrum of the quantum dots is in the optical range causing the photosensitizer molecules activation and the microcapsule membrane destruction, wherein biological recognition molecules and single-domain antibodies are able to specifically bind different epitopes of oncomarkers expressed on the surface of tumour cells, the destruction of which is necessary.

EFFECT: invention provides reduced shadow toxicity of photosensitizers and specific delivery to tumour cells, which enables to achieve high effectiveness and safety of therapy.

7 cl, 1 ex, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области медицинских исследований, и предназначена для снижения токсичности фотосенсибилизаторов (ФС), применяемых при фотодинамической терапии (ФДТ). Предлагаемое изобретение направлено на снижение генерации свободных радикалов и синглетных форм кислорода до достижения ФС опухолевых клеток, способствуя снижению фоновой токсической нагрузки ФС на организм.The invention relates to the field of medical research, and is intended to reduce the toxicity of photosensitizers (PS) used in photodynamic therapy (PDT). The proposed invention is aimed at reducing the generation of free radicals and singlet oxygen species before reaching the PS of tumor cells, helping to reduce the background toxic load of PS on the body.

Известен способ диагностики и терапии рака методом фотодинамический терапии и комплексный фотосенсибилизатор для осуществления известного способа, описанный в заявке [1]. Комплексный ФС представляет собой конъюгат квантовых точек (КТ) и производных хлорина (собственно фотосенсибилизатор). Для проведения фотодинамической терапии данный комплексный ФС вводится в организм и облучается излучением с длиной волны, соответствующей длине волны поглощения КТ, которые затем передают возбуждение по механизму Ферстеровского резонансного переноса энергии (ФРПЭ) на молекулы производных хлорина, вследствие чего образуются синглетные формы кислорода и свободные радикалы, вызывающие гибель клеток. При этом для специфического накопления комплексного ФС в опухолевых клетках, на их поверхности содержатся биологические распознающие молекулы, в частности, антитела. Кроме того, излучение КТ используется для детекции и визуализации опухолевых клеток. Благодаря применению КТ, флуоресцирующих в инфракрасной области спектра, описанный комплексный ФС может использоваться не только для проведения ФДТ, но и визуализации опухолевых клеток в глубине тканей организма, что обусловлено более низким поглощением излучения ИК диапазона биологическими тканями. К недостаткам известного решения стоит отнести то, что любой фотосенсибилизатор обладает теневой токсичностью, т.е. может генерировать синглетные формы кислорода и свободные радикалы без внешнего активирующего излучения. Применение КТ, которые эффективно поглощают оптическое излучение в широком диапазоне длин волн, также усиливает теневую фоновую активность фотосенсибилизатора, что приводит к увеличению токсичности и тяжести последствий введения в организм ФС для ФДТ.A known method for the diagnosis and therapy of cancer by the method of photodynamic therapy and a complex photosensitizer for the implementation of the known method described in the application [1]. Complex PS is a conjugate of quantum dots (QDs) and chlorin derivatives (the photosensitizer itself). To carry out photodynamic therapy, this complex PS is introduced into the body and irradiated with radiation with a wavelength corresponding to the absorption wavelength of QDs, which then transmit excitation through the Förster resonant energy transfer (FRET) mechanism to molecules of chlorin derivatives, as a result of which singlet oxygen forms and free radicals are formed causing cell death. In this case, for the specific accumulation of complex PS in tumor cells, their surface contains biological recognition molecules, in particular, antibodies. In addition, CT radiation is used to detect and visualize tumor cells. Due to the use of QDs that fluoresce in the infrared region of the spectrum, the described complex PS can be used not only for PDT, but also for visualization of tumor cells deep in the tissues of the body, which is due to the lower absorption of IR radiation by biological tissues. The disadvantages of the known solution include the fact that any photosensitizer has shadow toxicity, i.e. can generate singlet oxygen species and free radicals without external activating radiation. The use of CTs, which effectively absorb optical radiation in a wide range of wavelengths, also enhances the shadow background activity of the photosensitizer, which leads to an increase in the toxicity and severity of the consequences of PS administration for PDT.

