RU2775382C1 - Method for photo-activated treatment of tumour cells for producing cellular agents - Google Patents
Method for photo-activated treatment of tumour cells for producing cellular agents Download PDFInfo
- Publication number
- RU2775382C1 RU2775382C1 RU2021113926A RU2021113926A RU2775382C1 RU 2775382 C1 RU2775382 C1 RU 2775382C1 RU 2021113926 A RU2021113926 A RU 2021113926A RU 2021113926 A RU2021113926 A RU 2021113926A RU 2775382 C1 RU2775382 C1 RU 2775382C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cells
- tumor
- tumour
- dose
- photo
- Prior art date
Links
- 230000001413 cellular Effects 0.000 title abstract 3
- 230000002186 photoactivation Effects 0.000 claims abstract description 17
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 claims description 29
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 claims description 23
- 210000004881 tumor cells Anatomy 0.000 claims description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 20
- 239000003504 photosensitizing agent Substances 0.000 claims description 16
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 11
- 238000002428 photodynamic therapy Methods 0.000 claims description 7
- 208000003468 Ehrlich Tumor Carcinoma Diseases 0.000 claims description 6
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract description 10
- 230000036231 pharmacokinetics Effects 0.000 abstract description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 230000004083 survival Effects 0.000 description 4
- 210000001519 tissues Anatomy 0.000 description 4
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 3
- 201000009030 carcinoma Diseases 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 230000022534 cell killing Effects 0.000 description 2
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 2
- 230000034994 death Effects 0.000 description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 2
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 2
- 230000017074 necrotic cell death Effects 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 206010015548 Euthanasia Diseases 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 239000006143 cell culture media Substances 0.000 description 1
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 1
- 230000001085 cytostatic Effects 0.000 description 1
- 230000001472 cytotoxic Effects 0.000 description 1
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000007920 subcutaneous administration Methods 0.000 description 1
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 1
- 230000004614 tumor growth Effects 0.000 description 1
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины, а именно к экспериментальной онкологии и может быть использовано при фотодинамической обработке клеток для приготовления клеточных препаратов.The invention relates to medicine, namely to experimental oncology and can be used in photodynamic processing of cells for the preparation of cell preparations.
Известен способ фотодинамической обработки клеток для приготовления клеточных препаратов, состоящий из двухэтапной фотодинамической обработки клеток ex vivo (WO 2016/131960, опубл. 25.08.2016).A known method of photodynamic treatment of cells for the preparation of cell preparations, consisting of a two-stage photodynamic treatment of cells ex vivo (WO 2016/131960, publ. 25.08.2016).
Недостатком данного способа является введение фотосенсибилизатора непосредственно в культуральную клеточную среду, что не учитывает фармакокинетику фотосенсибилизатора в организме животного.The disadvantage of this method is the introduction of the photosensitizer directly into the cell culture medium, which does not take into account the pharmacokinetics of the photosensitizer in the animal body.
Техническим результатом изобретения является возможность создания клеточных препаратов из опухолевых клеток с учетом фармакокинетики фотосенсибилизатора в организме животного, исследование зависимости уровня накопления фотосенсибилизатора от введенной дозы и времени накопления.The technical result of the invention is the possibility of creating cell preparations from tumor cells, taking into account the pharmacokinetics of the photosensitizer in the animal body, the study of the dependence of the level of accumulation of the photosensitizer on the administered dose and accumulation time.
Указанный технический результат достигается в способе фотодинамической обработки опухолевых клеток для приготовления клеточных препаратов, включающий обработку клеток фотосенсибилизатором и последующую их фотоактивацию, отличающийся тем, что перевиваемые клетки опухоли Эрлиха вводят в организм мыши подкожно, после достижения размера опухоли 10х10 мм вводят фотосенсибилизатор радахлорин в дозе 10 мг/кг или фотодитазин в дозе 5 мг/кг в организм мыши, после извлечения опухоли из организма животного, до или послеприготовления из опухоли взвеси опухолевых клеток, проводят фотоактивацию клеток опухоли путем облучения лазером с длиной волны 662 нм в дозе 300 Дж/см2.The specified technical result is achieved in a method for photodynamic treatment of tumor cells for the preparation of cell preparations, including treatment of cells with a photosensitizer and their subsequent photoactivation, characterized in that transplanted Ehrlich tumor cells are injected subcutaneously into the mouse body, after reaching a tumor size of 10x10 mm, the photosensitizer radachlorin is administered at a dose of 10 mg/kg or photoditazine at a dose of 5 mg/kg into the mouse body, after removing the tumor from the animal body, before or after preparing a suspension of tumor cells from the tumor, photoactivation of tumor cells is carried out by irradiation with a laser with a wavelength of 662 nm at a dose of 300 J/cm 2 .
