Фармакокинетические свойства и противоопухолевая эффективность нового радиофармпрепарата на основе 153Sm в термочувствительном носителе на опухолевой модели гепатохолангиомы РС-1
Автор: Петриев В.М., Тищенко В.К., Сморызанова О.А., Михайловская А.А., Больбит Н.М., Дуфлот В.Р., Морозова Н.Б., Якубовская Р.И.
Рубрика: Научные статьи
Статья в выпуске: 2 т.28, 2019 года.
Бесплатный доступ
Термочувствительные полимеры представляют особый интерес благодаря своим уникальным свойствам. На основе термочувствительного полимера поли-(N-изопропилакриламида) и радионуклида 153Sm был разработан новый радиофармпрепарат (РФП) для локальной радиотерапии солидного рака. При нагревании выше 37 0С полимер коллапсируется и образует нерастворимый гель, что ограничивает его подвижность в месте инъекции и распространение радиоактивности по организму. Все исследования проводили на крысах Wistar с подкожным ксенографтом гепатохолангиомы РС-1 при однократном внутриопухолевом введении препарата. Фармакокинетические свойства изучали методом радиометрии образцов внутренних органов и тканей после введения 0,18-0,37 МБк РФП в объёме 0,1 мл. Для оценки противоопухолевой эффективности препарат вводили животным в дозах 37 МБк (1 мКи) и 18,5 МБк (0,5 мКи). Результаты продемонстрировали, что наибольшее количество активности удерживается в опухоли. Концентрация РФП в опухоли составила 92,50%, 85,91%, 85,85%, 74,72%, 71,51% и 68,74% от введённой дозы через 5 мин, 1, 3, 24, 72 и 168 ч после введения соответственно. Количество радиоактивности в остальных органах и тканях не превышало 1%/г. РФП не оказывал существенного противоопухолевого эффекта. В группах животных, получавших 1 мКи и 0,5 мКи РФП, ингибирование роста опухоли достигало 37,3% и 30,6%, а увеличение продолжительности жизни составило 25,5% и 20,9% соответственно. Таким образом, новый радиофармпрепарат на основе термочувствительного полимера и 153Sm является перспективным соединением для локальной инъекционной радионуклидной терапии рака.
Термочувствительный полимер, поли-(n-изопропилакриламид), радиофармпрепарат, локальная радиотерапия, радиотерапия рака, внутриопухолевое введение, крысы wistar, гепатохолангиома рс-1, противоопухолевая эффективность
Короткий адрес: https://sciup.org/170171483
IDR: 170171483 | УДК: 616-006.04-085.849.2.03:546.659.02.153]-092.9 | DOI: 10.21870/0131-3878-2019-28-2-124-133
Pharmacokinetic properties and antitumor efficacy of a new radiopharmaceutical based on 153Sm and thermoresponsive carrier in a tumor model of hepatocholangioma RS-1
Thermoresponsive polymers have attracted great interest due to their unique properties. A new radiopharmaceutical (RPC) based on thermoresponsive polymer as a carrier and 153Sm was developed for application in local radiotherapy of solid cancer. When heated above 37 oC, it collapses and forms unsoluble gel that restricts its motility at the site of injection and distribution the radioactivity throughout the body. All studies were performed in Wistar rats with subcutaneous tumor xenografts of hepatocholagioma RS-1 after single intratumoral administration of RPC. The pharmacokinetic properties were studied by radioactivity measurements the samples of organs and tissues after injection of 0.18-0.37 MBq (5-10 mCi) in a volume of 0.1 ml. To evaluate the antitumor efficacy, animals were treated with 37 MBq (1 mCi) or 18.5 MBq (0.5 mCi) of RPC. The results revealed that the greatest amount of injected radioactivity remained in tumor. The tumor concentrations of radiopharmaceutical were 92.50%, 85.91%, 85.85%, 74.72%, 71.51% and 68.74% of injected dose (ID) at 5 min, 1, 3, 24, 72 and 168 h post-injection, respectively. The amounts of radioactivity in other organs and tissues did not exceed 1% of ID/g. RPC didn’t exert significant antitumor efficacy. Tumor growth inhibition index reached 37.3% and 30.6%, and increase of average life span was 25.5% and 20.9% in groups of animals after treatment with 37 MBq and 18.5 MBq of RPC, respectively. In conclusion, a new radiopharmaceutical based on thermoresponsive polymer and 153Sm is a promising agent for local radiotherapy of cancer.