Известен носитель для диагностики, направленной доставки и контролируемого высвобождения лекарственных средств, описанный в патенте [2]. Известный носитель представляет собой полимерную микрокапсулу из полиэлектролитов, на поверхности которых иммобилизованы однодоменные антитела, а оболочка микрокапсулы содержит магнитные наночастицы и инфракрасные КТ, необходимые для направленной доставки и детекции носителя. При этом внутрь микрокапсулы помещаются лекарственные средства, например, применяемые для фото динамической терапии. К недостаткам известного решения стоит отнести то, что данный носитель не позволяет снизить теневую токсичность фотосенсибилизатора, что вызывает негативные последствия от применения данного носителя для доставки ФС при ФДТ.Known carrier for diagnostics, targeted delivery and controlled release of drugs, described in the patent [2]. The known carrier is a polymeric microcapsule made of polyelectrolytes, on the surface of which single-domain antibodies are immobilized, and the microcapsule shell contains magnetic nanoparticles and infrared QDs, which are necessary for targeted delivery and detection of the carrier. In this case, drugs are placed inside the microcapsule, for example, used for dynamic photo therapy. The disadvantages of the known solution include the fact that this carrier does not reduce the shadow toxicity of the photosensitizer, which causes negative consequences from the use of this carrier for the delivery of PS in PDT.

Известен способ визуализации и направленного разрушения опухолевых клеток, описанный в патенте [3]. Раскрытый в патенте комплекс, используемый для визуализации и направленного разрушения опухолевых клеток, выбран в качестве аналога, предлагаемого изобретения. Известный комплекс состоит из объединенных молекул фотосенсибилизатора, КТ, флуоресцирующих в инфракрасной области спектра, плазмонных наночастиц и биологических распознающих молекул, что позволяет проводить визуализацию и направленное разрушение опухолевых клеток, локализованных на большой глубине от поверхности исследуемого организма. Применение плазмонных наночастиц в составе комплекса, позволяет усилить флуоресценцию, использованных КТ, что позволяет, во-первых, с высокой чувствительностью детектировать флуоресцентный сигнал на большой глубине от поверхности исследуемого объекта, а во-вторых, усилить процесс активации молекул фотосенсибилизатора, для более эффективного разрушения клеточных компонент по механизму фотодинамической терапии. Однако известный аналог обладает высокой фоновой токсичностью, так как не предусматривает каких-либо технических решений для снижения теневой токсичности, используемых фотосенсибилизаторов, а также увеличивает свето-зависимую активацию ФС, даже на стадиях, пока фотосенсибилизатор не достиг опухолевых клеток.The known method of visualization and targeted destruction of tumor cells, described in the patent [3]. The complex disclosed in the patent, used for visualization and targeted destruction of tumor cells, is selected as an analogue of the proposed invention. The known complex consists of combined molecules of a photosensitizer, CT fluorescent in the infrared region of the spectrum, plasmonic nanoparticles and biological recognition molecules, which allows visualization and targeted destruction of tumor cells localized at great depths from the surface of the organism under study. The use of plasmonic nanoparticles in the complex makes it possible to enhance the fluorescence of the used QDs, which allows, firstly, with high sensitivity to detect the fluorescent signal at a great depth from the surface of the object under study, and, secondly, to enhance the process of activation of photosensitizer molecules for more efficient destruction cellular components by the mechanism of photodynamic therapy. However, the known analogue has a high background toxicity, since it does not provide any technical solutions to reduce the shadow toxicity of the used photosensitizers, and also increases the light-dependent activation of PS, even at the stages until the photosensitizer reaches tumor cells.

Технический результат предлагаемого набора для проведения фотодинамической терапии заключается в снижении теневой токсичности препаратов для фотодинамической терапии, а также их специфической доставке к опухолевым клеткам, обеспечивая тем самым высокую эффективность и безопасность проведения фотодинамической терапии.The technical result of the proposed kit for photodynamic therapy is to reduce the shadow toxicity of drugs for photodynamic therapy, as well as their specific delivery to tumor cells, thereby ensuring high efficiency and safety of photodynamic therapy.

