Исследование биораспределения двойного пролекарства Pt(IV) на основе цисплатина Рибоплатина методом флюоресцентной визуализации
- Авторы: Спектор Д.В.1, Акасов Р.А.2, Хайдуков Е.В.2,3, Демина П.А.2, Степанов М.Е.2, Бабаева Г.4, Покровский В.С.4, Лапаник А.Д.1, Наумова А.Д.1, Лопухов А.В.1, Клячко Н.Л.1, Кузьмичев И.А.5, Семкина А.С.5, Дубенский А.С.6, Белоглазкина Е.К.1, Красновская О.О.1
-
Учреждения:
- Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
- Московский педагогический государственный университет
- Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева
- Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина
- Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и наркологии имени В.П.Сербского
- Геологический институт Российской академии наук
- Выпуск: Том 29, № 3 (2024)
- Страницы: 211-223
- Раздел: Оригинальные исследования
- Статья получена: 01.10.2024
- Статья одобрена: 26.11.2024
- Статья опубликована: 21.12.2024
- URL: https://rjonco.com/1028-9984/article/view/636633
- DOI: https://doi.org/10.17816/onco636633
- ID: 636633
Цитировать
Полный текст



Аннотация
Обоснование. В настоящее время существует проблема создания новых противоопухолевых агентов на основе платины с повышенной эффективностью и со сниженной токсичностью. Одним из подходов к созданию подобных препаратов является синтез пролекарств Pt(IV) — комплексов-предшественников цисплатина и его аналогов, способных высвобождать активные препараты Pt(II) непосредственно во внутриклеточной среде злокачественных новообразований. Для определения оптимального способа применения in vivo нового препарата на основе платины необходимо исследовать его острую токсичность, а также биораспределение в жизненно важных органах.
Цель. Исследование переносимости, острой токсичности, биораспределения и способности к накоплению в опухолях молочной железы препарата Рибоплатина, а также его липосомальной формы.
Материалы и методы. Исследование выполнено на базе Московского педагогического государственного университета. Исследование проводилось на самках мышей линии BALB/c — здоровых или c привитой аденокарциномой молочной железы EMT-6, и в иммунодефицитных мышах BALB/c nude с привитой аденокарциномой молочной железы человека SK-BR-3 методом флюоресцентной визуализации, а также масс-спектрометрией с индуктивно связанной плазмой.
Результаты. Однократная доза Рибоплатина при введении водного раствора или липосомальной формуляции не вызывает снижения массы тела мышей вплоть до дозы 48 мг/кг. Доза 48 мг/кг препарата переносится мышами, при массе тела снижается менее чем на 5% в течение 3 дней. Определено распределение Рибоплатина и его липосомальной формуляции в органах мышей BALB/c nude с использованием флюоресцентной визуализации и масс-спектрометрией с индуктивно связанной плазмой. Обе формы способны доставлять Рибоплатин в опухоль EMT-6. Основным путём выведения Рибоплатина в форме водного раствора является печень и почки, при этом в виде липосомальной формуляции препарат накапливается в селезёнке.
Заключение. Рибоплатин представляет собой пролекарство Pt(IV) с высокой переносимостью, сниженной токсичностью в сравнении с цисплатином, а также способное эффективно накапливаться в злокачественных опухолях молочной железы. Показана возможность флюоресцентной визуализации биораспределения препарата Рибоплатина in vivo в опухолях линий EMT-6 и SK-BR-3. Высокий уровень накопления Рибоплатина в опухолях EMT-6 позволяет предположить рибофлавин-специфический захват.