Способ подтверждается следующими экспериментальными примерами.The method is confirmed by the following experimental examples.
Пример 1. Способ фотодинамической обработки клеток карциномы Эрлиха ex vivo при введении фотосенсибилизатора (ФС, Радахлорин, ООО «РАДА-ФАРМА», Россия) мышам-самкам линии BALB/c с привитой подкожно опухолью Эрлиха.Example 1. The method of photodynamic treatment of Ehrlich carcinoma cells ex vivo with the introduction of a photosensitizer (FS, Radachlorin, RADA-PHARMA LLC, Russia) to BALB/c female mice with subcutaneously grafted Ehrlich tumor.
Мышам-самкам линии BALB/c проводили подкожную перевивку опухоли Эрлиха в область бедра в количестве 5×105 опухолевых клеток. При достижении размера опухоли 10×10 мм животным однократно вводили фотосенсибилизатор (Радахлорин, 10 мг/кг). Накопление ФС оценивается с помощью системы неинвазивной визуализации флуоресценции «Флуовизор» (ООО «Аткус», Россия) с длиной волны возбуждения - 660 нм и регистрацией флуоресценции в инфракрасном диапазоне длин волн. Через 6 часов после накопления фотосенсибилизатора в опухолевой ткани при высокой интенсивности флуоресценции фотосензибилизатора в опухоли (Табл.) проводится эвтаназия, выделяется опухоль. Из выделенной опухоли готовится взвесь опухолевых клеток. Опухолевые кусочки измельчают с помощью ножниц, протирают через простерилизованное мелкоячеистое металлическое сито. К полученной измельченной опухолевой ткани добавляют стерильный 0,9% раствор натрия хлорида. Взвесь клеток собирают в стерильный шприц и дополнительно измельчают путем пропускания ее с помощью шприца через иглы меньших диаметров. Проводят контроль клеточности полученной суспензии (подсчет в камере Горяева). Полученная взвесь клеток подвергается фотоактивации облучением лазером Алод (ООО «Алком медика», Россия) с длиной волны 662 нм. Лазерное излучение подводят световодом с линзой для наружного облучения (ООО «Полироник», Россия), которая формирует равномерное пятно в зоне воздействия диаметром от 10 до 20 мм в зависимости от размера опухоли. Мощность излучения составляла от 0,5 до 1,2 Вт, время - от 8 до 13 мин. Плотность энергии или доза энергии во всех экспериментах составила 300 Дж/см3. Получали препарат клеток для последующего применения.Female mice of the BALB/c line underwent subcutaneous transplantation of Ehrlich's tumor in the thigh area in the amount of 5×10 5 tumor cells. When the tumor size reached 10×10 mm, the animals received a single dose of a photosensitizer (Radachlorin, 10 mg/kg). PS accumulation is assessed using the Fluovizor non-invasive fluorescence imaging system (LLC Atkus, Russia) with an excitation wavelength of 660 nm and fluorescence registration in the infrared wavelength range. 6 hours after the accumulation of the photosensitizer in the tumor tissue with a high intensity of the fluorescence of the photosensitizer in the tumor (Table), euthanasia is performed, the tumor is isolated. A suspension of tumor cells is prepared from the isolated tumor. Tumor pieces are crushed with scissors, rubbed through a sterilized fine-meshed metal sieve. Sterile 0.9% sodium chloride solution is added to the obtained crushed tumor tissue. The cell suspension is collected in a sterile syringe and further crushed by passing it with a syringe through needles of smaller diameters. The cellularity of the resulting suspension is monitored (counting in the Goryaev chamber). The obtained suspension of cells is subjected to photoactivation by laser irradiation Alod (LLC "Alkom medica", Russia) with a wavelength of 662 nm. Laser radiation is delivered by a light guide with a lens for external irradiation (OOO Polironic, Russia), which forms a uniform spot in the impact zone with a diameter of 10 to 20 mm, depending on the size of the tumor. The radiation power was from 0.5 to 1.2 W, the time was from 8 to 13 minutes. The energy density or energy dose in all experiments was 300 J/cm 3 . Received the cell preparation for subsequent use.
