Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка адресного терапевтического cредства для лечения костных метастазов опухолей на основе бифосфонатов и белков-цитокинов

Номер контракта: 14.604.21.0061

Руководитель: Даниленко Елена Дмитриевна

Должность: Директор филиала

Организация: Федеральное бюджетное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
Организация докладчика: Федеральное бюджетное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
фактор некроза опухоли альфа, интерферон гамма, бифосфонаты, алендроновая кислота, конъюгаты, наночастицы, костные метастазы, противоопухолевая активность

Цель проекта:
Проект направлен на поиск способов решения проблемы лечения опухолевых метастазов костей для удлинения и улучшения качества жизни онкологических больных. Целью проекта является разработка методов получения противоопухолевого препарата направленного действия на основе фактора некроза опухоли альфа, интерферона гамма и алендроновой кислоты– прототипа принципиально нового лекарственного средства для лечения костных метастазов.

Основные планируемые результаты проекта:
Результатом работ по проекту будет являться способ получения противоопухолевого препарата адресного действия на основе фактора некроза опухоли альфа, интерферона гамма и бифосфоната алендроновой кислоты для лечения костных метастазов.
В качестве активных компонентов средства лечения будут использованы рекомбинантные белки-цитокины человека, фактор некроза опухоли альфа и интерферон гамма. Выбор белков обоснован наличием у них противоопухолевых свойств и способности регулировать процессы ремоделирования кости. В качестве средства доставки планируется использовать представителя класса бифосфонатов алендроновую кислоту, отличающуюся высоким аффинитетом к гидроксиапатиту костного матрикса.
Препарат будет представлять собой композицию конъюгатов либо молекулярных конструкций, содержащих белки-цитокины и алендроновую кислоту.
Особенностью разрабатываемого препарата является мультифункциональность его фармакологического действия, что будет выражаться в сочетании противоопухолевой активности в отношении вторичных опухолевых образований костной системы, с одной стороны, и способности ослаблять резорбцию костной ткани и стимулировать процессы костной регенерации, с другой.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
В рамках выполнения проекта планируется получить прототип лекарственного средства, отличающийся способностью обеспечивать:
-накопление противоопухолевых цитокинов ФНО-альфа, ИФН-гамма в области экспериментальной опухоли в кости до уровня, не менее чем в 2 раза превышающего концентрацию препаратов в крови;
-снижение содержания ФНО-альфа и ИФН-гамма в сыворотке крови в течение часа после внутривенного введения не менее чем на 90%;
-торможение роста экспериментальных метастазов опухоли не менее чем на 30%;
-статистически значимое ингибирование уменьшения объема костной ткани не менее, чем на 25%.

