Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка радиоиммунного препарата с бета-излучающим радиоизотопом лютеций-177 для терапии злокачественных новообразований, гиперэкс прессирующих на поверхности клетки онкомаркер HER/2neu .

Докладчик: Чувилин Дмитрий Юрьевич

Должность: Заместитель директора Института молекулярной физики ФГУ РНЦ "Курчатовский институт", заместитель директора института, директор Отделения изотопных технологий и радиофармпрепаратов Центра физико-химических технологий

Цель проекта:
1. Адресное воздействие на опухолевые ткани - важнейшая проблема современной онкологии. Основное внимание исследователей направлено на повышение концентрации действующих препаратов непосредственно в опухолях за счет их целевой доставки. Целевая доставка позволяет существенно снизить дозы препаратов для лечения и уменьшить системную интоксикацию организма. Фокусировки терапевтических агентов в заданном месте организма можно добиться биохимическими либо физическими методами. Новые возможности в лечении рака открылись после разработки технологии создания линии моноклональных антител (МАТ). На базе МАТ разработан многообещающий метод – иммунотерапия, с применением различных препаратов, которыми метят антитела, обладающие специфической способностью направленной доставки к злокачественным клеткам. Для уничтожения раковых клеток в иммунотерапии используют различные способы: повреждение мембраны, нарушение работы генетического аппарата клетки, перенесение через мембрану лекарственных препаратов и др. Степень поражающего воздействия препарата на клетку определяется цитотоксичностью, т.е. способностью вызывать патологические изменения в клетках живого организма. Многочисленные эксперименты показывают, что в ряде случаев радиоизотопы цитотоксичны в большей степени, чем другие терапевтические агенты. Метод с использованием радиоизотопов получил название мишенной терапии (target therapy). Особую опасность в процессе лечения злокачественных новообразований представляют микроскопические очаги опухолевого роста, для которых, в отличие от макроскопических видимых местных поражений, не может быть поставлена задача полного излечения хирургическим путем. Лучевая терапия и химиотерапия часто не дают радикального уничтожения указанных очагов из-за существенной неизбирательности воздействия – лечение прекращается из-за побочного повреждения здоровых тканей. Не уничтоженные микроскопические очаги в дальнейшем становятся источниками рецидивов или продолженного роста злокачественной опухоли. Считается, что решение этой проблемы наиболее эффективно достигается методами радиоиммунотерапии, когда лекарственный препарат на основе антитела, метят радиоизотопами, излучающими альфа- или бета-частицы, которые имеют малую глубину проникновения в биологические ткани и обеспечивают избирательное уничтожение опухоли при минимальном повреждении здоровых клеток. 2. Целью проекта является разработка нового радиоиммунного препарата для лечения онкологических заболеваний с терапевтической функцией, обеспечивающей эффективное и целенаправленное разрушение микрометастазов на клеточном уровне. Ожидается, что полученный в рамках настоящего проекта РФП на основе Lu-177 станет высокоэффективным терапевтическим средством при лечении рака груди, печени, простаты, кожных покровов, а также других заболеваний. Разработанные технологические решения будут использованы для производства препарата в промышленных масштабах, что поможет больным раком в их борьбе с болезнью и намного улучшат их жизнь. Кроме несомненного гуманитарного аспекта, полученный в рамках настоящей работы РФП будет иметь коммерческий потенциал, поскольку спрос на эффективные высокотехнологичные медицинские услуги в нашей стране и в мире неуклонно растет.

Основные планируемые результаты проекта:
1. В результате реализации проекта будет детально обоснована технология получения первого отечественного радиоиммунного препарата, основанного на эффекте адресной доставки терапевтического бета-излучающего радиоизотопа Lu-177 к раковой клетке.
Будут получены данные и сделаны выводы о терапевтической эффективности и безопасности радиоиммунного препарата с радиоизотопом Lu-177, предназначенного для противоопухолевой терапии злокачественных новообразований (прежде всего микрометастазов в послеоперационный период), гипперэкспрессирующих на поверхности клетки онкомаркер HER/2neu.
Будут определены факторы риска и границы безопасного использования РФП на основе радиоизотопа Lu-177.
Будут сделаны выводы:
- О функциональной пригодности РФП;
- О безопасности РФП;
- О качестве РФП по показателям качества в соответствии с требованиями Государственной Фармакопеи Российской Федерации XII издания, ч. 1, М., 2007: ОФС 42-0062-07 Бактериальные эндотоксины, ОФС 42-0066-07 Стерильность. На основании полученных выводов будет сделано заключение о целесообразности перехода к проведению доклинических исследований.