Технический результат достигается тем, что предложен набор для проведения фотодинамической терапии, включающий активный компонент, состоящий из одной или более микрокапсул, содержащих внутри одну или более молекул гасителя, а также одну или более молекул фотосенсибилизатора, на внешней поверхности микрокапсул и молекулах фотосенсибилизатора иммобилизованы однодоменные антитела, при этом оболочка микрокапсулы выполнена из гибридного светочувствительного материала, который способен разрушаться оптическим излучением, причем спектр излучения, вызывающий активацию фотосенсибилизатора совпадает со спектром излучения, который вызывает разрушение оболочки микрокапсул, а также включающий вспомогательный компонент, состоящий из одной или более квантовых точек, объединенных с одной или более биологической распознающей молекулой, причем спектр флуоресценции квантовых точек находится в оптическом диапазоне, вызывающем активацию молекул фотосенсибилизатора и разрушение оболочки микрокапсул, при этом биологические распознающие молекулы и однодоменные антитела способны специфически связывать различные эпитопы онкомаркеров, экспрессируемых на поверхности опухолевых клеток, разрушение которых необходимо произвести.The technical result is achieved by the fact that a set for carrying out photodynamic therapy is proposed, which includes an active component consisting of one or more microcapsules containing one or more quencher molecules inside, as well as one or more photosensitizer molecules, single-domain antibodies are immobilized on the outer surface of the microcapsules and photosensitizer molecules , while the shell of the microcapsule is made of a hybrid photosensitive material that is capable of being destroyed by optical radiation, and the spectrum of radiation that causes the activation of the photosensitizer coincides with the spectrum of radiation that causes the destruction of the shell of the microcapsules, and also includes an auxiliary component consisting of one or more quantum dots combined with one or more biological recognition molecules, and the fluorescence spectrum of quantum dots is in the optical range, causing activation of photosensitizer molecules and destruction of the microcapsule shell, while biological recognition molecules and single-domain antibodies are able to specifically bind various epitopes of tumor markers expressed on the surface of tumor cells, which must be destroyed.