Ключевые слова
Полный текст

Об авторах
Даниил Викторович Спектор
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Email: danspector@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2726-2671
канд. хим. наук
Россия, МоскваРоман Александрович Акасов
Московский педагогический государственный университет
Email: romanakasov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6486-8114
SPIN-код: 8383-0004
канд. хим. наук
Россия, МоскваЕвгений Валерьевич Хайдуков
Московский педагогический государственный университет; Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева
Email: khaydukov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3900-2949
SPIN-код: 2097-1680
д-р физико-математических наук
Россия, Москва; МоскваПолина Андреевна Демина
Московский педагогический государственный университет
Email: polidemina1207@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6349-2979
SPIN-код: 6974-2981
канд. хим. наук
Россия, МоскваМаским Евгеньевич Степанов
Московский педагогический государственный университет
Email: stepanov_me@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0332-1235
SPIN-код: 9652-6151
канд. хим. наук
Россия, МоскваГулялек Бабаева
Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина
Email: babaevagulyalek@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5781-7925
SPIN-код: 8547-6770
канд. биолог. наук
Россия, МоскваВадим Сергеевич Покровский
Национальный медицинский исследовательский центр онкологии имени Н.Н. Блохина
Email: vadimpokrovsky@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4006-9320
SPIN-код: 4552-1226
д-р мед. наук, профессор
Россия, МоскваАнна Дмитриевна Лапаник
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Email: anya73anya@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-9847-4609
студент
Россия, МоскваАлена Дмитриевна Наумова
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Email: naumovaaaalena@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-9727-1615
магистр
Россия, МоскваАнтон Владимирович Лопухов
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Email: lopukhov@enzyme.chem.msu.ru
ORCID iD: 0000-0002-3517-505X
SPIN-код: 7232-5120
канд. хим. наук
Россия, МоскваНаталья Львовна Клячко
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Email: nlklyachko@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9357-8236
SPIN-код: 3680-6329
д-р хим. наук, профессор
Россия, МоскваИлья Алексеевич Кузьмичев
Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и наркологии имени В.П.Сербского
Email: lolopededin@gmail.com
ORCID iD: 0009-0004-7092-1777
лаборант-исследователь
Россия, МоскваАлевтина Сергеевна Семкина
Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и наркологии имени В.П.Сербского
Email: alevtina.semkina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3617-4830
SPIN-код: 6071-3394
канд. биолог. наук
Россия, МоскваАлександр Сергеевич Дубенский
Геологический институт Российской академии наук
Email: alexchem206@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9364-5876
SPIN-код: 2261-3382
канд. хим. наук
Россия, МоскваЕлена Кимовна Белоглазкина
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Email: beloglazki@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6796-8241
д-р хим. наук, профессор
Россия, МоскваОльга Олеговна Красновская
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Автор, ответственный за переписку.
Email: krasnovskayao@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4948-2747
SPIN-код: 4925-6432
кандидат химических наук
Россия, МоскваСписок литературы
- Johnstone T., Suntharalingam K., Lippard S. Third row transition metals for the treatment of cancer // Philos Trans A Math Phys Eng Sci. 2015. Vol. 373, N 2037. P. 20140185–20140185. doi: 10.1098/rsta.2014.0185
- Galanski M., Keppler B. Searching for the Magic Bullet: Anticancer Platinum Drugs Which Can Be Accumulated or Activated in the Tumor Tissue // Anticancer Agents Med Chem. 2007. Vol. 7, N 1. P. 55–73. doi: 10.2174/187152007779314017
- Langer T., Zehnhoff-Dinnesen A., Radtke S., et al. Understanding platinum-induced ototoxicity // Trends Pharmacol Sci. 2013. Vol. 34, N 8. P. 458–469. doi: 10.1016/j.tips.2013.05.006
- Johnstone T.C. Suntharalingam K., Lippard S.J. The Next Generation of Platinum Drugs: Targeted Pt(II) Agents, Nanoparticle Delivery, and Pt(IV) Prodrugs // Chem Rev. 2016. Vol. 116, N 5. P. 3436–3486. doi: 10.1021/acs.chemrev.5b00597
- Spector D., Krasnovskaya O., Pavlov K., et al. Pt(IV) prodrugs with NSAIDs as axial ligands // Int J Mol Sci. 2021. Vol. 22, N 8. P. 3817. doi: 10.3390/ijms22083817