В ходе определения фармакокинетики нового радиоиммунного препарата с радиоизотопом Lu-177 планируется решить следующие задачи:
- подтвердить селективность накопления и связывания РФП с опухолевыми клетками, гиперэкспрессирующих онкомаркер HER2/neu.
- продемонстрировать накопление РФП с радиоизотопом Lu-177 в опухоли лабораторных животных с подавленным иммунитетом (nude mouse), несущих гиперэкспрессирующий онкомаркер HER2/neu, на уровнях, обеспечивающих наилучшее соотношение эффективности и безопасности препарата.
- продемонстрировать терапевтическую эффективность при применении РФП с радиоизотопом Lu-177.
- подтвердить безопасность применения РФП при внутривенном введении в организм.

В случае успешного завершения работ будет получен первый в России препарат с радиоизотопом Lu-177 для терапии рака груди, печени, простаты, кожных покровов, а также других заболеваний. Разработанные технологические решения будут использованы для производства препарата в промышленных масштабах, что поможет больным раком в их борьбе с болезнью и намного улучшит их жизнь.

2. В состав радиоиммунного препарата входят мини-антитело, человеческий сывороточный альбумин, хелатор и радиоизотоп Lu-177.
В качестве нацеливающего агента в составе препарата используются “гуманизированные” мини-антитела, в которых только участки, непосредственно взаимодействующие с антигеном, берутся из мышиного иммуноглобулина, а связывающие их каркасные фрагменты – из антитела человека. Это позволит минимизировать иммуногенность препарата для организма человека.
В качестве белковой платформы, к которой «пришивают» мини-антитела, выбран белок человеческого сывороточного альбумина (ЧСА). Использование этого белка не приводит к иммунологическим реакциям у человека. Поэтому он используется в качестве стабилизатора и наполнителя при инъекции меченных радиоизотопами мини-антител. Человеческий сывороточный альбумин несет на своей поверхности большое количество доступных аминогрупп, к которым можно пришивать молекулы мини-антител. Меняя количество внесенных сшивающих агентов в оба белка, а также соотношение между молекулами разных белков (в данном случае мини-антител и ЧСА) можно добиться контролируемого количества внесенных мини-антител на молекулу ЧСА.
Для мечения антитела радиоизотопом используются комплексообразователи (хелаторы), способные образовывать прочные координационные связи с большим количеством катионов, в том числе катионами переходных элементов и лантаноидов, что особенно ценно для радиоиммунотерапии. Наиболее хорошо изученными и эффективными хелаторами являются DTPA (Diethylene triamine pentaacetic acid) и макроциклические соединения, из которых наиболее известны DOTA и HEHA.
Радиоизотоп Lu-177 планируется получать в исследовательском реакторе ИР-8 путем облучения в нейтронном потоке мишени из высокообогащенного стабильного изотопа Yb-176.
Изотоп Yb-176 с обогащением не менее 99,7% будет получен на электромагнитном сепараторе С-2 НИЦ "Курчатовский институт".
Выделение и очистка радиоизотопа Lu-177 будет выполняться методом хроматографии в соответствии с лабораторным технологическим регламентом, разработанным в ходе выполнения Государственного контракта № 14.512.11.0060 Минобрнауки.
Получение конъюгата «Мини-антитело - человеческий сывороточный альбумин – хелатор - радиоизотоп Lu-177» будет проводиться в соответствии c методикой мечения олигомерной гибридной биосовместимой наноразмерной конструкции радиоизотопом Lu-177, разработанной в рамках того же Госконтракта.
В работе будет использован автоматизированный модуль синтеза для получения радиоиммунного препарата на основе радиоизотопа Lu-177.
Исследование состава препарата и его примесей будет проводиться с использованием атомно-эмиссионного спектрометра с индуктивно-связанной плазмой (ICP-AES), масс спектрометра МИ-1201T, оснащенного системой автоматической регистрации и обработки масс-спектров, полупроводникового гамма-спектрометра на основе сверхчистого германия фирмы ORTEC (модель GEM-25185) и другой измерительной техники.
В исследованиях фармакокинетики нового РФП планируется использование лабораторных животных с подавленным иммунитетом (nude mouse), которым привита злокачественная опухоль, гиперэкспрессирующая онкомаркер HER2/neu.
Эксперименты по определению фармакокинетики препарата могут проводиться на компьютерном томографе для животных, магниторезонансном томографе и гамма-спектрометре.

3. Исследования направлены на разработку принципиально новых продуктов и технологий. Научно-технический уровень ожидаемых научно-технических результатов исследования превышает мировой уровень.

4. Аналогов разрабатываему препарату нет.