Одним из основных недостатков современных существующих препаратов, применяемых для ФДТ, является их фоновая токсичность, или как еще ее называют теневая токсичность. Она проявляется в том, что даже без внешнего возбуждающего излучения молекулы ФС генерируют синглетные формы кислорода и свободные радикалы, что приводит к разрушению здоровых окружающих клеток. Одним из известных подходов для снижения теневой токсичности ФС является использование, так называемых, гасителей, которые нейтрализуют образующиеся синглетные формы кислорода и свободные радикалы. Однако для эффективного разрушения клеток по механизму ФДТ, гасители необходимо удалить, когда ФС достигнет опухолевых клеток. Применение двухкомпонентного набора позволяет добиться удаления гасителей и активации ФС, только в момент, когда компоненты набора достигли опухолевых клеток. Первый компонент предлагаемого набора - это активный компонент, который состоит из микрокапсулы с гибридной светочувствительной оболочкой, внутрь которой помещены молекулы гасителя и ФС, а на поверхности молекул ФС и оболочки микрокапсулы иммобилизованы однодоменные антитела, которые необходимы для специфического связывания онкомаркеров на поверхности опухолевых клеток. Второй компонент набора - вспомогательный, состоит из КТ, на поверхности которых иммобилизованы биологические распознающие молекулы, связывающий другой эпитоп (участок) того же самого онкомаркера, что и однодоменные антитела активного компонента. Материал оболочки микрокапсул, фотосенсибилизатор и КТ подобраны так, чтобы максимум спектра флуоресценции КТ, находился в диапазоне длин волн, вызывающих активацию фотосенсибилизатора и индуцировал разрушение оболочки микрокапсул. Таким образом, после введения компонентов набора в организм теневая токсичность ФС снижена, за счет того, что он пространственно объединен внутри микрокапсулы с молекулами гасителя, которые эффективно перехватывают образующиеся синглетные формы кислорода и свободные радикалы. В момент, когда оба компонента набора достигли опухоли, они связываются с онкомаркерами на поверхности опухолевых клеток, что обеспечивает сближение активного и вспомогательного компонентов носителя на расстояние, при котором возможна эффективная передача энергии излучения от КТ на молекулы ФС и оболочку микрокапсул. В результате облучения места локализации компонентов набора лазерным излучением с длиной волны, соответствующим спектру поглощения КТ они, возбуждаясь, передают энергию (переизлучением или по механизму ФРПЭ) на оболочку микрокапсулы, индуцируя ее разрыв, и на молекулы ФС, активируя их. В результате после разрушения оболочки молекулы ФС и гасителя оказываются пространственно разобщены и гасители перестают поглощать синглетные формы кислорода и свободные радикалы от активированного ФС, обеспечивая эффективное разрушение опухолевых клеток по механизму ФДТ. При этом, находящиеся на поверхности молекул ФС однодоменные антитела служат для удержания молекул ФС вблизи вспомогательного комплекса и опухолевых клеток, что необходимо для эффективного их разрушения по механизму ФДТ.One of the main disadvantages of modern existing drugs used for PDT is their background toxicity, or as it is also called shadow toxicity. It manifests itself in the fact that even without external excitatory radiation, PS molecules generate singlet oxygen forms and free radicals, which leads to the destruction of healthy surrounding cells. One of the known approaches to reduce the shadow toxicity of PS is the use of so-called quenchers, which neutralize the formed singlet oxygen forms and free radicals. However, for effective cell destruction by the PDT mechanism, the quenchers must be removed when the PS reaches the tumor cells. The use of a two-component kit allows removing the quenchers and activating the PS only at the moment when the components of the kit have reached the tumor cells. The first component of the proposed kit is an active component, which consists of a microcapsule with a hybrid photosensitive shell, inside which quencher and PS molecules are placed, and single-domain antibodies are immobilized on the surface of PS molecules and the microcapsule shell, which are necessary for specific binding of tumor markers on the surface of tumor cells. The second component of the kit, an auxiliary one, consists of QDs, on the surface of which biological recognition molecules are immobilized, binding another epitope (region) of the same tumor marker as the single-domain antibodies of the active component. The material of the microcapsule shell, the photosensitizer, and the QDs are selected so that the maximum of the QD fluorescence spectrum is in the wavelength range that causes the activation of the photosensitizer and induces the destruction of the microcapsule shell. Thus, after the introduction of the components of the kit into the body, the shadow toxicity of the PS is reduced due to the fact that it is spatially combined inside the microcapsule with quencher molecules, which effectively intercept the formed singlet oxygen forms and free radicals. At the moment when both components of the kit have reached the tumor, they bind to tumor markers on the surface of tumor cells, which ensures the convergence of the active and auxiliary components of the carrier at a distance at which an efficient transfer of radiation energy from QDs to PS molecules and the microcapsule envelope is possible. As a result of irradiation of the localization site of the components of the set with laser radiation with a wavelength corresponding to the absorption spectrum of QDs, they, being excited, transfer energy (by re-radiation or by the PDEP mechanism) to the microcapsule shell, inducing its rupture, and to the PS molecules, activating them. As a result, after the destruction of the shell, the PS and quencher molecules are spatially separated and the quenchers cease to absorb singlet oxygen species and free radicals from the activated PS, providing effective destruction of tumor cells by the PDT mechanism. At the same time, single-domain antibodies on the surface of PS molecules serve to retain PS molecules near the auxiliary complex and tumor cells, which is necessary for their effective destruction by the PDT mechanism.

Возможен частный случай, в котором микрокапсулы изготовлены из липидов, и/или белков, и/или сахаридов, и/или органических полимеров, и/или неорганических полимеров или их смесей.A special case is possible in which microcapsules are made of lipids and / or proteins and / or saccharides and / or organic polymers and / or inorganic polymers or mixtures thereof.

Также возможен частный случай, когда в качестве молекул фотосенсибилизатора применяют молекулы фотосенсибилизаторов, активирующиеся излучением инфракрасной области оптического спектра.A special case is also possible when photosensitizer molecules, which are activated by radiation of the infrared region of the optical spectrum, are used as photosensitizer molecules.

Возможен частный случай, когда в качестве гасителей синглетных форм кислорода и свободных радикалов применены органические соединения, например, аминокислоты и их производные и/или белки, и/или полисахариды.A particular case is possible when organic compounds, for example, amino acids and their derivatives and / or proteins and / or polysaccharides, are used as absorbers of singlet oxygen forms and free radicals.

