[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2549953C2 - Photosensitiser for photodynamic therapy - Google Patents

Photosensitiser for photodynamic therapy Download PDF

Info

Publication number
RU2549953C2
RU2549953C2 RU2013157611/15A RU2013157611A RU2549953C2 RU 2549953 C2 RU2549953 C2 RU 2549953C2 RU 2013157611/15 A RU2013157611/15 A RU 2013157611/15A RU 2013157611 A RU2013157611 A RU 2013157611A RU 2549953 C2 RU2549953 C2 RU 2549953C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hours
fluorescence
photosensitiser
tumour
animals
Prior art date
Application number
RU2013157611/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013157611A (en
Inventor
Елена Александровна Макарова
Раиса Ивановна Якубовская
Георгий Николаевич Ворожцов
Антон Павлович Ластовой
Евгений Антонович Лукьянец
Наталья Борисовна Морозова
Екатерина Александровна Плотникова
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный научный центр "Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей" (ФГУП "ГНЦ "НИОПИК")
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герцена Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "МНИОИ им. П.А. Герцена" Минздрава России)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный научный центр "Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей" (ФГУП "ГНЦ "НИОПИК"), Федеральное государственное бюджетное учреждение "Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герцена Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "МНИОИ им. П.А. Герцена" Минздрава России) filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный научный центр "Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей" (ФГУП "ГНЦ "НИОПИК")
Priority to RU2013157611/15A priority Critical patent/RU2549953C2/en
Publication of RU2013157611A publication Critical patent/RU2013157611A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2549953C2 publication Critical patent/RU2549953C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: what is presented is using meso-tetra(3-pyridyl)bacteriochlorin of structural formula (I)
Figure 00000002
as a near-infrared photosensitiser for a photodynamic therapy. Doses 1.0-2.5 mg/kg of the declared photosensitiser have provided 70-100% tumour growth inhibition, 80-131% increase in life expectancy and 25-100% animals' recovery by selective tumour collection and fast clearance.
EFFECT: high photoinduced activity on human tumour cells of various epithelial origin and high dose-dependent anti-tumour effectiveness in the animal with tumours of various origins.
5 dwg, 8 ex

Description

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

Метод ФДТ основан на применении ФС, которые обладают способностью к избирательному накоплению (тропностью) в опухолевой ткани и при облучении светом определенной длины волны переходят в активированное состояние, которое инициирует образование цитотоксических агентов - синглетного кислорода и свободных радикалов, вызывающих разрушение структурных элементов опухолевой ткани.The PDT method is based on the use of PSs, which are capable of selective accumulation (tropism) in tumor tissue and, when irradiated with light of a certain wavelength, go into an activated state, which initiates the formation of cytotoxic agents - singlet oxygen and free radicals, which destroy structural elements of tumor tissue.

Успешное применение метода ФДТ для лечения злокачественных новообразований стимулирует поиск новых ФС с улучшенными свойствами. Наиболее перспективные для ФДТ ФС с максимумом поглощения в дальнем красном и ближнем инфракрасном диапазонах (700-800 нм), так называемом «терапевтическом окне», где собственное поглощение биологической ткани минимально, что обеспечивает возможность более глубокого проникновения излучения в ткань и, как следствие, высокую эффективность терапии (Bonnett R.J. Heterocyclic Chem. 2002. V.39. P.455-470).The successful application of the PDT method for the treatment of malignant neoplasms stimulates the search for new FS with improved properties. The most promising for PDT FS with a maximum absorption in the far red and near infrared ranges (700-800 nm), the so-called “therapeutic window”, where the intrinsic absorption of biological tissue is minimal, which allows deeper penetration of radiation into the tissue and, as a result, high effectiveness of therapy (Bonnett RJ Heterocyclic Chem. 2002. V.39. P.455-470).

Перспективными ФС для ФДТ, поглощающими в ближнем инфракрасном диапазоне спектра, являются бактериохлорины (тетрагидропорфирины) (Миронов А.Ф., Грин М.А., Ципровский А.Г. и др. // Биоорганическая химия. 2003. Т.29. Вып.2. С.214-221). Так, тукад, палладиевое производное бактериохлорина (Tookad), с максимумом поглощения при 760 нм разрешен для лечения простаты.Bacteriochlorins (tetrahydroporphyrins) (Mironov A.F., Green M.A., Tsiprovsky A.G. et al. // Bioorganic Chemistry. 2003. V.29. Promising PS for PDT that absorb in the near infrared range of the spectrum). .2. S.214-221). So, tucad, a palladium derivative of bacteriochlorin (Tookad), with a maximum absorption at 760 nm is allowed for the treatment of the prostate.

Однако преобладающее количество бактериохлоринов является полусинтетическими препаратами, для получения которых используют в качестве исходных соединений вещества природного происхождения. Известные же бактериохлорины чисто синтетического происхождения весьма труднодоступны - получаются многостадийными синтезами, как правило, нестабильны при хранении или неустойчивы фотохимически в результате протекающих окислительных процессов.However, the predominant amount of bacteriochlorins is semi-synthetic preparations, for the preparation of which substances of natural origin are used as starting compounds. Well-known bacteriochlorins of a purely synthetic origin are very difficult to obtain — they are obtained by multi-stage syntheses, as a rule, are unstable during storage or photochemically unstable as a result of oxidative processes.

