ПРОТИВООПУХОЛЕВЫЙ АГЕНТ, ОТНОСЯЩИЙСЯ К ГРУППЕ МЕТАЛЛООРГАНИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДНЫХ ПОЛИАКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ
ANTITUMOUR AGENT, RELATED TO GROUP OF METAL-ORGANIC DERIVATIVES OF POLYACRYLIC ACID

Изобретение относится к медицинской химии и онкологии и направлено на разработку нового класса потенциальных противоопухолевых средств, обладающих оригинальным механизмом ингибирования опухолевого роста. Предполагаемый механизм противоопухолевого действия заявляемого средства основан на подавлении кровоснабжения опухоли путем химической эмболизации питающих ее сосудов за счет образования интермакромолекулярных полимеров гемостатика местного действия и белков плазмы крови, а также на цитотоксическом эффекте ионов и наночастиц серебра в отношении опухолевых клеток.
Разработка лекарственных средств, способных ингибировать развитие злокачественной опухоли за счет воздействия на ее кровоснабжение, является одним из признанных направлений исследований в области биомедицинской химии и экспериментальной онкологии. Современные подходы к данной проблеме связаны с исследованием препаратов, вызывающих регионарную эмболизацию сосудов, питающих опухоль, либо с созданием средств, ингибирующих процессы неоангиогенеза. [Корман Д.Б. «Основы противоопухолевой химиотерапии» М. // Практическая медицина // 2006, 503 с.; Folkman J. Fighting cancer by attacking its blood supply // Scient. Amer. -1996. - vol.275. - P.116-119; Fox S., Gatter K., Harris A. Tumor angiogenesis // J. Pathol. - 1996. - Vol.178. - P.232-237; Pepper M.S. Manipulating angiogenesis; from basic science to the bedside // Antherioscler. Thromb. Vase. Biol. / - 1997. - Vol.l7 / - P.605-619].
Наряду с этим необходимо отметить противоопухолевый эффект ряда металлоценов, в частности комплексов металлов платиновой группы - палладия [Ефименко И.А. «Биокоординационная химия платиновых металлов - основа для создания лекарственных препаратов» // Координационная химия, 1998, т.24, №4, с.282] и особенно платины [Корман Д.Б. «Основы противоопухолевой химиотерапии» М. // Практическая медицина // 2006, 503 с.]. Производные платины (цисплатин, карбоплатин и др.) составляют, как известно, один из наиболее широко применяющихся в современной химиотерапии класс цитостатиков [Rosenberg В., VanCamp L.,Trosko J.E. et al. // Platinum compounds: a new class of potent antitumoragents // Nature 1969. - Vol.222. - P.385-386; Carter S. K. Cisplatim // Chemioterapia // 1982. - Vol.1. - P.83-89; Химиотерапия опухолевых заболеваний / Под редакцией Н.И.Переводчиковой. - М., - 2000. - С.391].
В рамках рассматриваемой проблемы несомненный интерес представляет группа металлоорганических производных полиакриловой кислоты, синтезированных в Иркутском институте химии им. А.Е.Фаворского СО РАН. Фармакологический механизм действия соединений данной группы связан с влиянием на свертывающую систему крови.
Уместно отметить, что в медицинской практике в качестве антисептических средств, активно подавляющих патогенную флору и одновременно стимулирующих иммунный статус, с успехом используются препараты серебра (повиаргол, протаргол, колларгол) [Применение препаратов серебра в медицине. Препринт №2, Новосибирск, 1993, с.61].
Ранее нами предложен эффективный гемостатик - неполная серебряная соль полиакриловой кислоты с выраженным антисептическим действием [Патент РФ №2220982 (2001), БИ 2004 (1)].
Целью данного изобретения является новый потенциальный противоопухолевый препарат, механизм действия которого предположительно связан с влиянием на кровоснабжение опухоли, а также с цитотоксическим эффектом на опухолевые клетки.
