Сенсибилизатор для фотодинамического разрушения клеток злокачественных новообразований

 

Использование: в медицине, в частности в онкологии. Сущность изобретения: сенсибилизатор для фотодинамического разрушения клеток злокачественных новообразований представляет собой сульфированный тетрафенилтетрабензопорфин общей формулы С₆₀H₃₈N₄O₁₂S₄. Применение нового сенсибилизатора обеспечивает повышение эффективности фотодинамического разрушения клеток злокачественных новообразований за счет повышения глубины проникновения возбуждающего излучения, тропности, контрастности и иммунной реакции организма на опухоль.

Изобретение относится к клинической онкологии и фармацевтической химии, а более конкретно к сенсибилизаторам для фотодинамического разрушения злокачественных новообразований.

Метод фотодинамической терапии основан на использовании веществ-сенсибилизаторов, которые при введении в организм локализуются преимущественно в опухоли, а при световом, в частности лазерном, возбуждении с определенной длиной волны продуцируют цитотоксичные вещества, прежде всего синглетный кислород. В настоящее время известны сенсибилизаторы на основе сложных смесей производных гематопорфирина, например Fotofrin II (Photodynamic therapy. Eds. B. W. Henderson, Тh. J. Dougherty. Dekker: N.Y. 1992; С.А. 118(15), 142551j, /1993).

Недостаток сенсибилизаторов на основе производных гематопорфирина заключается в том, что они имеют интенсивные полосы поглощения в ультрафиолетовой и видимой (синей, зеленой) областях спектра, и в то же время в наиболее длинноволновой полосе поглощения (630±10 нм) коэффициент экстинкции относительно невысок. Вследствие этого для эффективной фотодинамической терапии оказывается необходимым введение в организм пациента значительных концентраций препарата. Кроме того, при попадании пациента под прямое солнечное излучение, имеющее значительную спектральную плотность в фиолетово-зеленой области спектра, накопленный в коже препарат проявляет значительную фототоксичность. Сильное поглощение несенсибилизированных тканей организма в спектральном диапазоне 620-640 нм приводит к значительным потерям излучения вне опухолевых тканей, обусловливает малую глубину проникновения излучения в ткани, что затрудняет лечение опухолей больших размеров. Все это приводит к необходимости использовать высокую мощность и в то же время является причиной недостаточно высокой лечебной эффективности фотодинамической терапии.

Для повышения эффективности фотодинамического разрушения злокачественных новообразований за счет повышения глубины проникновения возбуждающего излучения, тропности, контрастности и иммунной реакции организма на опухоль с сенсибилизатором в изобретении в качестве сенсибилизатора для фотодинамического разрушения злокачественных новообразований предлагается сульфированный тетрафенилтетрабензопорфин.

Cенсибилизатор получают следующим образом. Cмесь 0,59 г фталимида, 1,09 г фенилуксусной кислоты и 0,76 г формиата цинка дигидрата или 0,4 г гидроокиси цинка выдерживают 10 мин при 340-350^oC в присутствии 0,1 мл концентрированной серной кислоты. Образующийся продукт мезо-тетрафенилтетрабензопорфин цинка измельчают, промывают горячей водой и очищают хроматографированием на окиси алюминия, элюируя последовательно смесью хлороформ-гексан-пиридин (30:10:1), бензол-гексан-пиридин (5:5:1) и хлороформом.

Затем получают безметальный тетрафенилтетрабензопорфин. К раствору 0,10 г цинкового комплекса в 5 л ацетона прибавляют 1 л конц. HCl, смесь перемешивают 5 мин и выливают в воду, содержащую небольшое количество гидроокиси аммония. Смесь фильтруют, осадок промывают водой, высушивают и хроматографируют на окиси алюминия, элюируя смесью хлороформ-бензол (1:1).

Для получения сульфированного безметального тетрафенилтетрабензопорфина 0,10 г безметального тетрафенилтетрабензопорфина растворяют при перемешивании в 2 мл горячей концентрированной серной кислоты и перемешивают далее при 135±5^oC в течение 6 часов. Остывшую реакционную массу выливают на ацетон, осадок отделяют центрифугированием и несколько раз промывают ацетоном, затем растворяют в дистиллированной воде, раствор фильтруют, воду упаривают. Полученный остаток высушивают при 190 200^oC.

