Введение к работе
Актуальность проблемы, Создание систем доставки лекарств, способных обеспечивать высокую концентрацию препаратов в очаге поражения, снижать побочные эффекты от введения их в организм и увеличивать продолжительность действия лекарственных соединений на пораженный орган или ткань, является одной из фундаментальных задач современной фармакологии.
Наиболее перспективными системами доставки физиологически активных соединений в организме являются комплексы лекарственных препаратов с полимерными носителями различной природы, выполняющими роль "микроконтейнеров". Данные комплексы представляют собой пространственную конструкцию, в которой молекулы фармакологического агента окружены оболочкой из молекул носителя. При этом, лекарство может быть как конъюгировано с полимером, так и не связано с ним ковалентно. Нековалентное включение физиологически активных веществ в микроконтейнеры полимерного носителя обладает рядом существенных преимуществ перед широко используемым методом конъюгирования препаратов с полимером.. При нековалентном связывании не происходит изменения химической структуры лекарственного соединения и снижения его физиологической активности. Кроме того, оболочка носителя препятствует быстрой биологической деградации лекарства, обеспечивая более длительное его воздействие на организм, а также блокирует неспецифическое взаимодействие препарата со здоровыми тканями, снижая тем самым нежелательные побочные эффекты. Использование таких микроконтейнеров для доставки фармакологического агента в пораженный орган или ткань позволяет снизить действующую концентрацию препарата при сохранении его активности, что повышает общий терапевтический эффект.
В качестве носителей, обладающих требуемыми свойствами, могут быть использованы поверхностно-активные блок сополимеры оксида этилена (ПОЭ) и оксида пропилена (ПОП) с различной протяженностью гидрофильных и гидрофобных блоков в молекуле (полоксамеры или плюроники). Такие носители нетоксичны, устойчивы в биологических средах и образуют в водных растворах упорядоченные мицеллярные структуры. Плюроники способны хорошо солюбилнзировать низкомолекулярные вещества и доставлять их в различные органы. Причем, используя полимеры с различным гидрофильно-липофильным балансом (ГЛБ), характеризующим полярность молекулы полоксамера и определяющимся соотношением вкладов полярного гидрофильного и неполярного липофильного блоков, можно добиться преимущественного накопления веществ в определенных тканях организма.
Особый интерес концепция мицеллярного контейнера как носителя физиологически активных соединений представляет для противоопухолевой терапии, поскольку эффективность лечения злокачественных порообразовании, в значительной мере, зависит от высоко специфического взаимодействия лекарства с опухолевыми клетками и отсутствия побочных эффектов от его введения.
Цель работы. Целью настоящей работы являлось изучение возможности использования различных плюроников в качеств^, микрэкоитейнеров для осуществления транспорта противоопухолевыч препаратов в организме, а также исследование физиологического и терапевтического действия новой формы лекарственных соединений на клеточном уровне и в условиях организма.
В качестве объектов исследования были выбраны шпороники с различной величиной гидрофильно-липофильного баланса (наименьшее численное значение величины ГЛБ соответствует наименее гидрофильному полимеруУ L-61 ("гидрофобная" группа, ГЛБ - 1-6), Р-85, L-64 ("промежуточная" группа, ГЛБ - 14-16), F-68, F-108 ("гидрофильная" группа, ГЛБ-27-31). В качестве лекарственных соединений использовались антибиотики антрациклинового ряда: дауномицин (ДМ), фармарубицин (ФР) и доксорубицин (ДР).
Первый этап исследований состоял в изучении влияния структуры полимерных носителей на их физиологическую активность in vitro (на клеточном уровне) и in vivo (в условиях организма) и определении . соответствия их критериям носителей физиологически активных соединений в организме; а также в получении токсикологических, фармакодинамических и фармакокинетических характеристик выбранных плюроников. Вторым этапом работы являлось исследование фармакодинамики (действия вещества на организм) и фармакокинетики (изменения во времени концентрации вещества и его метаболитов) мицеллярной формы противоопухолевых препаратов и изучение их эффективности на различных моделях раковых опухолей (на клеточных культурах и на мышах с привитыми опухолями).
Научная новизна и практическая ценность. В качестве системы доставки аитрациклиновых антибиотиков впервые предложено использовать мицеллы амфифильных трехблочных сополимеров оксида пропилена и оксида этилена - плюроников Р-85 и L-61 ("мицеллярные контейнеры"). Показано, что солюбилизация антибиотиков в мицеллах плюроников приводит к экранированию лекарств от воздействия ферментов плазмы крови, препятствуя их быстрой биологической дефадации, и замедляет вывод их из организма. Показано, что антибиотики, солюбилизированные в мицеллах плюроников Р-85 и L-61, обладают существенно меньшей миелотоксичностью (ингибирующим воздействием на клетки костного мозга - миелоциты, нарушающим процесс кроветворения), чем исходные лекарства и, в отличие от обычных антибиотиков, не вызывают лейкопении
(уменьшения количества лейкоцитов) у животных с привитыми опухолями. Включение препаратов в мицеллярный контейнер существенно снижает уровень содержания в кровотоке токсических метаболитов, являющихся главной причиной кардиотоксичности антрациклиновых антибиотиков. Результаты исследования тканевого распределения препаратов в организме животных с привитыми опухолями свидетельствуют о том, что включение цитостатика в мицеллы плюроников приводит к его перераспределению из печени в опухолевые ткани. Терапия опухолей различной этиологии с использованием мицеллярной формы препаратов приводит к существенному увеличению средней продолжительности жизни экспериментальных животных и кардинальному снижению скорости роста опухолей по сравнению с действием исходных антибиотиков. Показана высокая эффективность мицеллярной формы противоопухолевых препаратов при лечении опухолей мышиной миеломы с фенотипом множественной лекарственной устойчивости, которые не поддаются терапии обычными антибиотиками.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на IX Всесоюзном научном симпозиуме "Синтетические полимеры медицинского назначения" (Звенигород, 1991).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 печатных работы.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора (2 главы), постановки задачи, экспериментальной части, изложения результатов и их обсуждения, выводов, приложения и списка цитируемой литературы (185 наименований). Работа изложена на 143 страницах и включает 7 таблиц и 31 рисунок.