Патентуемый агент с условным названием аргакрил относится к новой для онкологии группе химических соединений, представляет собой неполную серебряную соль полиакриловой кислоты (ПАК), содержащую 5-10 мас.% Ag, отвечает общей формуле
2
n
2
m
(-CH-CHCOOH-)(-CHCHCOOAg-), где n=12000-35000, m=1650-6650, характеризуется значениями молекулярной массы в пределах от 1000000 до 3000000.
-1
ИК-спектры патентуемого препарата содержат полосы поглощения карбоксильной, карбоксилатной групп при 1720,1570 см.
Способ получения препарата основан на взаимодействии водных растворов полиакриловой кислоты и азотнокислого серебра при комнатной температуре.
Субстанция аргакрила - бесцветные пластинки, хорошо растворимые в воде (концентрация серебра - 7,82%).
В биологическом эксперименте применяют водные растворы препарата, вводимые в объеме 0,2-0,8 мл.
1
1
57
6
2
Эксперименты проведены на мышах колонии SHK и на линейных мышах BDF - гибриды первого поколения f(CBl/×DBA), а также линии Balb/c, массой 18-20 г, разведения питомника РАМН "Столбовая".
50
50
Острая токсичность агента (мыши колонии SHK) охарактеризована уровнями срединной летальной дозы, вызывающей гибель 50% животных (LD), и максимально переносимой дозы (МПД), не приводящей к гибели мышей. Значения LD и МПД для аргакрила составляют 30 и 20 мг/кг соответственно.
Противоопухолевая активность аргакрила установлена на моделях солидных опухолей - карцинома легких Льюис и аденокарцинома Акатол.
Полученные экспериментальные данные свидетельствуют, что неполная серебряная соль полиакриловой кислоты - аргакрил является эффективным противоопухолевым препаратом, вызывающим торможение роста карциномы легких Льюис и аденокарциномы Акатол на 90% и 36% соответственно. Аргакрил способствует увеличению средней продолжительности жизни животных с карциномой Льюис на 46% по сравнению с контролем. Препарат обладает умеренным антиметастатическим эффектом (тормозит образование метастазов в легких на 20%).
На Фиг.1 представлено влияние противоопухолевого агента аргакрил на кинетику развития карциномы Льюис.
На Фиг.2 представлено влияние препарата аргакрил на кинетику развития аденокарциномы Акатол.
Пример 1. Синтез неполной серебряной соли полиакриловой кислоты.
отн
40 г ПАК растворяют при перемешивании в 700 мл дистиллированной воды. К раствору добавляют при перемешивании водный раствор 5,02 г нитрата серебра в 50 мл воды, что соответствует содержанию 8% этого металла в целевом продукте. Реакционную смесь перемешивают еще 60 минут, полученный раствор неполной серебряной соли полиакриловой кислоты высушивают в вакууме при температуре не выше 50°С. Выход твердой субстанции неполной серебряной соли полиакриловой кислоты 45 г (98%) в виде бесцветных пластин. Найдено, %: С 46,88; Н 5,22; Ag 7,78. Вычислено, %: С 46,21; Н 5,25; Ag 8,0; η=2,34; n=12000; m=1650; в состав полимера входит 0,0122 г-экв карбоксильных групп и 0,0012 г-ат Ag на 1 г полимера
2
n
2
m
(-CH-CHCOOH-)(-CHCHCOOAg-), где n=12000, m=1650.
Пример 2. Определение токсичности неполной серебряной соли полиакриловой кислоты.
Эксперименты проведены на мышах колонии SHK, самцах, с массой тела 18-20 г, разведения питомника РАМН "Столбовая".
Препарат применяют в виде водного раствора, вводимого животным внутрибрюшинно (в/б) в объеме 0,2-0,8 мл в диапазоне доз от 10 до 40 мг/кг.
50
50
Определены параметры острой токсичности препарата - срединная летальная доза LD, вызывающая гибель 50% животных, и максимально переносимая доза МПД, не приводящая к гибели мышей. Для неполной серебряной соли полиакриловой кислоты LD составляет 30 мг/кг, МПД - 20 мг/кг.