Задачей предлагаемого изобретения является изыскание ФС, который характеризовался бы поглощением в ближнем инфракрасном диапазоне спектра, высокой фотоиндуцированной активностью, высокой тропностью к опухолевой ткани, уменьшением побочных эффектов за счет сокращения времени циркуляции в организме, что позволило бы значительно повысить эффективность лечения.The objective of the invention is the search for FS, which would be characterized by absorption in the near infrared range of the spectrum, high photoinduced activity, high tropism for tumor tissue, reduction of side effects due to the reduction of circulation time in the body, which would significantly increase the effectiveness of treatment.

Для решения поставленной задачи в качестве ФС для ФДТ предлагается использование весьма доступного чисто синтетического бактериохлорина - мезо-тетра(3-пиридил)бактериохлорина (H2Py4BC) следующей формулы:To solve this problem as a PS for PDT, it is proposed to use a very affordable purely synthetic bacteriochlorin - meso-tetra (3-pyridyl) bacteriochlorin (H 2 Py 4 BC) of the following formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

Данное соединение описано в качестве полупродукта при синтезе мезо-тетра[1-(4′-бромбутил)-3-пиридил]бактериохлорина тетрабромида (Патент РФ №2479585, C07D 487/22, 2013). H2Py4BC получен двухстадийным синтезом исходя из пиррола и 3-пиридинальдегида. Для его солюбилизации в водных растворах использован разрешенный к медицинскому применению неионогенный ПАВ Cremophor EL (4%-ный раствор).This compound is described as an intermediate in the synthesis of meso-tetra [1- (4′-bromobutyl) -3-pyridyl] bacteriochlorin tetrabromide (RF Patent No. 2479585, C07D 487/22, 2013). H 2 Py 4 BC was obtained by two-stage synthesis starting from pyrrole and 3-pyridinaldehyde. For its solubilization in aqueous solutions, Cremophor EL non-ionic surfactant (4% solution), approved for medical use, was used.

Изобретение иллюстрируется следующими рисунками:The invention is illustrated by the following figures:

Фиг.1 - Спектр поглощения раствора 0,41 мг/мл H2Py4BC в 4%-ом Cremophor EL.Figure 1 - Absorption spectrum of a solution of 0.41 mg / ml H 2 Py 4 BC in 4% Cremophor EL.

Фиг.2 - Спектры флуоресценции раствора H2Py4BC в 0,9% растворе NaCl (A) и содержащей 10% ЭТС среде Игла MEM (Б) при инкубации в темновых условиях (1-ex tempore, 2 - через месяц).Figure 2 - Fluorescence spectra of a solution of H 2 Py 4 BC in a 0.9% solution of NaCl (A) and containing 10% ETS medium Needle MEM (B) when incubated in dark conditions (1-ex tempore, 2 - after a month).

Фиг.3 - Спектры флуоресценции H2Py4BC в 0,9% растворе NaCl (А) и содержащей 10% ЭТС среде Игла MEM (Б) при облучении (1-ex tempore, 2-5 Дж/см2, 3-10 Дж/см2).Figure 3 - Fluorescence spectra of H 2 Py 4 BC in 0.9% NaCl solution (A) and containing 10% ETS medium Needle MEM (B) upon irradiation (1-ex tempore, 2-5 J / cm 2 , 3- 10 J / cm 2 ).

Фиг.4 - Фотоиндуцированная активность H2Py4BC в отношении клеток HEp2 (сплошная линия) и EJ (пунктирная линия).Figure 4 - Photo-induced activity of H 2 Py 4 BC against HEp2 cells (solid line) and EJ (dashed line).

Фиг.5 - Фотоиндуцированная противоопухолевая активность H2Py4BC у мышей с опухолью S37 в зависимости от дозы и интервала между введением и облучением (1 - 2,5 мг/кг, 30 мин; 2 - 2,5 мг/кг, 2 ч; 3 - 1,0 мг/кг, 30 мин; 4 - 1,0 мг/кг, 2 ч; 5 - 0,5 мг/кг, 30 мин).Figure 5 - Photo-induced antitumor activity of H 2 Py 4 BC in mice with S37 tumor depending on the dose and the interval between administration and irradiation (1 - 2.5 mg / kg, 30 min; 2 - 2.5 mg / kg, 2 h; 3 - 1.0 mg / kg, 30 min; 4 - 1.0 mg / kg, 2 h; 5 - 0.5 mg / kg, 30 min).

Предлагаемое изобретение иллюстрируется нижеследующими примерами, но не ограничивается ими.The invention is illustrated by the following examples, but is not limited to.

