Фармакокинетика наноалмазов, меченных 188Re, в организме мышей с экспериментальной карциномой Эрлиха

В связи с неуклонным ростом онкологической заболеваемости своевременная и эффективная терапия опухолей продолжает оставаться наиболее актуальной проблемой современной клинической медицины. Перспективным направлением в этой области является применение наноалмазных частиц для таргетной доставки противоопухолевых препаратов или радионуклидов с терапевтической целью. Значительный интерес к наноалмазам (НА) связан с их низкой токсичностью, высокой химической стабильностью, высоким сродством к биомолекулам и простотой функционализации их поверхности [1]. Благодаря этому наноалмазы широко применяются для разработки систем доставки лекарственных препаратов и радионуклидов непосредственно в опухолевую ткань.

Наноалмазы сочетают в себе как свойства алмаза (высокая химическая стабильность, твёрдость, прочность, жёсткость), так и наночастиц (малый размер, большая площадь поверхности и высокая сорбционная ёмкость) [2]. Благодаря этому наноалмазы способны связываться с широким спектром лекарственных соединений и биологически активных молекул. Кроме того, наноалмазы обладают наименьшей цитотоксичностью из всех углеродсодержащих наномате-

Петриев В.М.* – в.н.с., д.б.н., проф. НИЯУ МИФИ; Тищенко В.К. – с.н.с., к.б.н.; Михайловская А.А. – с.н.с., к.б.н. Коноплянников А.Г. – зав. отд., д.б.н., проф. МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИРЦ» Минздрава России.

риалов [1]. Сочетание этих свойств делает наноалмазы перспективной субстанцией для пролонгированного высвобождения лекарственных препаратов и эффективной терапии широкого спектра заболеваний.

В литературе приводятся данные о возможности конъюгации НА с такими противоопухолевыми препаратами как доксорубицин [3, 4], эпирубицин [5], даунорубицин [6], цисплатин [7], паклитаксел [8], митоксантрон [9], 10-гидроксикамптотецин [10] и др. Применение таких комплексов увеличивает содержание химиотерапевтических препаратов в опухолевых клетках, что позволяет не только преодолеть лекарственную устойчивость опухоли к препаратам, но и избежать системных побочных эффектов. Более того, высвобождение соединений из наноалмаз-ной матрицы происходит постепенно, что позволяет поддерживать терапевтическую концентрацию препарата в течение длительного времени и достигать максимального терапевтического эффекта [8].

Перспективным радионуклидом для создания терапевтических радиофармпрепаратов (РФП) является ¹⁸⁸Re. ¹⁸⁸Re имеет оптимальные ядерно-физические характеристики для создания «очаговой» терапевтической дозы облучения за счёт бета-излучения (Т 1/2 =17 ч, Е βmax =2,1 МэВ, проникающая способность в мягких тканях составляет 10 мм), а также позволяет за счёт гамма-излучения (Еγ=155 кэВ) наблюдать за поведением меченого соединения in vivo с помощью визуализирующей аппаратуры. Еще одним достоинством ¹⁸⁸Re является его доступность, поскольку его получают из генератора ¹⁸⁸W/¹⁸⁸Re. Все это позволяет готовить РФП в клинических условиях непосредственно перед введением пациенту. Исходя из вышеизложенного, следует признать целесообразным разработку нового РФП на основе наноалмазных частиц и ¹⁸⁸Re. Целью настоящей работы является разработка метода получения ¹⁸⁸Re-наноалмазов и изучение их поведения в организме лабораторных животных с экспериментальной злокачественной опухолью при разных способах поступления меченого препарата в организм.

Материалы и методы

Суспензия детонационных наноалмазов была получена в Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе (Санкт-Петербург) по методу, описанному в работе [11]. Средний размер наночастиц, оцениваемый методом динамического рассеяния света, составил 4,5 нм.

Изучение распределения 188Re-НА проводили на беспородных мышах-самцах весом 30±3 г с перевитой карциномой Эрлиха. Карциному Эрлиха перевивали беспородным мышам внутрибрюшинно или подкожно асцитной жидкостью. При внутрибрюшинной перевивке образуется асцит с большим количеством опухолевых клеток. Для получения солидного варианта опухоли Эрлиха перевивали асцитную жидкость, полученную от мышей-доноров на 8-10 сутки роста. Полученную взвесь, содержащую в 0,1 мл 3,5⋅106 клеток опухоли, вводили мышам под кожу бедра. Введение 188Re-НА осуществляли на 7 сутки, когда объём опухоли достигал 0,4-0,6 см3.

Всего было использовано 80 животных. Животные были поделены на четыре группы (по 20 мышей в каждой). На животных первой, второй и третьей групп изучали распределение ¹⁸⁸Re-НА после внутриопухолевого, внутрижелудочного и внутривенного введения соответственно. Четвёртая группа животных была контрольной: на этих животных изучали распределение свободного ¹⁸⁸Re в виде перрената натрия (Na¹⁸⁸ReO 4 ) после внутриопухолевого введения.

Через 5 мин, 1, 3, 24 и 48 ч по 4 животных в каждый срок забивали под наркозом декапитацией, выделяли пробы органов и тканей, помещали их в пластиковые пробирки, взвешивали на электронных весах «Sartorius» (Германия) и проводили радиометрию с помощью автоматического гамма-счётчика «Wizard» версии 2480 фирмы PerkinElmer/Wallac (Финляндия).

По данным радиометрии рассчитывали содержание 188Re-НА в 1 г массы ткани и на весь орган в процентах от введённого количества. При характеристике количественных величин вычисляли среднее арифметическое (М), стандартную ошибку (m).

Результаты и обсуждение

Результаты накопления активности в опухолевой ткани при различных путях введения 188Re-НА представлены в табл. 1 и 2. Наиболее высокая концентрация активности в опухоли наблюдается при внутриопухолевом введении сразу же после инъекции препарата (98,5±24,3%/г или 29,4±7,35%/орган) (табл. 1 и 2). В то же время необходимо отметить, что 188Re-НА достаточно быстро выводятся из опухолевой ткани. Так, уже через 1 ч содержание 188Re-НА снижается до 17,0±2,10%/г, а через 3 ч – до 6,08±0,41%/г. Тем не менее, уровень активности исследуемого РФП в опухоли при внутриопухолевом введении существенно выше, чем при внутривенном и внутрижелудочном путях введения на протяжении всего исследования (p<0,001-0,01).

Таблица 1 Распределение активности в опухоли мышей с карциномой Эрлиха после внутриопухолевого, внутривенного и внутрижелудочного введения ¹⁸⁸Re-НА

(в %/г от введённого количества)