Для решения поставленной задачи было запланировано использование двух методических подходов. Первый заключается в синтезе конъюгатов аминосодержащего бифосфаната алендроновой кислоты с белками-цитокинами в результате межмолекулярных сшивок с использованием водорастворимых карбодиимидов или бифункциональных сшивающих агентов, методология применения которых хорошо разработана (Маршелл Р.К., Инглис А.С., 1989).
Второй методический подход состоит в получении наночастиц, которые могли бы служить переносчиками молекул цитокинов и бифосфаната. В качестве прототипа предполагалось использовать молекулярную конструкцию, способ получения которой был разработан ранее авторами проекта. Конструкция представляет собой наночастицу, ядро которых образовано двуспиральной РНК, покрытой полисахаридной оболочкой, а на поверхности экспонированы молекулы ФНО-альфа или ИФН-гамма (Лебедев Л.Р. и др, 2000; Гамалей С.Г. и др., 2010; Korovina O.S. et al., 2013).
Сопоставление планируемых результатов с данными аналогичных работ за рубежом показывает их соответствие мировому уровню исследований в области создания противоопухолевых препаратов на основе белков-цитокинов, при этом предлагаемый подход отличается несомненной новизной и патентоспособностью.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Областью применения препарата по завершении разработки лекарственного средства для лечения костных метастазов и организации производства нового препарата будет онкологическая практика. Предполагается, что препарат будет использоваться для лечения запущенных форм рака, характеризующихся метастатическим поражением костной системы (рак молочной железы, предстательной железы, почечноклеточный рак и др.). Социальный эффект внедрения препарата в клиническую практику заключается в повышении эффективности лечения онкологической патологии, снижении инвалидизации населения, повышении длительности и качества жизни.Созданный препарат по прогнозным исследованиям будет обладать более высокой противоопухолевой эффективностью в отношении метастатических поражений костей, чем применяемые в настоящее время препараты. Кроме того, он будет отличаться более широким спектром терапевтического действия, проявляющемся в нормализации структуры и архитектоники костных тканей в условиях роста опухолевых метастазов. Подобный препарат в силу своих преимуществ имеет хорошие перспективы стать действенным инструментом в руках онкологов и окажется конкурентоспособным на мировом рынке.
В дальнейшем данные о принципиальной возможности получения белковых препаратов с повышенной тропностью к костной ткани на основе алендроновой кислоты либо других типов бифосфонатов могут быть использованы при разработке новых средств лечения и других видов костных патологий, таких как остепороз, остеопетроз и т.д. Это позволит многократно расширить сферу применения данной разработки.
Потенциальный рынок лекарственного препарата, который может быть создан в дальнейшем на основе разработанного прототипа, очень значителен. Потребность в препаратах для лечения костных метастазов, учитывая их распространенность и частоту прохождения курсов химиотерапии, может составлять до 1,0 млн. доз в год, что при цене за дозу (500 тыс.Ед.) 1000 руб. составит до 1 млрд. руб. ежегодно.
Таким образом, успешная реализация проекта по созданию инновационного противоопухолевого средства не только позволит сохранить жизнь и здоровье миллионам пациентов, но также способна приносить значительную экономическую отдачу. Защищенный патентами, зарегистрированный для медицинского применения и лицензированный к производству новый препарат в состоянии обеспечить стабильное поступление прибыли и может выступить отправной точкой для дальнейшего развития в России направления по конструированию биопрепаратов адресного действия для лечения социально значимых болезней.

Текущие результаты проекта:
Разработаны оригинальные методы синтеза конъюгатов ФНО-альфа с алендроновой кислотой на нерастворимом носителе с использованием (1-этил-3-[3-диметиламинопропил]карбодиимида и двух типов бифункциональных сшивающих агентов: сульфосукцинмидил-4-[N-малеимидометил]-циклогексан-1-карбоксилата (Sulfo-SCMM) и глутарового альдегида. Разработаны методы твердофазного синтеза конъюгатов ИФН-гамма с алендроновой кислотой с помощью Sulfo-SCMM и глутарового альдегида. Показано, что отработанные методы позволяют получать конъюгаты с заданной стехиометрией, высокой чистоты и гомогенности. Оформлены Методики синтеза конъюгатов алендроновой кислоты с ФНО-альфа или ИФН-гамма.
Проведены исследования физико-химических и биологических свойств конъюгатов, результаты которых подтвердили сохранность конформационных свойств белков и высокий уровень их специфической активности. На экспериментальных моделях in vitro и in vivo получены данные о повышенной способности ФНО-альфа и ИФН-гамма в составе конъюгатов к накоплению в костной ткани и экспериментальных костных метастазах мышей.
Отработаны условия сборки молекулярных конструкций на основе конъюгатов ФНО-альфа, ИФН-гамма и алендроновой кислоты с декстраном и двуспиральной дрожжевой РНК. Подтверждено наличие в экспериментальных образцах наноструктур, сохранность специфической активности ФНО-альфа и ИФН-гамма в их составе. Получены данные о повышенной способности ФНО-альфа и ИФН-гамма в составе конструкций к связыванию с гидроксиапатитом в системе in vitro.
По результатам выполнения проекта оформлены 3 статьи в научных журналах, реферируемых в базах Web of Science и Scopus, 1 заявка на изобретение.