Магнитные наночастицы оксида железа, загруженные цисплатином в диагностике и терапии опухолевых заболеваний

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 17-74-10169

НазваниеМагнитные наночастицы оксида железа, загруженные цисплатином в диагностике и терапии опухолевых заболеваний

Руководитель Абакумов Максим Артемович, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова" Министерства здравоохранения Российской Федерации , г Москва

Конкурс №23 - Конкурс 2017 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-209 - Биотехнология (в том числе бионанотехнология)

Ключевые слова МРТ, опухоль, цисплатин, магнитные наночастицы, оксид железа, альбумин

Код ГРНТИ31.27.51

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
В настоящее время среди социально значимых заболеваний человечества онкология занимает второе место по уровню смертности, уступая по этому показателю только сердечно-сосудистым заболеваниям. Согласно статистическим исследованиям, проведенным в 2014 году ежегодно в России регистрируется около 500 тысяч случаев раковых заболеваний, однако эти данные соответствуют точно установленным зарегистрированным случаям. Более того за последрнее десятилетие наблюдается рост частоты обнаружений онкологии по всему миру, а прирост онкопатии в России является самым высоким наряду со странами Восточной Азии и Центральной Африки. В связи с таким неблагоприятным прогнозом крайнюю актуальность приобретают исследования, направленные на борьбу с таким тяжёлым заболеванием как рак. Основными методами лечения с злокачественных образований являются: хирургическое удаление пораженной ткани, радиотерапия и химиотерапия. Чаще всего лечение представляет собой комплексную процедуру, разрабатываемую специально для конкретного медицинского случая. Курсы химиотерапии в рамках подобных комплексов могут назначаться как постоперационное мероприятие или как независимый метод лечения, если операция по каким-либо причинам затруднена. Таким образом создание новых эффективных химиопрепаратов для терапии рака является крайне актуальной задачей. Противоопухолевые препараты, применяющиеся, в традиционной химиотерапии, представляют собой токсичные для живых клеток химические соединения, которые ввиду неспецифичного распределения в организме способны повреждать не только опухолевые, но и здоровые ткани, в результате чего пациент страдает от целого ряда тяжелых побочных эффектов, представляющих дополнительную угрозу его жизни помимо непосредственно опухолеообразования. Широко известным является также факт возникновения устойчивости к низкомолекулярным лекарствам у раковых клеток: внутриклеточные системы с течением времени начинают предотвращать транспорт лекарства внутрь клетки, что ведет к резкому снижению противоопухолевого эффекта, т.к. подавляющее большинство химиопрепаратов повреждают молекулы ДНК, находящиеся в клетках. Именно поэтому всё большую актуальность приобретает идея повышения специфичности и эффективности уже существующих онкопрепаратов, а не создания новых. В последние десятилетия активное развитие получила концепция активной адресной доставки противоопухолевых препаратов с помощью различных наноконтейнеров, суть которой заключается в селективном накоплении лекарства в опухолевых клетках. С одной стороны наноконтейнер предотвращает неспецифическое взаимодействие лекарственного препарата со здоровыми клетками организма, что снижает риск появления побочных эффектов химиотерапии, связанных с систематической токсичностью. С другой стороны, он способен высвобождать лекарство в опухолевой ткани для реализации опухольсупрессивного действия, при этом нейтрализуя эффект возникновения устойчивости в препарату у раковых клеток. В данном проекте нами впервые предлагается использовать в качестве наноконтейнера магнитные наночастицы оксида железа Fe3O4 (магнетита), покрытые низкотоксичной и биосовместимой оболочкой на основе человеческого сывороточного альбумина. Наличие такого покрытия способно обеспечить высокую стабильность наночастиц в физиологических средах организма, их низкую токсичность и безопасность. Благодаря многочисленным функциональным группам, представленным на поверхности наночастиц, становится возможным загружать в наноконтейнер различные лекарственные препараты, применяемые в настоящий момент в курсах химиотерапии различных онкологических заболеваний. Одним из препаратов, успешно используемом в химотерапии опухолей является препарат цисплатин. Несмотря на его высокую противоопухолевую активность он вызывает мощное общетоксическое воздействие на организм пациента, а также показывает отдельную специфическую токсичность в отношении почек и органов мочеполовой системы. Загрузка данного препарат в состав магнитных наночастиц, покрытых альбумином сможет понизить его локальную концентрацию в крови, тогда как за счет гиперваскуляризации опухолевой ткани-мишени и замедленного лимфатического дренажа в ее сосудах наночастицы магнетита, загруженные лекарством, смогут селективно проникать и накапливаться в патологическом очаге. При этом увеличение локальной концентрации противоопухолевого агента приведет к увеличению противоопухолевого эффекта, а значит и эффективности терапии в целом. Кроме того наличие магнитных наночастиц позволит проводить прижизненную визуализацию распределения наночастиц и препарат при внутривенного введении, что позволит впервые изучить корреляцию между степенью проникновения препарата в составе наночастиц опухолевый очаг и эффективность химиотерапии экспериментальных опухолей у лабораторных животных.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Абакумов М.А.,Семкина А.С.,Скориков А.С.,Миронова Е., Давыдова Г.А.,Мажуга А.Г.,Чехонин В.П. TOXICITY OF IRON OXIDE NANOPARTICLES: SIZE AND COATING EFFECTS Journal of Biochemical and Molecular Toxicology (год публикации - 2018)

2. Абакумов М.А. МАГНИТНЫЕ НАНОЧАСТИЦЫ ОКСИДА ЖЕЛЕЗА В ДИАГНОСТИКЕ И ТЕРАПИИ ОПУХОЛЕЙ МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, ПОСВЯЩЕННОЙ 55-ЛЕТИЮ ЦНИЛ СиБГМУ, стр. 8 (год публикации - 2017)

3. СЕМКИНА А.С., АБАКУМОВ М.А., СКОРИКОВ А.С., ИВАНОВА А.В., МАЖУГА А.Г., ЧЕХОНИН В.П. МАГНИТНЫЕ НАНОЧАСТИЦЫ КАК ПЕРСПЕКТИВНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ТЕРАНОСТИКОВ БИОТЕХНОЛОГИЯ: СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ Материалы международного форума. 2018, c. 264-266 (год публикации - 2018)

4. Иванова А.В. , Семкина А.С. , Скориков А.С. , Абакумов М.А., Грин М.А., Чехонин В.П. МАГНИТНЫЕ НАНОЧАСТИЦЫ МАГЕММИТА, ЗАГРУЖЕННЫЕ ЦИСПЛАТИНОМ, ДЛЯ ТЕРАПИИ И ДИАГНОСТИКИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ СБОРНИК ТЕЗИСОВ XIV Международной (XXIII Всероссийской) Пироговской научной медицинской конференции студентов и молодых ученых, стр. 89 (год публикации - 2019)

5. Абакумов М., Килпелейнен А., Петков С., Беликов С., Клячко Н., Чехонин В., Исагулянц М. Evaluation of cyclic luciferin as a substrate for luminescence measurements in in vitro and in vivo applications Biochemical and Biophysical Research Communications, Volume 513, Issue 3, Pages 535-539 (год публикации - 2019)
10.1016/j.bbrc.2019.04.006

6. Абакумов М.А., Семкина А.С., Абакумова Т.О., Мажуга А.Г., Кабанов А.В., Чехонин В.П. Multifunctional Magnetic Nanoparticles in Cancer Therapy Proceedings of the 2018 IEEE 8th International Conference on Nanomaterials: Applications & Properties (NAP-2018), Part 4, Page 04NNLS23-1 (год публикации - 2018)

Публикации