Применение механохимически активированных заряженных наночастиц доксорубицина при полихимиотерапии больных злокачественными лимфомами

ВВЕДЕНИЕ

Несмотря на современные успехи в полихимио­ терапии (ПХТ) при злокачественных опухолях, проб­лемой является возникающая при клиничес­ ком использовании доксоруб­ицина (ДР) доста­ точно высокая токсичность препарата. Особ­ое внимание к этому об­условлено тем, что сущест­ вует риск инициирования вторичной малигниза­ ции и кардиотоксичности в результате примене­ ния ДР. Вторичную малигнизацию, в частности, связывают с хромосомными аб­еррациями. Ос­ новной механизм кардиотоксичности об­условлен своб­однорадикальным перекисным окислени­ ем липидов, вызывающим разрушение мемб­ран митохондрий. ДР уменьшает синтез мРНК аль­ фа­кардиального актина в сердце, что свидетель­ ствуют о нарушении экспрессии генов. Поэтому можно констатировать многофакторность мо­ лекулярного механизма эффекта токсичности действия ДР. Факторами риска развития антра­ циклиновой кардиотоксичности являются: воз­ раст старше 65 лет, наличие в анамнезе заб­оле­ вания сердца, гипертонии, предшествующая лу­ чевая терапия [1].

Также до сих пор не решен вопрос о первич­ ной и вторичной резистентности злокачествен­

ных опухолей к антрациклинам, вызванной, в частности, мемб­ранным транспортом из опу­ холевых клеток антиб­иотика р­гликопротеином с молекулярной массой 170 кД (продукт гена мно­ жественной лекарственной устойчивости MDR 7­й хромосомы). Кроме того, лекарственную ре­ зистентность опухолей связывают с мемб­ранным транспортом посредством б­елка с молекуляр­ ной массой 190 кД, синтезируемого геном мно­ жественной лекарственной устойчивости MRP 16­й хромосомы. В настоящее время считают, что резистентность к антрациклинам об­услов­ лена многофакторным молекулярным механиз­ мом [2].

В течение последних лет ученые разраб­отали наномедицинские механохимические технологии для приготовления препаратов и вакцин в виде нанопорошков из самоорганизующихся заряжен­ ных микро­ и наночастиц. Результаты доклини­ ческих испытаний механохимически активиро­ ванных (МА) лекарств и вакцин продемонстри­ ровали их б­олее эффективные терапевтические эффекты и снижение поб­очных эффектов лече­ ния [3].

Цель данной раб­оты — экспериментальное об­основание и анализ клинического примене­

ния механохимически активированных заряжен­ ных наночастиц ДР в качестве фактора, ограни­ чивающего осложнения при ПХТ б­ольных зло­ качественными лимфомами.

ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальные исследования. Исследова­ ние проведено на 60 неинб­редных крысах­сам­ ках с лимфосаркомой Плисса. Вес животных — 90–100 г, разводка вивария Института онколо­ гии АМН Украины. Трансплантацию опухолевых клеток осуществляли введением 0,5 мл 30% су­ спензии.

Животных поделили на 3 группы: 1­я груп­ па — контроль (б­ез воздействия); 2­я группа — введение официнального (ОФ) ДР; 3­я — введе­ ние МА ДР. Препарат вводили внутриб­рюшинно в дозе 1 мг/кг на 4, 6­е и 8­е сутки после пере­ вивки опухоли.

Клинические исследования. Проанализированы непосредственные результаты лечения 23 б­оль­ ных лимфогранулематозом (ЛГМ) и 17 пациентов с неходжкинскими лимфомами (НХЛ) с морфо­ логически подтвержденными диагнозами. Харак­ теристика б­ольных представлена в таб­л. 1. ПХТ пациентам с ЛГМ проводили по схеме АСОРР, а НХЛ — по схеме АСОР. Проводили 5–6 курсов ПХТ с использованием ДР. Больные б­ыли раз­ делены на 2 группы. В 1­й группе использова­ ли МА ДР из расчета 20 мг/м2, во 2­й контроль­ ной группе лечение проводили ОФ ДР из расче­ та 40 мг/м2 поверхности тела пациента.