Существует частный случай, в котором в качестве квантовых точек применены полупроводниковые нанокристаллы состава PbS/CdS/ZnS и/или CuInS₂/ZnS, и/или Ag₂S.There is a special case in which semiconductor nanocrystals of the composition PbS / CdS / ZnS and / or CuInS ₂ / ZnS, and / or Ag ₂ S are used as quantum dots.

Возможен частный случай, когда в качестве биологических распознающих молекул используют нативные белки и/или модифицированные белки, и/или поликлональные антитела, и/или моноклональные антитела, и/или высокоаффинные биологические компоненты, и/или пептиды, и/или нуклеиновые кислоты.A particular case is possible when native proteins and / or modified proteins and / or polyclonal antibodies and / or monoclonal antibodies and / or high-affinity biological components and / or peptides and / or nucleic acids are used as biological recognition molecules.

Также возможен частный случай, в котором используемые биологические распознающие молекулы и однодоменные антитела способны специфически связывать онкомаркеры, например, HER2 или СЕА, или EGFR, или ЕрСАМ.A special case is also possible in which the biological recognition molecules and single-domain antibodies used are capable of specifically binding oncomarkers, for example, HER2 or CEA, or EGFR, or EpCAM.

На фиг. 1 представлен конкретный пример набора для проведения фотодинамической терапии. Цифрами обозначены следующие элементы: оболочка микрокапсулы - 1; фотосенсибилизатор - 2; однодоменные антитела, иммобилизованные на поверхности фотосенсибилизатора и оболочки микрокапсулы - 3; гаситель - 4; квантовая точка - 5; биологические распознающие молекулы - 6; клетка, которая будет разрушена данным набором - 7; онкомаркер, связываемый биологическими распознающими молекулами и однодоменными антителами - 8.FIG. 1 shows a specific example of a photodynamic therapy kit. The following elements are designated by numbers: microcapsule shell - 1; photosensitizer - 2; single-domain antibodies immobilized on the surface of the photosensitizer and the microcapsule shell - 3; absorber - 4; quantum dot - 5; biological recognition molecules - 6; the cell that will be destroyed by this set - 7; tumor marker bound by biological recognition molecules and single-domain antibodies - 8.