Пример 1. мезо-Тетра(3-пиридил)бактериохлорин синтезирован по ранее описанной методике (Патент РФ №2479585, C07D 487/22, 2013) восстановлением мезо-тетра(3-пиридил)порфирина диимидом, генерируемым в условиях реакции из n-толуолсульфонилгидразида, в присутствии сухого поташа в сухом пиридине. λмакс, нм (lgε), хлороформ: 747 (5,05), 683 (3,78), 521 (4,71), 491 (3,78), 380 (5,08), 367 (4,95), 357 (5,00).Example 1. Meso-Tetra (3-pyridyl) bacteriochlorin was synthesized according to the previously described method (RF Patent No. 2479585, C07D 487/22, 2013) by reduction of the meso-tetra (3-pyridyl) porphyrin with diimide generated under the reaction conditions from n-toluenesulfonyl hydrazide , in the presence of dry potash in dry pyridine. λ max , nm (logε), chloroform: 747 (5.05), 683 (3.78), 521 (4.71), 491 (3.78), 380 (5.08), 367 (4.95) ), 357 (5.00).

Исходный мезо-тетра(3-пиридил)порфирин получен конденсацией эквимолярных количеств пиррола с 3-пиридинальдегидом в кипящей пропионовой кислоте в присутствии воздуха.The starting meso-tetra (3-pyridyl) porphyrin was obtained by condensation of equimolar amounts of pyrrole with 3-pyridinaldehyde in boiling propionic acid in the presence of air.

Пример 2. Приготовление раствора H2Py4BC в 4%-ном Cremophor ELExample 2. Preparation of a solution of H 2 Py 4 BC in 4% Cremophor EL

Навески H2Py4BC (4,1 мг) и неионогенного ПАВ Cremophor EL (0,4 г) растворяли в 20 мл хлороформа. Перемешивали раствор в круглодонной колбе объемом 1 л магнитной мешалкой, нагревая до 40-55°C для интенсификации процесса растворения. Затем упаривали растворитель на роторном испарителе в вакууме при температуре водяной бани 30-40°С. Образовавшуюся пленку досушивали в вакууме, после чего гидратировали добавлением 10 мл фосфатного буферного раствора (PBS) с pH=7,34. Перемешивание осуществляли до полного растворения пленки; полученный раствор фильтровали через мембранный фильтр (Millipore, Type GS) с размером пор 0,22 мкм. Все стадии приготовления раствора проводили при минимальном воздействии внешнего освещения.Samples of H 2 Py 4 BC (4.1 mg) and non-ionic surfactant Cremophor EL (0.4 g) were dissolved in 20 ml of chloroform. The solution was stirred in a 1 L round-bottom flask with a magnetic stirrer, heating to 40-55 ° C to intensify the dissolution process. Then the solvent was evaporated on a rotary evaporator in vacuum at a temperature of a water bath of 30-40 ° C. The resulting film was dried in vacuo and then hydrated by adding 10 ml of phosphate buffered saline (PBS) with pH = 7.34. Stirring was carried out until the film was completely dissolved; the resulting solution was filtered through a membrane filter (Millipore, Type GS) with a pore size of 0.22 μm. All stages of the preparation of the solution were carried out with minimal exposure to external lighting.

Растворы хранили при температуре 6-10°C в защищенном от света месте. Спектр поглощения раствора 0,41 мг/мл H2Py4BC в 4%-ном Cremophor EL приведен на Фиг.1 (регистрировали относительно 4%-ого раствора Cremophor EL в кювете l=0,02 см).The solutions were stored at a temperature of 6-10 ° C in a dark place. The absorption spectrum of a solution of 0.41 mg / ml H 2 Py 4 BC in 4% Cremophor EL is shown in Figure 1 (recorded relative to a 4% solution of Cremophor EL in a cuvette l = 0.02 cm).

Пример 3. Оценка стабильности H2Py4BC.Example 3. Evaluation of the stability of H 2 Py 4 BC.

Оценку стабильности ФС проводили с помощью флуоресцентного метода анализа. Растворы для проведения исследований готовили ex tempore, достигая выбранной концентрации (5 мкг/мл) путем последовательных разведений исходного раствора. Концентрация исходного раствора составляла 0,41 мг/мл. В качестве растворителя использовали среду Игла, содержащую 10% ЭТС, и 0,9% раствор NaCl. Регистрацию флуоресценции растворов проводили в динамике контактным способом на лазерном спектральном анализаторе для флуоресцентной диагностики опухолей «ЛЭСА-6» (ТОО «БиоСпек», Россия). Флуоресценцию возбуждали He-Ne лазером при длине волны генерации 632,8 нм, спектральный диапазон от 600 до 950 нм.The stability of the FS was evaluated using a fluorescent analysis method. Research solutions were prepared ex tempore, reaching a selected concentration (5 μg / ml) by successive dilutions of the stock solution. The concentration of the stock solution was 0.41 mg / ml. As a solvent, Eagle’s medium containing 10% ETS and a 0.9% NaCl solution were used. The fluorescence of solutions was recorded in dynamics by the contact method on a laser spectral analyzer for fluorescence diagnosis of tumors "LESA-6" (BioSpek LLP, Russia). Fluorescence was excited by a He-Ne laser at a wavelength of 632.8 nm, the spectral range from 600 to 950 nm.