- Spector D.V., Pavlov K.G., Akasov R.A., et al. Pt(IV) Prodrugs with Non-Steroidal Anti-inflammatory Drugs in the Axial Position // J Med Chem. 2022. Vol. 65. N 12. P. 8277–8244. doi: 10.1021/acs.jmedchem.1c02136
- Pham T.C., Nguyen V.N., Choi Y., et al. Recent Strategies to Develop Innovative Photosensitizers for Enhanced Photodynamic Therapy // Chem Rev. 2021. Vol. 121. N 21. P. 13454–13619. doi: 10.1021/acs.chemrev.1c00381
- Agostinis P., Berg K., Cengel K. A., et al. Photodynamic therapy of cancer: An update // CA: Cancer J Clin. 2011. Vol. 61. N 4. P. 250–281. doi: 10.3322/caac.20114
- Koudinova N.V., Pinthus J.H., Brandis A., et al. Photodynamic therapy with Pd-bacteriopheophorbide (TOOKAD): Successful in vivo treatment of human prostatic small cell carcinoma xenografts // Int J Cancer. 2003. Vol. 104. N 6. P. 782–789. doi: 10.1002/ijc.11002
- Eljamel M.S., Goodman C., Moseley H. ALA and Photofrin® Fluorescence-guided resection and repetitive PDT in glioblastoma multiforme: a single centre Phase III randomised controlled trial // Lasers Med Sci. 2008. Vol. 23. N 4. P. 361–367. doi: 10.1007/s10103-007-0494-2
- Spector D., Pavlov K., Beloglazkina E., Krasnovskaya O. Recent Advances in Light-Controlled Activation of Pt(IV) Prodrugs // Int J Mol Sci. 2022. Vol. 23, N 23. P. 14511. doi: 10.3390/ijms232314511
- Spector D., Bubley A., Zharova A., et al. Light-Responsive Pt(IV) Prodrugs with Controlled Photoactivation and Low Dark Toxicity // ACS Applied Bio Materials. 2024. Vol. 7, N 5. P. 3431–3440. doi: 10.1021/acsabm.4c00345
- Wang N., Deng Z., Zhu Q., et al. An erythrocyte-delivered photoactivatable oxaliplatin nanoprodrug for enhanced antitumor efficacy and immune response // Chem Sci. 2021. Vol. 12, N 43. P. 14353–14362. doi: 10.1039/d1sc02941j
- Deng Z., Li H., Chen S., et al. Near-infrared-activated anticancer platinum(IV) complexes directly photooxidize biomolecules in an oxygen-independent manner // Nat Chem. 2023. Vol. 15. P. 930–939. doi: 10.1038/s41557-023-01242-w
- Krasnovskaya O.O., Akasov R.A., Spector D.V., et al. Photoinduced Reduction of Novel Dual-Action Riboplatin Pt(IV) Prodrug // ACS App Mater Interfaces. 2023. Vol. 15, N 10. P. 12882–12894. doi: 10.1021/acsami.3c01771
- Babak M.V., Zhi Y., Czarny B., et al. Dual-Targeting Dual-Action Platinum(IV) Platform for Enhanced Anticancer Activity and Reduced Nephrotoxicity // Angewandte Chemie. 2019. Vol. 131, N 24. P. 8193–8198. doi: 10.1002/anie.201903112
- Spector D.V., Bubley A.A., Beloglazkina E.K., Krasnovskaya O.O. Pt(IV) prodrugs as an alternative to Pt(II) drugs: synthesis and biological activity // Russ Chem Rev. 2023. Vol. 92. P. 5096. doi: 10.59761/RCR5096
- Stewart J. Colorimetric determination of phospholipids with ammonium ferrothiocyanate // Anal Biochem. 1980. Vol. 104, N 1. P. 10–14. doi: 10.1016/0003-2697(80)90269-9
- Nikitin A.A., Yurenya A.Y., Gabbasov R.R., et al. Effects of Macromolecular Crowding on Nanoparticle Diffusion: New Insights from Mössbauer Spectroscopy // J Phys Chem Lett. 2021. Vol. 12, N 29. P. 6804–6811. doi: 10.1021/acs.jpclett.1c01984
- van Moorsel C., Pinedo H., Veerman G., et al. Scheduling of gemcitabine and cisplatin in Lewis Lung tumour bearing mice // Eur J Cancer. 1999. Vol. 35. N 5. P. 808–814. doi: 10.1016/s0959-8049(99)00004-0
- Drozdov A.S., Nikitin P.I., Rozenberg J.M. Systematic Review of Cancer Targeting by Nanoparticles Revealed a Global Association between Accumulation in Tumors and Spleen // Int J Molec Sci. 2021. Vol. 22, N 23. P. 13011. doi: 10.3390/ijms222313011
- Cataldi M., Vigliotti C., Mosca T., et al. Emerging Role of the Spleen in the Pharmacokinetics of Monoclonal Antibodies, Nanoparticles and Exosomes // Int J Molec Sci. 2017. Vol. 18, N 6. P. 1249. doi: 10.3390/ijms18061249
- Darguzyte M., Drude N., Lammers T., Kiessling F. Riboflavin-Targeted Drug Delivery // Cancers (Basel). 2020. Vol. 12, N 2. P. 295. doi: 10.3390/cancers12020295
- Cao Q., Zhou D., Pan Z., et al. CAIXplatins: Highly Potent Platinum(IV) Prodrugs Selective Against Carbonic Anhydrase IX for the Treatment of Hypoxic Tumors // Angew Chem Int Ed Engl. 2020. Vol. 59, N 42. P. 18556–18562. doi: 10.1002/anie.202005362
- Song X., Ma Z., Wu Y., et al. New NSAID-Pt(IV) prodrugs to suppress metastasis and invasion of tumor cells and enhance anti-tumor effect in vitro and in vivo // Eur J Med Chem. 2019. Vol. 167. P. 377–387. doi: 10.1016/j.ejmech.2019.02.041
- Fronik P., Poetsch I., Kastner A., et al. Structure-Activity Relationships of Triple-Action Platinum(IV) Prodrugs with Albumin-Binding Properties and Immunomodulating Ligands // J Med Chem. 2021. Vol. 64, N 16. P. 12132–12151. doi: 10.1021/acs.jmedchem.1c00770
Дополнительные файлы