Конкретный пример, поясняющий принцип работы набора для проведения фотодинамической терапии показан на примере направленного разрушения опухолевых клеток, экспрессирующих маркер рака молочной железы HER2, в сравнении с известным решением, выбранным в качестве аналога, в котором в качестве фотосенсибилизатора также использовался фотодитазин. Для этого использовался набор состоящий из активного компонента состава: в качестве микрокапсулы использовалась светочувствительная липосома из 3-sn-фосфатидилэтаноламина, диолеоилфосфатидилхолина, холестерина и 1-пальмитоил-2-гидрокси-sn-глицеро-3-фосфохолин порфирина, оболочка которой разрушается при облучении излучением с длиной волны 665 нм; в качестве фотосенсибилизатора использовался фотодитазин (максимум поглощения при 662 нм), конъюгированный с однодоменными антителами к онкомаркеру HER2; в качестве гасителя применены дипептиды из двух молекул гистидина; на поверхности оболочки липосом иммобилизованы однодоменные антитела к онкомаркеру HER2; и вспомогательного компонента состоящего из КТ состава CuInS₂/ZnS, имеющих максимум флуоресценции на 660 нм, конъюгированных с моноклональными антителами к HER2. Кроме того, для сравнения эффективности снижения теневой токсичности в примере был использован аналогичный по составу набор, отличающийся тем, что в состав активного комплекса не входили молекулы гасителя. Исследование проводилось на клеточной линии SK-BR-3, экспрессирующей онкомаркер HER2. Клетки были выращены в среде RPMI-1640 с добавлением 10% фетальной бычьей сыворотки, 2 мМ L-глутамина, антибиотика пенициллин-стрептомицин, пирувата натрия и раствора витаминов для среды RPMI-1640 в инкубаторе при 37°С с 5% СО₂ в атмосфере. По достижении монослоя клетки были удалены с поверхности флакона для культивирования, и их количество было определено известным способом. Затем клетки SK-BR-3 были посажены в шесть культуральных флакона из расчета 10⁶ клеток в одном флаконе, в описанную ранее ростовую среду. В флаконы 1А и 1Б были добавлены компоненты предлагаемого набора, в флаконы 2А и 2Б комплекс фотосенсибилизатора, описанный в прототипе, в флаконы 3А и 3Б были добавлены компоненты предлагаемого набора, не содержащие молекул гасителя, причем количество добавленных компонентов было нормировано на количество молекул фотосенсибилизатора. Через 30 минут культивирования флаконы 1А, 2А и 3А были облучены излучением с длиной волны 620 нм (5 раз по 1 минуте с перерывом 3 минуты). Затем, спустя 3 час, известным способом (с помощью проточной цитометрии) было оценено количество выживших клеток в флаконах 1А, 2А и 3А. Количество живых клеток в флаконах 1Б, 2Б и 3Б без облучения было определено через 3 часа после начала культивирования. В результате процент выживших клеток в флаконе 1А (с предлагаемым набором) составил 18%, в флаконе 2А (с прототипом) - 12%, в флаконе 3А (с предлагаемым набором без гасителя) - 16%. При этом количество выживших клеток в флаконе 1Б было 90%, в флаконе 2Б - 65%, а в флаконе 3Б - 73%. Таким образом предлагаемый набор позволяет приблизительно в три раза снизить теневую токсичность ФС в сравнении с прототипом и аналогичным набором без гасителя, при сравнимой эффективности разрушения клеток по механизму ФДТ.A specific example explaining the principle of operation of the kit for photodynamic therapy is shown by the example of targeted destruction of tumor cells expressing the breast cancer marker HER2, in comparison with the known solution selected as an analogue, in which photoditazine was also used as a photosensitizer. For this, a set consisting of an active component of the composition was used: a photosensitive liposome of 3-sn-phosphatidylethanolamine, dioleoylphosphatidylcholine, cholesterol and 1-palmitoyl-2-hydroxy-sn-glycero-3-phosphocholine porphyrin was used as a microcapsule, the shell of which is destroyed by radiation with a wavelength of 665 nm; photoditazine (absorption maximum at 662 nm) conjugated with single-domain antibodies to the HER2 tumor marker was used as a photosensitizer; dipeptides of two histidine molecules were used as a quencher; on the surface of the liposome shell, single-domain antibodies to the HER2 tumor marker are immobilized; and an auxiliary component consisting of QDs of the composition CuInS ₂ / ZnS, having a maximum fluorescence at 660 nm, conjugated with monoclonal antibodies to HER2. In addition, to compare the effectiveness of reducing shadow toxicity in the example, a set of similar composition was used, differing in that the active complex did not include quencher molecules. The study was carried out on the SK-BR-3 cell line expressing the HER2 tumor marker. The cells were grown in RPMI-1640 medium supplemented with 10% fetal bovine serum, 2 mM L-glutamine, antibiotic penicillin-streptomycin, sodium pyruvate, and a solution of vitamins for RPMI-1640 medium in an incubator at 37 ° C with 5% CO ₂ in an atmosphere ... Upon reaching the monolayer, the cells were removed from the surface of the culture flask, and their number was determined in a known manner. Then SK-BR-3 cells were seeded in six culture flasks at a rate of 10 ⁶ cells per flask in the growth medium described earlier. Components of the proposed kit were added to vials 1A and 1B, the photosensitizer complex described in the prototype was added to vials 2A and 2B, the components of the proposed kit that did not contain quencher molecules were added to vials 3A and 3B, and the amount of added components was normalized to the number of photosensitizer molecules. After 30 minutes of cultivation, flasks 1A, 2A and 3A were irradiated with radiation with a wavelength of 620 nm (5 times for 1 minute with a break of 3 minutes). Then, after 3 hours, the number of surviving cells in flasks 1A, 2A and 3A was estimated by a known method (using flow cytometry). The number of living cells in flasks 1B, 2B, and 3B without irradiation was determined 3 hours after the start of cultivation. As a result, the percentage of surviving cells in vial 1A (with the proposed kit) was 18%, in vial 2A (with the prototype) - 12%, in vial 3A (with the proposed kit without a quencher) - 16%. At the same time, the number of surviving cells in bottle 1B was 90%, in bottle 2B - 65%, and in bottle 3B - 73%. Thus, the proposed set allows approximately three times to reduce the shadow toxicity of PS in comparison with the prototype and a similar set without a quencher, with a comparable efficiency of cell destruction by the PDT mechanism.