На Фиг.2 представлены спектры флуоресценции раствора H2Py4BC в 0,9% растворе NaCl (А) и содержащей 10% ЭТС среде Игла MEM (Б) при инкубации в темновых условиях. Отсутствие изменений в профиле спектра и интенсивности флуоресценции свидетельствует о его стабильности в выбранном временном диапазоне.Figure 2 presents the fluorescence spectra of a solution of H 2 Py 4 BC in 0.9% NaCl solution (A) and containing 10% ETS medium Needle MEM (B) during incubation in dark conditions. The absence of changes in the spectrum profile and fluorescence intensity indicates its stability in the selected time range.

Пример 4. Оценка фотостабильности H2Py4BC в бесклеточной среде.Example 4. Assessment of the photostability of H 2 Py 4 BC in a cell-free medium.

Оценку фотовыцветания проводили в 0,9% растворе хлористого натрия и в среде Игла MEM, содержащей 10% ЭТС, при облучении полихроматическим светом. В качестве источника света использовали галогеновую лампу мощностью 500 Вт с широкополосным фильтром КС-13 (λ≥680 нм) и водным фильтром толщиной 5 см. Световая доза составляла 5 и 10 Дж/см2 при плотности мощности 32,0±1,0 мВт/см2. Измерения флуоресценции проводили контактным способом на лазерном спектральном анализаторе «ЛЭСА-06» в спектральном диапазоне 600-950 нм. Спектры флуоресценции регистрировали сразу после приготовления раствора и после воздействия светом.Photo fading was evaluated in a 0.9% sodium chloride solution and in Needle MEM medium containing 10% ETS under irradiation with polychromatic light. A 500 W halogen lamp with a KS-13 broadband filter (λ≥680 nm) and a 5 cm thick water filter were used as a light source. The light dose was 5 and 10 J / cm 2 with a power density of 32.0 ± 1.0 mW / cm 2 . Fluorescence measurements were carried out by the contact method on a LESA-06 laser spectral analyzer in the spectral range 600–950 nm. Fluorescence spectra were recorded immediately after preparation of the solution and after exposure to light.

При облучении ФС (Фиг.3) в 0,9% растворе NaCl (А) и в среде Игла MEM (Б) наблюдалось лишь незначительное снижение (не более 18-20%) интенсивности флуоресценции (λmax=745±2 нм) без изменений профиля спектра, что свидетельствовало о его фотоустойчивости.When PS was irradiated (Fig. 3) in a 0.9% NaCl solution (A) and in the Needle MEM (B) medium, only a slight decrease (not more than 18-20%) of the fluorescence intensity (λ max = 745 ± 2 nm) was observed without changes in the profile of the spectrum, which indicated its photostability.

Пример 5. Фотоиндуцированная активность и темновая цитотоксичность H2Py4BC в отношении культуры клеток человека HEp2 и EJ.Example 5. Photo-induced activity and dark cytotoxicity of H 2 Py 4 BC in relation to human cell culture HEp2 and EJ.

Исследования проводили на опухолевых клетках человека. Культуры клеток эпидермоидная карцинома гортаноглотки (HEp2) и карцинома мочевого пузыря (EJ) получены из Института вирусологии им. Д.И. Ивановского РАМН, которые культивировались при 37°C в увлажненной атмосфере, содержащей 5% CO2 (стандартные условия).Studies were performed on human tumor cells. Cell cultures of epidermoid carcinoma of the larynxopharynx (HEp2) and bladder carcinoma (EJ) were obtained from the Institute of Virology. DI. Ivanovo RAMS, which were cultivated at 37 ° C in a humidified atmosphere containing 5% CO 2 (standard conditions).

Клетки рассевали в лунки плоскодонного 96-луночного микропланшета. Тестируемые соединения вносили в лунки через 24 часа после посева, варьируя концентрацию от 13 до 3200 нМ. Для оценки фототоксичности через 0,5, 2, 4 и 6 часов инкубации с фотосенсибилизатором клетки облучали галогеновой лампой через широкополосный фильтр КС-13 (λ≥680 нм). Плотность мощности составляла 32,0±1,0 мВт/см2, расчетная световая доза - 10 Дж/см2. Также исследования проводили как с удалением ФС из среды перед облучением, так и без удаления.Cells were scattered into the wells of a flat-bottomed 96-well microplate. Test compounds were added to the wells 24 hours after plating, varying the concentration from 13 to 3200 nM. To assess phototoxicity after 0.5, 2, 4, and 6 hours of incubation with a photosensitizer, the cells were irradiated with a halogen lamp through a KS-13 broadband filter (λ≥680 nm). The power density was 32.0 ± 1.0 mW / cm 2 , the calculated light dose was 10 J / cm 2 . Studies were also carried out both with the removal of PS from the medium before irradiation, and without removal.