Гибель всех или части клеток подтверждается следующими экспериментальными примерами.The death of all or part of the cells is confirmed by the following experimental examples.
Пример 2. Способ фото динамической обработки клеток карциномы Эрлиха ex vivo при введении фотосенсибилизатора (Фотодитазин) с получением препарата клеток в виде взвеси после фотоактивации лазерным облучением и последующей имплантацией мышам с оценкой приживаемости.Example 2. The method of photodynamic treatment of Ehrlich carcinoma cells ex vivo with the introduction of a photosensitizer (Photoditazine) to obtain a cell preparation in the form of a suspension after photoactivation by laser irradiation and subsequent implantation in mice with an assessment of survival.
На первом этапе девяти мышам подкожно имплантировали 106 клеток опухоли Эрлиха. Через 7-10 дней после перевивки, когда размеры опухоли составляли 10×10 мм, мышам вводили Фотодитазин (5 мг/кг, ООО «Вета Гранд», Россия) внутрибрюшинно однократно за 4 часа до выделения клеток и их фотоактивации (время определено как оптимальное в дополнительных опытах по накоплению ФС). Спустя 4 часа от введения ФС опухоль выделяли из организма мыши. Далее из опухолевой ткани без макроскопических признаков некроза готовили препарат в виде взвеси опухолевых клеток (как в примере 1), проводили подсчет в камере Горяева. Затем по 4,5 млн клеток от каждой опухоли помещали в 2 лунки 6-луночного плоскодонного культурального планшета с низкой адгезией. В одной лунке опухолевые клетки подвергали лазерной фотоактивации, а вторая служила контролем. Фотоактивация ФС осуществлялась с помощью лазерного аппарата Алод (ООО «Алком медика», Россия), длина волны лазера - 662 нм. Световодом с линзой для наружного облучения (ООО «Полироник», Россия) формировали равномерное пятно в зоне воздействия диаметром от 11 до 25 мм в зависимости от размера объекта облучения, мощность излучения составляла от 0,6 до 1,5 Вт, плотность энергии, или доза облучения во всех экспериментах составила 300 Дж/см2.In the first stage, nine mice were subcutaneously implanted with 10 6 Ehrlich tumor cells. 7-10 days after inoculation, when the tumor size was 10 × 10 mm, mice were injected with Photoditazine (5 mg/kg, Veta Grand, Russia) intraperitoneally once 4 hours before cell isolation and their photoactivation (the time was determined as optimal in additional experiments on FS accumulation). 4 hours after PS administration, the tumor was isolated from the mouse body. Next, a preparation was prepared from the tumor tissue without macroscopic signs of necrosis in the form of a suspension of tumor cells (as in example 1), and the count was performed in the Goryaev chamber. Then, 4.5 million cells from each tumor were placed in 2 wells of a 6-well flat-bottomed culture plate with low adhesion. In one well, tumor cells were subjected to laser photoactivation, and the second served as a control. PS photoactivation was carried out using an Alod laser device (OOO Alkom Medica, Russia), the laser wavelength was 662 nm. A light guide with a lens for external irradiation (OOO Polironic, Russia) formed a uniform spot in the impact zone with a diameter of 11 to 25 mm, depending on the size of the irradiated object, the radiation power was from 0.6 to 1.5 W, the energy density, or the radiation dose in all experiments was 300 J/cm 2 .