Пример 3. Оценка противоопухолевого эффекта неполной серебряной соли полиакриловой кислоты.
1
1
57
6
2
В качестве опухолевых тест-систем служили солидные опухоли - карцинома легких Льюис и аденокарцинома Акатол, перевиваемые линейным мышам BDF(f(CBl/×DBA)) и Balb/c соответственно.
Перевивка опухолей осуществлялась в соответствии со стандартными методиками под кожу правого бока мышей измельченными фрагментами опухолевой ткани, содержащимися в физиологическом растворе хлористого натрия. Размер инокулома составлял 0,3 мл [«Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ» (ред. Р.У.Хабриев), М., «Ремедиум», 2000, с.314-325].
Показателями ростингибирующего эффекта препаратов служили различия в кинетике роста опухолей и средней продолжительности жизни у леченных (Т) и контрольных (С) животных.
2
3
Для изучения кинетики роста опухолей проводили измерение двух взаимоперпендикулярных размеров опухолевого узла на протяжении всего периода развития опухолей. Объем опухоли вычисляли в соответствии с формулой для эллипсоида как V=ab/2, где a - длина, b - ширина и высота опухолевого узла. Масса опухоли соответствует ее объему, поскольку плотность опухолевой ткани принято считать равной 1 г/см.
C
T
C
Показатели противоопухолевого эффекта - изменение средней продолжительности жизни (Δτ, %) и коэффициент торможения роста опухоли (ТРО,%), характеризующие изменение соответствующего показателя под влиянием испытуемого препарата у леченных животных по сравнению с контролем, определяли как Δτ=(τ-τ)/τ, % и ТРО=(С-Т)/С, %, соответственно.
Каждая группа животных, получавших определенное воздействие, состояла из 6 мышей при 8 животных в контроле.
Препарат вводили в суточных дозах 1 и 2 мг/кг, ежедневно пятикратно, начиная со следующих суток после перевивки опухоли, в/б (в одном из экспериментов с карциномой Льюис применяли обкалывание опухоли препаратами аргакрил). Результаты исследований приведены на фиг.1, 2 и в таблице.
ТАБЛИЦА
Противоопухолевая активность неполной серебряной соли полиакриловой кислоты
Штамм опухоли
Доза (мг/кг/сутки)
Соотношение средней массы опухоли у леченных и контрольных животных (Т/С)
Коэффициент торможения роста опухоли, ТРО(%)
Карцинома Льюис
1
(0,54±0,24)/(3,58±1,68)
85
Карцинома Льюис
2
(0,7±0,1)/(18,8±2,0)
90<sup>*)</sup>
Аденокарцинома Акатол
1
(5,4±0,7)/(8,5±1.6)
36
*)
T
C
Средняя продолжительность жизни мышей в группах леченных и контрольных животных составляет τ=34,5±4,6 и τ=25,0±2,8 суток соответственно. Увеличение средней продолжительности жизни леченных животных составляет Δτ=46% по сравнению с контролем.
Пример 4. Антиметастатическое действие неполной серебряной соли полиакриловой кислоты.
Аргакрил проявляет умеренный антиметастатический эффект на модели карциномы легких Льюис. Применение аргакрила в суточной дозе 1 мг/кг ежедневно, пятикратно, путем обкалывания первичной опухоли приводит к торможению развития метастазов в легких на 17% по сравнению с контролем.
Таким образом, проведенные исследования позволили установить, что неполная серебряная соль полиакриловой кислоты - аргакрил обладает не только высокими антисептическими и гемостатическими свойствами (как было показано ранее), но и является эффективным противоопухолевым препаратом, вызывающим торможение роста солидных опухолей мышей - карциномы легких Льюис и аденокарциномы Акатол на 90% и 36% соответственно, а также способствующим увеличению средней продолжительности жизни животных с карциномой Льюис на 46% по сравнению с контролем.