После облучения клетки инкубировали в течение суток в стандартных условиях. Для оценки цитотоксической активности плашки помещали в затемненные условия на 24 часа. Оценку выживаемости определяли визуально и колориметрическим методом с использованием МТТ-теста. Биологически значимым эффектом считали ингибирование роста клеток в культуре более чем на 50%. Данную величину рассчитывали как среднюю по результатам трех независимых тестов.After irradiation, the cells were incubated for 24 hours under standard conditions. To assess the cytotoxic activity of the plate was placed in darkened conditions for 24 hours. Survival score was determined visually and colorimetrically using the MTT test. Inhibition of cell growth in culture by more than 50% was considered a biologically significant effect. This value was calculated as the average according to the results of three independent tests.

Выявлено, что ФС проявил максимальную фотоиндуцированную активность относительно клеток культур HEp2 и EJ при 4-часовой инкубации, ИК50 составляла 32±2 нМ и 35±3 нМ соответственно, с увеличением времени инкубации до 6 часов величина ИК50 не изменялась (Фиг.4). Инкубация клеток с красителем в концентрациях до 3200 нМ в отсутствие светового воздействия в течение 24 часов не влияла на рост клеточных культур.It was found that PS showed maximum photoinduced activity against HEp2 and EJ culture cells during 4-hour incubation, IC 50 was 32 ± 2 nM and 35 ± 3 nM, respectively, with an increase in incubation time up to 6 hours, the IC 50 value did not change (Figure 4 ) Incubation of cells with dye at concentrations up to 3200 nM in the absence of light exposure for 24 hours did not affect the growth of cell cultures.

Удаление ФС из культуральной среды перед воздействием светом незначительно снижало эффективность фотодинамического воздействия (на 15-20%), что свидетельствует о реализации фотоиндуцированной активность преимущественно за счет активации внутриклеточного ФС.Removal of PS from the culture medium before exposure to light slightly decreased the efficiency of the photodynamic effect (by 15–20%), which indicates the realization of photo-induced activity mainly due to activation of intracellular PS.

Таким образом, результаты, полученные in vitro, показали, что H2Py4BC накапливается в клетках и обладает высокой фотоиндуцированной активностью.Thus, in vitro results showed that H 2 Py 4 BC accumulates in the cells and has a high photoinduced activity.

Пример 6. Распределение H2Py4BC в опухоли S37 и флуоресцентная контрастность относительно окружающей ткани.Example 6. The distribution of H 2 Py 4 BC in the tumor S37 and fluorescence contrast relative to the surrounding tissue.

Оценку распределения ФС в опухолевой и окружающих тканях проводили у мышей с саркомой S37 в интервале от 5 минут до 48 часов методом локальной флуоресцентной спектроскопии (ЛФС). Фотосенсибилизатор вводили внутривенно в дозе 2,5 мг/кг. Флуоресценцию регистрировали контактным способом на лазерном спектральном анализаторе для флуоресцентной диагностики опухолей и контроля за ФДТ «ЛЭСА-06».The distribution of FS in the tumor and surrounding tissues was evaluated in mice with S37 sarcoma in the range from 5 minutes to 48 hours using local fluorescence spectroscopy (LFS). A photosensitizer was administered intravenously at a dose of 2.5 mg / kg. Fluorescence was recorded by the contact method on a laser spectral analyzer for fluorescence diagnosis of tumors and monitoring PDT "LESA-06".

В опухолевой ткани нормированная флуоресценция ФС достигала максимального значения (2,1±0,7 усл. ед.) через 5 минут и сохранялась на высоком уровне в течение 1 часа после введения, а затем к 48 часам снижалась на 95% от максимального значения. Наиболее высокие уровни нормированной флуоресценции в коже (1,8±0,6 усл. ед.) наблюдались через 4 часа после введения ФС, в мышце (3,3±0,3 усл. ед.) - через 5 минут - 2 часа. Максимальная флуоресцентная контрастность ФС относительно окружающих нормальных тканей кожи регистрировалась через 5 минут после введения и составляла 2,3±0,4 усл. ед., а относительно мышцы - 0,9±0,1 усл. ед. через 5 минут и 24 часа после введения.In the tumor tissue, the normalized fluorescence of PS reached its maximum value (2.1 ± 0.7 conv. Units) after 5 minutes and remained at a high level for 1 hour after administration, and then decreased by 95% of the maximum value by 48 hours. The highest levels of normalized fluorescence in the skin (1.8 ± 0.6 srvc. Units) were observed 4 hours after the introduction of FS, in the muscle (3.3 ± 0.3 srvc. Units) - after 5 minutes - 2 hours . The maximum fluorescence contrast of PS relative to the surrounding normal skin tissues was recorded 5 minutes after administration and amounted to 2.3 ± 0.4 srvc. units, and relative to the muscle - 0.9 ± 0.1 srvc. units 5 minutes and 24 hours after administration.

Пример 7. Фотоиндуцированная противоопухолевая активность H2Py4BC у животных с саркомой S37, привитой подкожно с внешней стороны правого бедра мышам BDF1.Example 7. Photo-induced antitumor activity of H 2 Py 4 BC in animals with S37 sarcoma grafted subcutaneously from the outside of the right thigh to BDF 1 mice.

