Регистрация / Вход
Прислать материал

14.578.21.0030

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.578.21.0030
Тематическое направление
Науки о жизни
Исполнитель проекта
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского"
Название доклада
Разработка нанопрепаратов на основе токсинов и бета-эмиттеров для сочетанной терапии онкологических заболеваний
Докладчик
Воденеев Владимир Анатольевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Целью исследования является создание многофункционального нанопрепарата для сочетанной терапии опухолей, содержащего бета-эмиттер и белковый токсин, и обладающего адресностью воздействия, а также исследование терапевтических свойств этого многофункционального нанопрепарата на клеточных культурах и ксенографтных модельных опухолях человека.
Задачи исследования:
• получение фотолюминесцентных бета-активных нанокристаллов и иммунотоксина, являющихся отдельными компонентами нанопрепарата, а также сборка целевого многофункционального препарата из этих компонентов;
• исследование противоопухолевого терапевтического потенциала отдельных частей комплекса, а также сочетанного действия полученного мультифункционального нанопрепарата на культурах опухолевых клеток и модельных опухолях человека, привитых лабораторным животным;
• разработка методики оценки уровня оксигенации и кровенаполнения экспериментальных опухолей in vivo методом ОДС;
• разработка лабораторного регламента получения многофункционального нанопрепарата для сочетанной терапии опухолей.
Актуальность и новизна исследования
Разработка новых методов и подходов для терапии онкологических заболеваний на сегодняшний день является одной из наиболее актуальных и активно развивающихся областей биологии и медицины. Ведущей тенденцией в этой области является создание направленных многофункциональных препаратов, которые содержали бы в своем составе несколько терапевтических компонентов, обеспечивающих многофакторность воздействия, и при этом избирательно действовали на опухолевые клетки, не затрагивая здоровые ткани. Примерами таких препаратов могут служить конъюгаты молекул, содержащих радиоактивные изотопы, с нацеливающей молекулой, чаще всего с антителом или непосредственно с иммунотоксином. Следует отметить, что радиоактивные изотопы являются мощным инструментом, с помощью которого можно решать задачи терапевтического воздействия. В основе радиотерапии опухолевых заболеваний лежит известная в радиобиологии высокая чувствительность опухолевых тканей к ионизирующему излучению, в силу чего опухоли повреждаются сильнее, чем окружающие их здоровые ткани, подвергшиеся облучению. Однако общим недостатком широко использующихся в настоящее время методов радиотерапии является неадекватная точность воздействия. Именно поэтому молекулы, содержащие радиоактивный изотоп, дополняют нацеливающей молекулой. В настоящем проекте предлагается применение сочетанной терапии с использованием иммунотоксинов и радионуклидов; использования наноматериалов в качестве средства адресной доставки в дополнение к направляющим молекулам. В результате ожидается создание препарата нового поколения, способного оказывать высокоэффективное, прецизионное воздействие на раковую опухоль.
Описание исследования

Исследование направлено на разработку нового таргетного многофункционального нанопрепарата, содержащего бета-эмиттер и белковый токсин, предназначенного для сочетанной терапии опухолей, характеризующихся повышенной экспрессией онкомаркера HER2.

В рамках реализации Проекта были созданы фотолюминесцентные наноразмерные радиоактивные структуры, включающие в себя два основных действующих компонента: ядро из неорганического фотолюминесцентного нанокристалла NaYF4:Yb:Tm и бета-излучатель 90Y, входящий в состав этого ядра. Радионуклид включается в нанокристалл посредством химической подстановки нерадиоактивного иттрия иттрием-90 на стадии приготовления прекурсоров реакции синтеза. Полученные антистоксовые нанокристаллы подвергаются поверхностной модификации, что делает их устойчивыми в водных растворах, в том числе таких биологических средах, как буферы и плазма крови, а также обеспечивает возможность присоединения к ним биологических молекул. В результате синтетического производства поверхностно-модифицированного радиоактивного ядра на основе наночастиц, а также белкового направляющего и токсичного комплекса DARPin-ETA, осуществлена сборка целевого нанопрепарата, представляющего собой многофункциональный комплекс фотолюминесцентного-радиоизотопного (наночастица с бета-излучателем), цитотоксического (токсин белковой природы) и направляющего (белковая молекула, специфично связывающаяся с опухолевыми клетками) модулей. Методом МТТ-теста проведена оценка противоопухолевого эффекта отдельных частей комплекса Na90YF4:Yb:Tm-DARPin-ETA, а также сочетанного действия полученного мультифункционального нанопрепарата с использованием культуры опухолевых клеток с различным уровнем экспрессии онкомаркера-мишени. Разработана методика оценки уровня оксигенации и кровенаполнения экспериментальных опухолей in vivo методом ОДС. Исследована противоопухолевая активность многофункционального нанопрепарата и его отдельных компонентов в эксперименте на животных-опухоленосителях через оценку торможения опухолевого роста.

Результаты исследования

В результате реализации Проекта выполнен аналитический обзор современной научно-технической литературы по теме исследования, проведены патентные исследования, которые указывают на перспективность разработки мультифункционального нанопрепарата на основе фотолюминесцентных наночастиц, содержащих бета-излучатель и белковый токсин, для сочетанной адресной терапии опухолей с возможностью оптической визуализации накопления и биораспределения этих препаратов. Получены экспериментальные образцы иммунотоксина DARPin-ETA, радиоактивных антистоксовых нанофосфоров и многофункционального нанопрепарата. Выполнена оценка цитотоксичности как мультифункционального препарата, так и отдельных его компонентов – иммунотоксина DARPin-ETA и бета-активных антистоксовых нанофосфоров, которая показала высокую специфическую токсичность данного иммунотоксина в отношении клеток, экспрессирующих онкомаркер HER2 и высокий терапевтический потенциал бета-активных исследуемых нанокристаллов. Проведено исследование терапевтического противоопухолевого потенциала многофункционального нанопрепарата на ксенографтных опухолях, в результате которого был показан выраженный противоопухолевый эффект при совместном использовании радиоактивных нанофосфоров и иммунотоксина DARPinETA. Разработан лабораторный регламент получения многофункционального нанопрепарата для сочетанной терапии опухолей.

По итогам выполнения Проекта оформлены 2 патентные заявки и опубликовано 8 статей в рецензируемых научных журналах, что соответствует требованиям Соглашения.

Практическая значимость исследования
Основной областью применения данной разработки является онкология. Комплексная радионуклидно-биомолекулярная терапия, сочетающая в себе использование белковых токсинов и радиоактивных бета-излучателей, имеет наиболее очевидную востребованность при лечении больных плоскоклеточным раком головы и шеи, гепатоцеллюлярного рака печени, при опухолях с высокой экспрессией HER2 и плохо отвечающих на ранее проведенную терапию (рак молочной железы и другие опухоли). Метод перспективен, как при терапии сóлидных опухолей, так и в онкогематологии при болезни Ходжкина и других лимфомах, где может потребоваться дополнительное комплексное адресное воздействие на диссеминированный опухолевый субстрат. Возможно, что перспективы радионуклидно-биомолекулярной терапии в будущем могут быть реализованы не только в онкологии, но в лечении таких тяжелых аутоиммунных заболеваний, как ревматоидный артрит, осложненный системными проявлениями и плохо чувствительный к монотерапевтическому лечению. Разработанный многофункциональный нанопрепарат в сочетании с методом определения кислородного статуса опухоли может стать основой для создания нового метода лечения онкологических заболеваний.