Таким образом, предложенный набор позволяет снизить теневую токсичность препаратов для ФДТ, за счет поглощения образующихся синглетных форм кислорода и свободных радикалов молекулами гасителя, до момента пока молекулы ФС не достигли опухолевых клеток. При этом по достижению ФС опухолевых клеток происходит отделение гасителя и опухолевые клетки эффективно разрушаются по механизму ФДТ, что позволяет снизить токсическую нагрузку на организм при терапии онкологических заболеваний методами фотодинамической терапии.Thus, the proposed kit makes it possible to reduce the shadow toxicity of drugs for PDT by absorbing the formed singlet oxygen forms and free radicals by quencher molecules until the PS molecules reach the tumor cells. At the same time, upon reaching the PS of tumor cells, the quencher is separated and the tumor cells are effectively destroyed by the PDT mechanism, which makes it possible to reduce the toxic load on the body during the therapy of oncological diseases using photodynamic therapy.

Источники информацииInformation sources

1. Woong Shick Ahn et al. В Photosensitizer containing conjugates of quantum dot-chlorine derivatives and composition for treating and diagnosing cancer containing same for photodynamic therapy. Международный патент WO 2010151074 A2.1. Woong Shick Ahn et al. A Photosensitizer containing conjugates of quantum dot-chlorine derivatives and composition for treating and diagnosing cancer containing same for photodynamic therapy. International patent WO 2010151074 A2.

2. Нифонтова Г.О., Суханова A.B., Набиев И.Р. Носитель для диагностики, направленной доставки и контролируемого высвобождения лекарственных средств. Патент Российской Федерации RU 2693485.2. Nifontova G.O., Sukhanova A.B., Nabiev I.R. Vehicle for diagnostics, targeted delivery and controlled release of drugs. Patent of the Russian Federation RU 2693485.

3. Соколов П.М., Суханова А.В., Набиев И.Р. Способ визуализации и направленного разрушения раковых клеток. Патент Российской Федерации RU 2638446 С1.3. Sokolov P.M., Sukhanova A.V., Nabiev I.R. A method for visualization and targeted destruction of cancer cells. Patent of the Russian Federation RU 2638446 C1.

Claims

1. A kit for carrying out photodynamic therapy, including an active component, consisting of one or more microcapsules containing one or more quencher molecules inside, as well as one or more photosensitizer molecules, single-domain antibodies are immobilized on the outer surface of the microcapsules and photosensitizer molecules, with the microcapsule shell made of a hybrid photosensitive material that is capable of being destroyed by optical radiation, and the radiation spectrum that causes the activation of the photosensitizer coincides with the radiation spectrum that causes the destruction of the shell of the microcapsules, and also includes an auxiliary component consisting of one or more quantum dots combined with one or more biological recognition molecule, and the fluorescence spectrum of quantum dots is in the optical range, causing activation of photosensitizer molecules and destruction of the shell of microcapsules, while biological recognition molecules are single-domain e antibodies are able to specifically bind various epitopes of tumor markers expressed on the surface of tumor cells, the destruction of which must be performed.

2. The set according to claim 1, characterized in that the microcapsules are made of lipids and / or proteins and / or saccharides and / or organic polymers and / or inorganic polymers or mixtures thereof.

3. The set according to claim 1, characterized in that photosensitizer molecules are used as photosensitizer molecules, which are activated by radiation of the infrared region of the optical spectrum.

4. The set according to claim 1, characterized in that organic compounds are used as quenchers, for example amino acids and their derivatives, and / or proteins and / or polysaccharides.

5. A set according to claim 1, characterized in that semiconductor nanocrystals of the composition PbS / CdS / ZnS, and / or CuInS ₂ / ZnS, and / or Ag ₂ S are used as quantum dots.

6. The kit according to claim 1, characterized in that native proteins and / or modified proteins and / or polyclonal antibodies and / or monoclonal antibodies and / or high-affinity biological components and / or peptides are used as biological recognition molecules , and / or nucleic acids.

7. The kit according to claim 1, characterized in that the biological recognition molecules and single-domain antibodies used are capable of specifically binding tumor markers, for example, HER2, or CEA, or EGFR, or EpCAM.