Исследование эффективности фотодинамической терапии проводили на 7 сутки после инокуляции опухоли. ФС вводили животным однократно внутривенно в дозах 0,5, 1,0 и 2,5 мг/кг. Облучение проводили через 0,5 и 2 часа после введения красителя. Для облучения использовали светодиодный источник (ФГУП «ГНЦ «НИОПИК») с длиной волны 754±14 нм и плотностью мощности 150 мВт/см2 (световая доза 150 Дж/см2). Контрольная группа животных без воздействия.A study of the effectiveness of photodynamic therapy was performed on the 7th day after tumor inoculation. PS was administered to animals once intravenously at doses of 0.5, 1.0 and 2.5 mg / kg. Irradiation was carried out after 0.5 and 2 hours after the introduction of the dye. For irradiation, we used an LED source (FSUE “SSC“ NIOPIK ”) with a wavelength of 754 ± 14 nm and a power density of 150 mW / cm 2 (light dose of 150 J / cm 2 ). The control group of animals without exposure.

Эффективность ФДТ оценивали, используя общепринятые в экспериментальной онкологии критерии:PDT efficacy was evaluated using criteria generally accepted in experimental oncology:

- торможение роста опухоли ТРО=[(Vк-Vоп)/Vк]·100%, где Vоп и Vк - объем опухоли в опытной и контрольной группах соответственно;- inhibition of tumor growth TRO = [(V to -V op ) / V to ] · 100%, where V op and V to are the tumor volume in the experimental and control groups, respectively;

- увеличение продолжительности жизни УПЖ=[(СПЖоп-СПЖк)/СПЖк]·100%, где СПЖоп и СПЖк - средняя продолжительность жизни в опытной и контрольной группах соответственно;- an increase in life expectancy of life expectancy = [(SPG op- SPG k ) / SPG k ] · 100%, where SPG op and SPG k are the average life expectancy in the experimental and control groups, respectively;

- критерий излеченности КИ=[Nи/No]·100%, где Nи и Nо - количество излеченных животных и общее количество животных в опытной группе соответственно.- the criterion of healing, CI = [Ni / No] · 100%, where Ni and No are the number of cured animals and the total number of animals in the experimental group, respectively.

Объем опухоли рассчитывали по формуле: V=d1·d2·d3, где d1, d2 и d3 - три взаимно перпендикулярных диаметра опухоли.The tumor volume was calculated by the formula: V = d 1 · d 2 · d 3 , where d 1 , d 2 and d 3 are three mutually perpendicular diameters of the tumor.

Измерение объема опухоли проводили в течение 21 суток после проведенного облучения с помощью электронного цифрового кронциркуля STORMtm 3C301 «Central». За животными наблюдали 120 суток.Tumor volume was measured within 21 days after irradiation with the electronic digital caliper STORMtm 3C301 Central. The animals were observed for 120 days.

В опытных группах в течение суток после облучения у животных формировался интенсивный отек в зоне воздействия, который сохранялся до 5-15 суток. Биологически значимый противоопухолевый эффект был получен при использовании ФС в дозах 1,0 и 2,5 мг/кг при облучении через 30 минут и 2 часа после введения и достигал 70-100% ТРО (Фиг.5), 25-100% излеченности животных; продолжительность жизни животных увеличивалась на 80-131%. Наиболее высокий противоопухолевый эффект (100% ТРО и 100% КИ) при минимальном повреждающем действии получен при использовании ФС в дозе 2,5 мг/кг и облучении через 2 часа после введения.In the experimental groups, during the day after irradiation, the animals formed intense edema in the exposure zone, which lasted up to 5-15 days. A biologically significant antitumor effect was obtained when using FS in doses of 1.0 and 2.5 mg / kg when irradiated 30 minutes and 2 hours after administration and reached 70-100% SRW (Figure 5), 25-100% of the cure of animals ; the life expectancy of animals increased by 80-131%. The highest antitumor effect (100% TPO and 100% CI) with minimal damaging effect was obtained using PS at a dose of 2.5 mg / kg and irradiation 2 hours after administration.

Пример 8. Фармакокинетика H2Py4BC у интактных мышей.Example 8. Pharmacokinetics of H 2 Py 4 BC in intact mice.

Фармакокинетику H2Py4BC изучали методом ЛФС в органах и тканях интактных мышей в дозе 2,5 мг/кг по нормированной флуоресценции (ФН).The pharmacokinetics of H 2 Py 4 BC was studied by LPS in the organs and tissues of intact mice at a dose of 2.5 mg / kg according to normalized fluorescence (FN).