5. Для реализации планируемого объема работ будут использованы уникальные физические установки НИЦ «Курчатовский институт»:
- исследовательский реактор ИР-8 мощностью 8 МВт;
- электромагнитный сепаратор изотопов С-2;
- «горячие камеры» для работы с высокоактивными радиоизотопами;
- масс-спектрометры, спектрометры гамма-квантов на основе сверхчистого германия, другая измерительная аппаратура.
- радиохимическая лаборатория для аффинажа радиоизотопа Lu-177 и переводу в необходимую химическую форму;
- биохимическая лаборатория для синтеза РФП с радиоизотопом Lu-177;
- виварий для работы с подопытными животными по исследованию фармакокинетики РФП в организме лабораторных животных (nude mouse);
- аналитическое оборудование для исследования структуры и состава РФП, включая атомно-эмиссионный спектрометр с индуктивно-связанной плазмой (ICP-AES), масс спектрометр МИ-1201T, оснащенный системой автоматической регистрации и обработки масс-спектров, полупроводниковый гамма-спектрометр на основе сверхчистого германия фирмы ORTEC (модель GEM-25185);
- развитая инфраструктура для обеспечения безопасной работы с радиоизотопами и биологическими объектами.

Для решения комплексной и междисциплинарной задачи настоящего проекта необходимо объединение нескольких коллективов, специализирующихся в радиоизотопной технологии, биохимии и онкологии.
В проекте участвуют коллективы:
- ИБХ РАН, г. - изготовление гуманизированных мини-антител;
- ООО «ТМП», г. С.-Петербург, - синтез конюгата «Мини-антитело – человеческий сывороточный альбумин – хелатор»;
- филиал ИБХ РАН г. Пущино, - исследование безопасности РФП в экспериментах с лабораторными животными;
- ООО «Центр развития ядерной медицины», г. Москва, – работы и мероприятия по подготовке коммерциализации результатов ПНИ.







Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Областью применения результатов, полученных при выполнении настоящего проекта, является ядерная медицина. Разрабатываемый инновационный РФП для иммунотерапии на основе радиоизотопа Lu-177 может быть эффективно использован для терапии нейроэндокринных опухолей, при лечении рака груди, печени, простаты, кожных покровов, а также для паллиативного лечения рака костей и других заболеваний.

2. Разработанные в рамках проекта технологические решения могут быть использованы для производства препарата в промышленных масштабах. Увеличение количества радиоизотопа Lu-177 на рынке повысит доступность РФП для лечения рака, и будет способствовать распространению новых форм внутренней лучевой терапии. Эти инновации помогут больным раком в их борьбе с болезнью и намного улучшат их жизнь.

3. В использовании РФП на основе Lu-177 для лечения злокачественных новообразований и результатов проекта в целом заинтересованы государственные органы исполнительной власти всех уровней, поскольку злокачественные новообразования, наряду с сердечнососудистыми заболеваниями лидируют в статистике смертности и стойкой утраты трудоспособности населения России.
Результаты работы представляют интерес, прежде всего, для организаций и медицинских учреждений, осуществляющих деятельность в областях разработки и применения РФП. К числу таких организаций в России относятся: ФГБУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет», ГНЦ РФ Филиал НИФХИ им. Л.Я. Карпова (г. Обнинск), ГНЦ РФ ФЭИ (г. Обнинск), НПО «Радиевый институт им. В.Г. Хлопина», ФГБУ «Российский научный центр радиологии и хирургических технологий» Минздравсоцразвития России (г. С.-Петербург), ФГУП «Завод «Медрадиопрепарат» ФМБА России» (г. Москва) и др.

Текущие результаты проекта:
1. Разработан технологический процесс получения радиоиммунного препарата с радиоизотопом Lu-177 для терапии злокачественных новообразований, гиперэкспрессирующих на поверхности клетки онкомаркер HER/2neu.
2. Модернизирован автоматизированный модуль синтеза РФП и изготовлен экспериментальный образец.
3. Проведены испытания экспериментального образца модуля синтеза в соответствии с Программой и методиками исследовательских испытаний.
4. Разработан Лабораторный технологический регламент получения РФП.
5. Наработаны экспериментальные образцы РФП.
6. Проведены испытания образцов РПФ в соответствии с Программой и методиками испытаний.
7. Разработан План доклинических исследований РФП.
8. Разработана методика определения селективности накопления и связывания РФП с опухолевыми клетками, гиперэкспрессирующими онкомаркер HER2/neu.
9. Исследована специфичность связывания РФП с опухолевыми клетками, гиперэкспрессирующими онкомаркер HER2/neu в сравнении с контрольными клетками, не несущими указанные маркеры (исследования in vitro).
10. Исследовано накопление РФП на опухолевых клетках в зависимости от его концентрации в инкубационной среде.