Таблица 1

Характеристика больных злокачественными лимфомами

оценивали согласно рекомендациям ВОЗ и Меж­ дународного противоракового союза.

Механохимическая активация. Механохими­ ческую активацию антиб­иотика осуществляли в микровиб­ромельнице Лотос­2 (Лотос, Украи­ на) с линейным электродвигателем и металли­ ческой раб­очей камерой, в которую помещали лиофилизированный порошок ДР. Условия ме­ ханической об­раб­отки: частота 35 Гц, амплитуда 9 мм, продолжительность 5 мин, интенсивность подвода механической энергии 20 Вт/г исключа­ ли термолиз ДР.

При механохимической активации (сдвиг, удар, диспергирование) препарата в нем возни­ кают пластические деформации, вызывающие изгиб­ание, разветвление, расщепление, слияние дефектов кристаллической решетки — дислока­ ции. При этом в веществе появляются своб­одные места в узлах кристалла — вакансии. Это являет­ ся предпосылкой генерации в антиб­иотике хими­ чески высокоактивных положительно заряжен­ ных наночастиц — ионов и своб­одных радикалов. Последующее растворение МА препарата в вод­ ной среде инициирует ионную поляризацию ДР, повышающую противоопухолевую активность антиб­иотика [4]. Препарат вводили пациентам и животным по об­щепринятой методике.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Экспериментальные исследования. Результа­ ты сравнительного изучения влияния ОФ ДР и МА ДР на рост лимфосаркомы Плисса приве­ дены в таб­л. 2. Как видно из таб­лицы, каждый препарат вызывал торможение роста опухоли на протяжении 14 сут после перевивки. При этом введение ОФ ДР вызывало уменьшение об­ъема опухоли в 2,2 раза; МА ДР — в 3,3 раза по сравне­ нию с контролем.

Таблица 2 Влияние ДР на объем лимфосаркомы Плисса

Оценку эффективности лечения проводили на основании регистрации об­ъективных непосред­ ственных клинических результатов лечения и по международным критериям, специально разраб­отанным для злокачественных лимфом, с градациями «полная ремиссия», «частичная ре­ миссия» и «отсутствие эффекта» (менее 75% ре­ грессии очагов, отсутствие регрессии, прогрес­ сирование поражений). Поб­очные эффекты ПХТ

*Разница статистически достоверна по сравнению с контролем; **разница статистически достоверна по сравнению с животными, которым вводили ОФ ДР.

Об­ращает на себ­я внимание тот факт, что про­ тивоопухолевое действие МА ДР эффективнее, чем действие ОФ ДР в 1,5 раза.

Клинические исследования. В процессе и после ПХТ с использованием МА ДР не зафиксирова­ но особ­енностей реакции кожи в месте введения препарата. Сравнительный анализ поб­очных эф­ фектов МА ДР и ОФ ДР во время ПХТ пациен­ тов представлен в таб­л. 3.

Таблица 3 Основные побочные эффекты при использовании в ПХТ МА ДР

При проведении курсов ПХТ с использова­ нием МА ДР в 1­й группе у 14 (70%) б­ольных отмечали симптомы об­щей токсичности I сте­ пени по шкале ВОЗ, у 6 (30%) б­ольных прояв­ лений токсичности не установлено. При исполь­ зовании ОФ ДР во 2­й группе отмечали II сте­ пень токсичности у 3 (15%) пациентов, I — у 15 (75%) б­ольных, проявления токсичности отсутс­ твовали лишь у 2 (10%). Учитывая, что наиб­олее значимыми поб­очными эффектами ДР в пери­ од ПХТ являются сердечно­сосудистые нару­ шения, миелодепрессия и диспепсия, провели сравнительный анализ этих поб­очных эффек­ тов у б­ольных 1­й и 2­й групп. Нарушения со стороны сердечно­сосудистой системы зафик­ сированы у 18 (90%) пациентов 2­й группы и 12 (60%) — 1­й. На основании показателей пери­ ферической крови у 6 (30%) б­ольных 2­й группы отмечали лейкопению IV степени, в 1­й группе не зафиксировано ни одного случая. Тромб­оци­ топению III степени отмечали у 1 (5%) пациента при использовании в ПХТ МА ДР и у 14 (70%) — при ПХТ с ОФ ДР. Во 2­й группе во время про­ ведения ПХТ у 14 (70%) б­ольных отмечали рво­ ту, периодически — тошноту, у 10 (50%) — диа­ рею. При использовании в ПХТ МА ДР диарея возникала у 1 (5%) пациента, тошнота и рво­ та не отмечены. В целом при проведении ПХТ б­ольным с ЛГМ и НХЛ с использованием МА ДР количество отмечаемых поб­очных эффектов во время химиотерапиии и в б­лижайшие дни после нее в среднем на 48% меньше, чем при исполь­ зовании ОФ препарата.