Максимум спектра флуоресценции ФС в тканях животных регистрировали при 744±2 нм. Флуоресцирующая форма красителя быстро (в течение 5-30 минут) поступала во внутренние органы и ткани организма, преимущественно в печень, затем ФН снижалась с различной скоростью. Максимальная флуоресценция в крови определялась сразу после внутривенного введения и в течение 4-х часов снижалась на 95% от максимального значения и через сутки уже не регистрировалась.The maximum of the PS fluorescence spectrum in animal tissues was recorded at 744 ± 2 nm. The fluorescent form of the dye quickly (within 5-30 minutes) entered the internal organs and tissues of the body, mainly the liver, then the FN decreased at different rates. The maximum fluorescence in the blood was determined immediately after intravenous administration and within 4 hours decreased by 95% of the maximum value and was not registered in a day.

Во внутренних органах через 24 часа уровень нормированной флуоресценции снижался в печени на 87%, почках - на 90%, селезенке - на 92% от максимального значения. Флуоресцирующая форма ФС в дозе 2,5 мг/кг определялась в почках и селезенке до 2 суток, а в печени остаточное количество определялось до 7 суток.In internal organs, after 24 hours, the normalized fluorescence level decreased in the liver by 87%, the kidneys - by 90%, the spleen - by 92% of the maximum value. A fluorescent form of PS at a dose of 2.5 mg / kg was determined in the kidneys and spleen for up to 2 days, and in the liver, the residual amount was determined up to 7 days.

В коже максимальное значение флуоресценции регистрировалось через 4 часа после введения ФС, затем его нормированная флуоресценция снижалась и через 24 часа составляла 50% от максимального значения и через 5 суток не определялась. Это свидетельствует о быстром элиминировании ФС из кожи. В мышце через 24 часа уровень нормированной флуоресценции также снижался на 82%, а в жировой ткани - на 20%. Флуоресцирующая форма ФС определялась в мышце до 5 суток, а в жировой ткани остаточное количество (26%) регистрировалось более 7 суток.In the skin, the maximum fluorescence value was recorded 4 hours after the administration of PS, then its normalized fluorescence decreased and after 24 hours amounted to 50% of the maximum value and was not determined after 5 days. This indicates the rapid elimination of FS from the skin. In muscle after 24 hours, the level of normalized fluorescence also decreased by 82%, and in adipose tissue - by 20%. The fluorescent form of PS was determined in the muscle up to 5 days, and in the adipose tissue a residual amount (26%) was recorded for more than 7 days.

Полученные данные свидетельствуют о быстрой циркуляции H2Py4BC в организме млекопитающих и его выведении преимущественно через печень с желчью.The data obtained indicate the rapid circulation of H 2 Py 4 BC in the mammalian organism and its excretion mainly through the liver with bile.

Таким образом, тетра-(3-пиридил)бактериохлорин является высокоактивным ФС нового поколения, поглощающим в ближней ИК области спектра (λmax=745±2 нм); является стабильным при хранении и обладает высокой фотостабильностью, проявляет высокую фотоиндуцированную противоопухолевую активность в системах in vitro (при 4-часовой инкубации культур HEp2 и EJ ИК50 составляла 32±2 нМ и 35±3 нМ соответственно) и in vivo (100% ТРО и 100% КИ при применении ФС в дозе 2,5 мг/кг и облучении через 2 часа). ФС обладает быстрым выведением из организма животных (через 24 часа содержание во внутренних органах уменьшается на 87-92% от максимального значения, остаточное количество наблюдается до 7 суток).Thus, tetra- (3-pyridyl) bacteriochlorin is a highly active new-generation PS that absorbs in the near IR region of the spectrum (λ max = 745 ± 2 nm); it is stable during storage and has high photostability, exhibits high photoinduced antitumor activity in in vitro systems (at 4-hour incubation of HEp2 and EJ IC 50 cultures it was 32 ± 2 nM and 35 ± 3 nM, respectively) and in vivo (100% TPO and 100% CI when using FS in a dose of 2.5 mg / kg and irradiation after 2 hours). FS has a rapid excretion of animals from the body (after 24 hours, the content in the internal organs decreases by 87-92% of the maximum value, the residual amount is observed up to 7 days).

Claims (1)

Применение мезо-тетра(3-пиридил)бактериохлорина структурной формулы
Figure 00000002

в качестве фотосенсибилизатора ближней ИК области спектра для фотодинамической терапии.
The use of meso-tetra (3-pyridyl) bacteriochlorin structural formula
Figure 00000002

as a near-infrared photosensitizer for photodynamic therapy.
RU2013157611/15A 2013-12-25 2013-12-25 Photosensitiser for photodynamic therapy RU2549953C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013157611/15A RU2549953C2 (en) 2013-12-25 2013-12-25 Photosensitiser for photodynamic therapy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013157611/15A RU2549953C2 (en) 2013-12-25 2013-12-25 Photosensitiser for photodynamic therapy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013157611A RU2013157611A (en) 2014-04-20
RU2549953C2 true RU2549953C2 (en) 2015-05-10

Family

ID=50480592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013157611/15A RU2549953C2 (en) 2013-12-25 2013-12-25 Photosensitiser for photodynamic therapy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2549953C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2670201C1 (en) * 2018-06-13 2018-10-19 Геннадий Александрович Меерович Photosensitizers for photodynamic inactivation of bacteria, including in biofilms