На втором этапе по 1,5 млн опухолевых клеток из каждой лунки перевивали трем здоровым мышам подкожно. За мышами вели наблюдение с регистрацией размеров опухоли в течение 32 суток. Приживаемость опухолевой взвеси в данной модификации способа составила 100% во всех группах. При введении мышам-реципиентам препарата клеток без фотоактивации фотодитазина объем опухоли к 32-м суткам составил 3,14±1,47 см3, а при его фотоактивации уменьшался до 1,67±0,26 см3. В группе контроль с воздействием лазером к 32-м суткам объем опухоли достигал 2,74±0,29 см3. Таким образом, получено торможение роста опухоли 39% по сравнению с контролем с фотоактивацией, свидетельствующее о гибели большой части клеток в полученном препарате и/или цитостатическом эффекте в отношении опухолевых клеток в полученном препарате.At the second stage, 1.5 million tumor cells from each well were transplanted subcutaneously into three healthy mice. Mice were monitored with registration of tumor size for 32 days. Survival of the tumor suspension in this modification of the method was 100% in all groups. Upon administration of the cell preparation to recipient mice without photoditazine photoactivation, the tumor volume by the 32nd day was 3.14±1.47 cm 3 , and upon its photoactivation it decreased to 1.67±0.26 cm 3 . In the control group with laser exposure, by day 32, the tumor volume reached 2.74±0.29 cm 3 . Thus, inhibition of tumor growth of 39% was obtained compared to the control with photoactivation, indicating the death of a large part of the cells in the resulting preparation and/or a cytostatic effect on tumor cells in the obtained preparation.
Пример 3. Способ фото динамической обработки клеток карциномы Эрлиха ex vivo при введении фотосенсибилизатора (Фотодитазин) с выделением кусочка ткани опухоли из организма мыши, проведения фотоактивации лазерным облучением и приготовлением препарата клеток в виде взвеси с последующей имплантацией их мышам с оценкой приживаемости.Example 3. The method of photodynamic treatment of Ehrlich carcinoma cells ex vivo with the introduction of a photosensitizer (Photoditazine) with the isolation of a piece of tumor tissue from the mouse body, photoactivation by laser irradiation and preparation of a cell preparation in the form of a suspension, followed by their implantation in mice with an assessment of survival.
На первом этапе девяти мышам подкожно имплантировали 106 клеток опухоли Эрлиха. Через 7-10 дней после перевивки, когда размеры опухоли составляли 10×10 мм, мышам вводили Фотодитазин (5 мг/кг, ООО «Вета Гранд», Россия) внутрибрюшинно однократно за 4 часа до выделения кусочка опухоли и его фотоактивации (время определено как оптимальное в дополнительных опытах по накоплению ФС). Спустя 4 часа от введения ФС опухоль выделяли из организма мыши, получали кусочек без макроскопических признаков некроза.In the first stage, nine mice were subcutaneously implanted with 10 6 Ehrlich tumor cells. 7–10 days after inoculation, when the tumor size was 10 × 10 mm, the mice were injected with Photoditazine (5 mg/kg, LLC Veta Grand, Russia) intraperitoneally once 4 hours before the isolation of a tumor piece and its photoactivation (time is defined as optimal in additional experiments on PS accumulation). 4 hours after PS administration, the tumor was isolated from the mouse body, and a piece was obtained without macroscopic signs of necrosis.
После проведения фотоактивации из кусочка опухоли готовили препарат в виде взвеси опухолевых клеток (как в примере 1), проводили подсчет клеточности в камере Горяева.After photoactivation, a preparation was prepared from a piece of tumor in the form of a suspension of tumor cells (as in example 1), cellularity was counted in a Goryaev chamber.
На втором этапе по 1,5 млн опухолевых клеток из каждой лунки перевивали трем здоровым мышам подкожно. За мышами вели наблюдение с регистрацией размеров опухоли в течение 32 суток. Приживаемость опухолевой взвеси второй модификации в группе с фотоактивацией составила 33,3%, в группе без лазерного воздействия - 83,3%, что свидетельствует о цитотоксическом эффекте в отношении опухолевых клеток в полученном препарате.At the second stage, 1.5 million tumor cells from each well were transplanted subcutaneously into three healthy mice. Mice were monitored with registration of tumor size for 32 days. The survival rate of the tumor suspension of the second modification in the group with photoactivation was 33.3%, in the group without laser exposure - 83.3%, which indicates a cytotoxic effect on tumor cells in the resulting preparation.
