Разработка нового производного хлорофилла А как многофункциональной платформы для биомедицинского применения
Область: Новые материалы и технологии
TRL4: Разработан детальный макет решения для демонстрации работоспособности технологии
Описание технологии
Разработанный нами фотосенсибилизатор (4Ac3N) представляет собой новое водорастворимое производное природного хлорофилла А, содержащее на периферии тетрапиррольного макроцикла остатки иминодиуксусной кислоты. Полученное производное является тераностической платформой с расширенным функционалом биомедицинского применения. Так, благодаря высокой туморотропности, оно может применяться для фотодинамической терапии (ФДТ) и флуоресцентной диагностики злокачественных новообразований. Индекс контрастности разработанного нами соединения (соотношение накопления опухоль/здоровая ткань) составляет 11/1, что существенно выше, чем у препаратов на основе производных природных хлоринов, применяемых в клинике, для которых данный показатель не превышает 3/1. Фотосенсибилизатор 4Ac3N обладает высоким уровнем генерации активных форм кислорода, поглощением в красной области спектра (λmax = 660 нм) и совместим с лазерной техникой, которая находится на вооружении клиницистов, реализующих ФДТ.
Помимо фотосенсибилизирующих свойств, наличие остатков иминодиуксусной кислоты в составе красителя 4Ac3N позволяет использовать его в качестве хелатора различных металлов. Нами была показана возможность образования радиокомплексов хлорина 4Ac3N с 99mTc, а также проведены доклинические исследования по оценке функциональной пригодности полученного радиокомплекса для применения в радионуклидной диагностике. В отличие от используемых в клинической практике неселективных низкомолекулярных хелаторов 99mTc, соединение 4Ac3N обладает повышенной тропностью к опухолевым тканям и, следовательно, может применяться для направленной доставки радиоизотопа в зону интереса. По сравнению с существующими на сегодняшний день таргетными комплексонами 99mTc, обладающих высоким сродством к одной биомишени на опухолевых клетках (лиганды к ПСМА, таргетные пептиды, антитела и т.п.), хлорин 4Ac3N способен к повышенному накоплению в опухолях различного генеза. Кроме того, данное соединение способно образовывать комплексы с 177Lu, используемым для радионуклидной терапии, а также с Yb, который может применяться для флуоресцентной диагностики с NIR-II диапазоне.
Описание будущего/возможного применения
Фотосенсибилизатор 4Ac3N представляет собой многофункциональную тераностическую платформу и может применяться для фотодинамической терапии, флуоресцентной и радионуклидной диагностики злокачественных новообразований.
На сегодняшний день фотодинамическая терапия наряду с хирургией, лучевой и химиотерапией, является разрешенным методом лечения рака в России (приказ Министерства здравоохранения РФ от 15 ноября 2012 г. № 915н "Об утверждении Порядка оказания медицинской помощи населению по профилю "онкология" с изменениями и дополнениями от 23.08.2016) и в ряде других стран мира. В настоящее время в клинической практике применяют фотосенсибилизаторы второго поколения – производные природных и синтетических хлоринов, обладающих поглощением в области 640-670 нм. Обладая повышенной селективностью накопления в опухолевых тканях, предлагаемый фотосенсибилизатор 4Ac3N является эффективной заменой существующим фотосенсибилизирующим средствам. Его спектральные свойства позволяют использовать существующее оборудование для облучения. Способность растворяться в воде облегчает приготовление готовой лекарственной формы и упрощает промышленное производство лекарственного препарата на основе хлорина 4Ac3N.
Высокая туморотропность и способность к образованию радиокомплексов с 99mTc позволяет использовать разработанный нами хлорин для создания прототипа радиофармацевтического препарата, который потенциально может применяться для диагностики опухолей различного генеза. В рамках доклинических исследований нами показана пригодность последнего для диагностики рака предстательной железы, эпидермоидной карциномы, рака яичников и глиобластомы.
Патент РФ № 2822269. Карбоксилатное производное хлорина и способ его получения, 2024 г.
Работа выполнена в рамках выполнения проекта «Радиофармпрепараты», включенного в Программу стратегического академического лидерства РТУ МИРЭА «Приоритет-2030»
ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава России МНИОИ им. П.А. Герцена – филиал ФГБУ «НМИЦ Радиологии» Минздрава России