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6573258B2 (en) * 2000-09-27 2003-06-03 Frontier Scientific, Inc. Photodynamic porphyrin antimicrobial agents
US8207154B2 (en) * 2004-06-07 2012-06-26 Yeda Research And Development Co., Ltd. Catatonic bacteriochlorophyll derivatives
RU2476218C1 (en) * 2012-02-17 2013-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр "Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей" (ФГУП "ГНЦ "НИОПИК") Photosensitisers for photodynamic therapy
RU2479585C1 (en) * 2012-02-17 2013-04-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр "Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей" (ФГУП "ГНЦ "НИОПИК") Photosensitiser for photodynamic therapy

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6573258B2 (en) * 2000-09-27 2003-06-03 Frontier Scientific, Inc. Photodynamic porphyrin antimicrobial agents
US8207154B2 (en) * 2004-06-07 2012-06-26 Yeda Research And Development Co., Ltd. Catatonic bacteriochlorophyll derivatives
RU2476218C1 (en) * 2012-02-17 2013-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр "Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей" (ФГУП "ГНЦ "НИОПИК") Photosensitisers for photodynamic therapy
RU2479585C1 (en) * 2012-02-17 2013-04-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр "Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей" (ФГУП "ГНЦ "НИОПИК") Photosensitiser for photodynamic therapy

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EZZEDDINE R. et al. Effect of molecular characteristics on cellular uptake, subcellular localization, and phototoxicity of Zn(II) N-alkylpyridylporphyrins. J.Biol.Chem. 2013 Dec.20;288(51):36579-88 [он-лайн] [найдено 2014-09-10] (Найдено из Интернет: www:ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24214973) *
GHOSH S. et al. Non-covalent assembly of meso-tetra-4-pyridyl porphyrine with single-stranded DNA to form nano-sized complexes with hydrophobicity-dependent DNA release and anti-tumor activity. Nanomedicine. 2014 Feb;10(2):451-61 Epub 2013 Aug 27. [он-лайн] [найдено 2014-09-10] (Найдено из Интернет: www:ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23988714). *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2670201C1 (en) * 2018-06-13 2018-10-19 Геннадий Александрович Меерович Photosensitizers for photodynamic inactivation of bacteria, including in biofilms

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013157611A (en) 2014-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yakubovskaya et al. Experimental photodynamic therapy: 15 years of development
Ortega-Forte et al. A near-infrared light-activatable Ru (ii)-coumarin photosensitizer active under hypoxic conditions
RU2479585C1 (en) Photosensitiser for photodynamic therapy
Kelleher et al. Perfusion, oxygenation status and growth of experimental tumors upon photodynamic therapy with Pd-bacteriopheophorbide
RU2549953C2 (en) Photosensitiser for photodynamic therapy
RU2476218C1 (en) Photosensitisers for photodynamic therapy
CN102134244A (en) Medical photosensitizer and preparation method thereof
Liu et al. Aggregation-induced type I&II photosensitivity and photodegradability-based molecular backbones for synergistic antibacterial and cancer phototherapy via photodynamic and photothermal therapies
CN114014875B (en) Degradable near-infrared photosensitizer, preparation method and application thereof
JP2004512270A (en) Derivatives of dihydroporphyrin and uses thereof
RU2276976C2 (en) Photosensibilizator and method for its preparing
Istomin et al. Uptake and phototoxicity of tricarbocyanine indolenine dye covalently bound with glucose (TICS) under acidification of tumor cells environment
CN113214297B (en) Organic boron photosensitizer based on aggregation-induced emission and application thereof in treating multiple drug-resistant bacterial infection
Warszyńska et al. Better in the near infrared: sulfonamide perfluorinated-phenyl photosensitizers for improved simultaneous targeted photodynamic therapy and real-time fluorescence imaging
CN111514293A (en) Application of near-infrared heavy-atom-free BODIPY in photodynamic therapy of metastatic tumor and up-conversion
Wang et al. Synthesis and evolution of S-Porphin sodium as a potential antitumor agent for photodynamic therapy against breast cancer
RU2521327C1 (en) Preparation for photodynamic therapy and method for photodynamic therapy of cancer with using it
RU2536966C1 (en) Photosensitisers for photodynamic therapy
RU2278119C1 (en) Tetraazachlorines as photosensibilizators for photodynamic therapy
Plekhova et al. Photosensitizer chlorophyllin in the treatment of oncopathologies
RU2548675C9 (en) Amino amides in bacteriochlorophyll a series, having photodynamic activity and method for production thereof
CN113717183B (en) Phthalocyanine modified by pericyclic asymmetric arginine, preparation thereof and application thereof in pharmaceutical field
RU2548726C2 (en) Photosensitiser for photodynamic therapy
RU2282646C1 (en) Photosensitizing agents for photodynamic therapy
RU2071320C1 (en) Sensitizing agent for photodynamic disruption of malignant neoplasma cells

Legal Events

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

Effective date: 20151226

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20170111