Наличие в молекуле фенилзамещенных тетрабензопорфинов, более реакционноспособных к реакциям электрофильного замещения по сравнению с бензольными фрагментами макрокольца мезо-фенильных заместителей позволяет осуществить их сульфирование в мягких условиях, причем продукт сульфирования является достаточно однородным и содержит по одной сульфогруппе в каждом мезо-фенильном заместителе.

Найдено, S 12,37, 12,16, С₆₀H₃₈N₄O₁₂S₄.

Вычислено, S 11,30.

Электронный спектр поглощения в воде (λ_max в нм): 480 (наиболее интенсивная), 624 пл. 660.

Ниже приведены примеры использования предлагаемого сенсибилизатора для фотодинамического разрушения злокачественных новообразований.

Проведены 4 серии опытов на белых мышах-самцах с перевивной карциномой Эрлиха. В первой серии для проведения ФДТ вводили сульфированный тетрафенилтетрабензопорфин в дозе 5 мг/кг веса тела. После этого проводили измерения флуоресцентным методом динамики накопления препарата в опухоли и здоровых тканях. По достижении терапевтической концентрации препарата в опухоли прводилась ФТД с использованием излучения криптонового лазера с длиной волны 675 нм длительностью 15 мин в дозе 500 Дж/см², через 72 часа после которой выявлялся некроз опухоли посредством морфологических исследований. Во второй серии использовался сульфированный тетрафенилтетрабензопорфин в той же концентрации при дозе лазерного излучения 250 Дж/см². Третья серия контрольная группа. В четвертой серии использовался Photofrin II, облучение осуществлялось лазерным излучением с длиной волны 630 нм в дозе 500 Дж/см.

Результаты морфологического анализа: 1 группа инвазивная карцинома, массивный некроз, занимающий 90% объема опухоли как вблизи поверхности, так и глубоких отделов вблизи костной ткани. Отчетливая сосудистая реакция в виде некроза стенки сосудов. В местах инвазии в мышечную ткань клетки карциномы сохранены. В очагах некроза скопление полиядерных лимфоцитов.

2 группа инвазивная карцинома, множественные очаги некроза небольших размеров с кровоизлияниями и тромбированными сосудами. Вокруг некротизированной опухолевой ткани воспалительная реакция с большим количеством макрофагов и полиядерных лимфоцитов.

3 группа инвазивная карцинома с незначительными очагами некроза в центре лабулярных пластов раковых клеток, прорастающая в окружающие мышцы. Сосудистая и клеточная реакция на некроз отсутствует.

4 группа массивный некроз приповерхностных слоев (0,5 см) опухоли с выраженным распадом ядер и тканей сосудистой стенки. Сохраняются поля жизнеспособной опухолевой ткани. Клеточная реакция слабо выражена. Полиядерных лейкоцитов и макрофагов не наблюдается.

Проведенные исследования показали, что тропность предлагаемого сенсибилизатора в 2-3 раза, а контраст накопления в 3-4 раза выше, чем у производных гематопорфирина. Результаты морфологических исследований показали, что повышенная эффективность предлагаемого сенсибилизатора по сравнению с прототипом обусловлена не только разрушением питающих опухоль сосудов, но также и иммунной реакцией организма, о чем говорит высокое содержание макрофагов и полиядерных лимфоцитов в первой и второй сериях по сравнению с четвертой.

Таким образом, предлагаемый сульфированный тетрафенилтетрабензопорфин является высокоактивным сенсибилизатором преимущественно сосудистого действия. Анализ на токсичность показал, что данный сенсибилизатор относится к третьему классу опасности, то есть малоопасен для развития острого отравления (LD₅₀ 0,62 г/кг).

Интенсивность флуоресценции сенсибилизатора в опухоли в 5-7 раз выше, чем в нормальной ткани, и уменьшается при лазерном воздействии и пропорционально дозе, что может служить критерием при выборе терапевтической дозы.

Формула изобретения

Сенсибилизатор для фотодинамического разрушения клеток злокачественных новообразований на основе производных порфина, отличающийся тем, что он представляет собой сульфированный тетрафенилтетрабензопорфин общей формулы