Способ обеспечивает возможность создания клеточных препаратов из опухолевых клеток с учетом фармакокинетики фотосенсибилизатора в организме животного, исследование зависимости уровня накопления фотосенсибилизатора от введенной дозы и времени накопления.The method provides the possibility of creating cell preparations from tumor cells, taking into account the pharmacokinetics of the photosensitizer in the animal body, studying the dependence of the photosensitizer accumulation level on the administered dose and accumulation time.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2775382C1 true RU2775382C1 (en) | 2022-06-30 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2373973C1 (en) * | 2008-08-07 | 2009-11-27 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородская Государственная Медицинская Академия Росздрава" (Гоу Впо "Нижгма Росздрава) | Method of life-time photosensitisers study |
RU2724867C2 (en) * | 2020-02-25 | 2020-06-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр радиологии" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ радиологии" Минздрава России) | Method of photodynamic therapy of transplanted ectodermal tumor of melanoma b16 of mice |
RU2738301C2 (en) * | 2020-04-28 | 2020-12-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России) | Method for assessing antitumour effectiveness of photodynamic therapy |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2373973C1 (en) * | 2008-08-07 | 2009-11-27 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Нижегородская Государственная Медицинская Академия Росздрава" (Гоу Впо "Нижгма Росздрава) | Method of life-time photosensitisers study |
RU2724867C2 (en) * | 2020-02-25 | 2020-06-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр радиологии" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ радиологии" Минздрава России) | Method of photodynamic therapy of transplanted ectodermal tumor of melanoma b16 of mice |
RU2738301C2 (en) * | 2020-04-28 | 2020-12-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России) | Method for assessing antitumour effectiveness of photodynamic therapy |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БЕРЕЗОВСКАЯ И. В. Система фотодинамической диагностики и терапии // ВЕЖПТ. 2009. N4 (39). С.18-19. STEINER R. Working out of early diagnostic and control for the cancer treatment method with the use of photosensitiser of modelling action. Proceeding SPIE, 1994, vol.2325, p.144., реферат. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102065832B1 (en) | Methods and systems for treating cell proliferaton disorders | |
CN108030919B (en) | Preparation of human serum albumin modified black phosphorus quantum dot and application of black phosphorus quantum dot as sensitizer | |
US20090104212A1 (en) | Methods and systems for treating cell proliferation disorders using two-photon simultaneous absorption | |
US8791275B2 (en) | Methods and systems for treating cell proliferation disorders with psoralen derivatives | |
RU2704202C1 (en) | Method of photodynamic therapy of growth surface solid connective-tissue sarcoma of m-1 rats | |
WO2007133728A1 (en) | Photodynamic therapy-generated mesothelioma vaccine | |
RU2775382C1 (en) | Method for photo-activated treatment of tumour cells for producing cellular agents | |
US20180169433A1 (en) | Methods and systems for treating cell proliferation disorders with psoralen derivatives | |
US20120136338A1 (en) | Immunologic compounds for prevention, protection, prophylaxis or treatment of immunological disorders, infections and cancer | |
RU2005127615A (en) | METHOD FOR OBTAINING THERAPEUTIC ANTITUMOR VACCINE, MODIFIED ANTITUMOR VACCINE, METHOD OF LASER VACCINATION OF PATIENTS WITH METASTATIC FORMS OF CANCER | |
Canti et al. | Immunopharmacology studies on photosensitizers used in photodynamic therapy | |
Istomin et al. | Immediate and long-term efficacy and safety of photodynamic therapy with Photolon (Fotolon): a seven-year clinical experience | |
RU2737704C2 (en) | Method of intraoperative photodynamic therapy in combined treatment of locally advanced soft tissue sarcomas | |
US11654195B2 (en) | Eco-friendly smart photosensitizer and photo-stem cell therapy product comprising same | |
Tomio et al. | Effect of hematoporphyrin and red light on AH-130 solid tumors in rats | |
CN1527704A (en) | Compositions and method of administering tubulin binding agents for the treatment of ocular diseases | |
RU2294224C2 (en) | Method for photodynamic therapy of malignant neoplasms | |
Stuart Nelson et al. | Study of the in vivo and in vitro photosensitizing capabilities of uroporphyrin I compared to photofrin II | |
RU2774589C1 (en) | Method for carrying out photodynamic therapy of solid ehrlich carcinoma in mice | |
RU2776449C1 (en) | Method for photodynamic therapy of rat surface solid connective tissue sarcoma m-1 | |
RU2455039C1 (en) | Method of photodynamic therapy of malignant growths | |
RU2724867C2 (en) | Method of photodynamic therapy of transplanted ectodermal tumor of melanoma b16 of mice | |
RU2278704C2 (en) | Method for inducing of immune response of mammalian organism-2 | |
Verma et al. | Evolution of Cancer Therapies | |
US20060062766A1 (en) | Remedy for cancer |