Список литературы Фармакокинетические свойства и противоопухолевая эффективность нового радиофармпрепарата на основе 153Sm в термочувствительном носителе на опухолевой модели гепатохолангиомы РС-1
- Deen G.R., Loh X.J. Stimuli-responsive cationic hydrogels in drug delivery applications //Gels. 2018. V. 4, N 1. P. E13.
- Soppimath K.S., Aminabhavi T.M., Dave A.M., Kumbar S.G., Rudzinski W.E. Stimulus-responsive "smart" hydrogels as novel drug delivery systems //Drug. Dev. Ind. Pharm. 2002. V. 28, N 8. P. 957-974.
- Nagase K., Yamato M., Kanazawa H., Okano T. Poly(N-isopropylacrylamide)-based thermoresponsive surfaces provide new types of biomedical applications //Biomaterials. 2018. V. 153. P. 27-48.
- Ayano E., Kanazawa H. Temperature-responsive smart packing materials utilizing multi-functional polymers //Anal. Sci. 2014. V. 30, N 1. P. 167-173.
- Roy D., Cambre J.N., Sumerlin B.S. Future perspectives and recent advances in stimuli-responsive materials //Prog. Polym. Sci. 2010. V. 35, N 1-2. P. 278-301.
- Stuart M.A.C., Huck W.T.S., Genzer J., Muller M., Ober C., Stamm M., Sukhorukov G.B., Szleifer I., Tsukruk V.V., Urban M., Winnik F., Zauscher S., Luzinov I., Minko S. Emerging applications of stimuli-responsive polymer materials //Nat. Mater. 2010. V. 9, N 2. P. 101-113.
- Mano J.F. Stimuli-responsive polymeric systems for biomedical applications //Adv. Eng. Drug. 2008. V. 10, N 6. P. 515-527.
- Garbern J.C., Hoffman A.S., Stayton P.S. Injectable pH- and temperature-responsive poly(N-isopropylacrylamide-co-propylacrylic acid) copolymers for delivery of angiogenic growth factors //Boimacromolecules. 2010. V. 11, N 7. P. 1833-1839.
- Schild H.G. Poly(N-isopropylacrylamide): experiment, theory and application //Prog. Polym. Sci. 1992. V. 17, N 2. P. 163-249.
- Kulkarni S.S., Aloorkar N.H. Smart polymers in drug delivery: an overview //J. Pharm. Res. 2010. V. 3, P. 100-108.
- Priya James H., John R., Alex A., Anoop K.R. Smart polymers for controlled delivery of drugs - a concise overview //Acta. Pharm. Sin. B. 2014. V. 4, N 2. P. 120-127.
- Mellati A., Valizadeh Kiamahalleh M., Dai S., Bi J., Jin B., Zhang H. Influence of polymer weight on the in vitro cytotoxicity of poly (N-isopropylacrylamide) //Mater. Sci. Eng. C. Mater. Biol. Appl. 2016. V. 59. P. 509-513.
- Lepy M.C., Amiot M.N., Be M.M., Cassette P. Determination of the intensity of X- and gamma-ray emissions in the decay of 153Sm //Appl. Radiat. Isot. 2006. V. 64, N 10-11. P. 1428-1434.
- Бесядовский Р.А., Иванов К.В., Козюра А.К. Справочное руководство для радиобиологов. М.: Атомиздат, 1978. 128 с.
- Hruby M., Konak C., Kucka J., Vetrik M., Filippov S.K., Vetvicka D., Mackova H., Karlsson G., Edwards K., Rihova B., Ulbrich K. Thermoresponsive, hydrolytically degradable polymer micelles intended for radionuclide delivery //Marcomol. Biosci. 2009. V. 9, N 10. P. 1016-1027.
- Hruby M., Filippov S.K., Stepanek P. Smart polymers in drug delivery systems on crossroads: Which way deserves following? //Eur. Polym. J. 2015. V. 65. P. 82-97.
- Kucka J., Hruby M., Lebeda O. Biodistribution of a radiolabelled thermoresponsive polymer in mice //Appl. Radiat. Isot. 2010. V. 6, N 6. P. 1073-1078.
- Kassis A.I., Adelstein S.J. Radiobiologic principles in radionuclide therapy //J. Nucl. Med. 2005. V. 46. P. 4S-12S.