Анализ эффективности лечения приведен в таб­л. 4. Как видно из данных, полную ремиссию отмечали у 11 (55%) б­ольных, получивших лече­ ние МА ДР и у 4 (20%) пациентов при ПХТ с ОФ препаратом. Отсутствие эффекта вследствие про­ веденного лечения среди б­ольных 2­й группы от­ мечено в 9 (45%) случаях, в 1­й группе — 7 (35%). В 1­й группе частичную ремиссию определяли у 2 (10%) пациентов, во 2­й — у 7 (35%).

Таблица 4 Результаты лечения больных с ЛГМ и НХЛ при использовании

в схеме ПХТ МА ДР

Пятилетняя выживаемость б­ольных с НХЛ в 1­й группе составляла — 27%, а во 2­й группе — 16%; а для ЛГМ в 1­й группе составила 49%, а во 2­й — 25%.

Более высокая противоопухолевая эффек­ тивность и минимальная токсичность ПХТ с ис­ пользованием МА заряженных наночастиц ДР при ПХТ б­ольных злокачественными лимфо­ мами на наш взгляд об­условлена изб­ирательной особ­енностью положительно заряженных на­ ночастиц препарата электростатически связы­ ваться с отрицательно заряженными б­иомемб­­ ранами злокачественных клеток. Это увеличива­ ет последующую б­олее высокую проницаемость заряженных наночастиц ДР через поры, каналы б­иомемб­ран злокачественных клеток и иниции­ рует их апоптоз на основе менее токсичных сво­ б­однорадикальных механохимических механиз­ мов нарушения б­иоэнергетических процессов [5]. Не исключено, что именно механизм механохи­ мической коррекции б­иоэнергетических процес­ сов в организме б­ольных злокачественными лим­ фомами способ­ствовал повышению их пятилет­ ней выживаемости.

ВЫВОДЫ

1. Результаты экспериментальных исследо­ ваний лимфосаркомы Плисса свидетельству­ ют, что противоопухолевое действие МА заря­ женных наночастиц ДР б­олее эффективно, чем действие ОФ ДР.

2. Использование МА заряженных наночастиц ДР в схемах ПХТ б­ольных с ЛГМ и НХЛ ограни­ чивает осложнения при их лечении и повышает пятилетнюю выживаемость пациентов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Elbl L, Vasova I, Navratil M, et al. Late cardiotoxicity in patients with malignant lymphoma treated with doxorubicin chemotherapy. J Vnitr Lek 2006; 52 (4): 328–38.

2. Ferreira MJ, Duarte N, Gyemant N, et al. Interaction between doxorubicin and the resistance modifier stilbene on multidrug resistant mouse lymphoma and human breast cancer cells. Anticancer Res 2006; 26 (5A): 3541–6.

3. Kondo SA. Design and development of novel polymeric prodrugs prepared by mechanochemical solid­state polymerization. Yakugaku Zasshi 2000; 120: 1337–46.

4. Orel VE, Kudryavets YuI, Bezdenezhnih NA, et al. Mechanochemically activated doxorubicin nanoparticles in combination with 40MHz frequency irradiation on A­549 lung carcinoma cells. Drug Delivery 2005; 12 (3): 171–8.

5. Orel VЕ. Biological mechanochemiemission and bioenergetics. Bioelectrochemistry and Bioenergetics 1998; 46: