МИЦЕЛЛЯРНЫЕ КОМПОЗИЦИИ НА ОСНОВЕ ФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННЫХ α-ФЕТОПРОТЕИНОМ АМФИФИЛЬНЫХ БЛОК-СОПОЛИМЕРОВ, СОДЕРЖАЩИХ ГАДОЛИНИЙ И КУРКУМИН

мицеллярные композиции на основе функционализированных а-фетопротеином амфифильных блок-сополимеров, содержащих гадолиний и куркумин

Н. В. Позднякова1 Е. Ю. Григорьева1, А. Б. Шевелев2

1 Лаборатория радионуклидных и лучевых технологий в экспериментальной онкологии, Российский онкологический научный центр имени Н. Н. Блохина, Москва

2 Лаборатория процессов фотосенсибилизации,

Институт биохимической физики имени Н. М. Эмануэля РАН, Москва

Предложен метод получения мицеллярных композиций куркумина и ионов гадолиния на основе трехблочных амфифильных сополимеров полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля Pluronic F-127 и Pluronic P-123 (Sigma-Aldrich, США), поверхность которых функционализирована рекомбинантным производным а фетопротеина человека. Методом динамического светорассеяния определили размер наночастиц, и он составил в среднем 50-100 нм. Композиции отличались устойчивостью: в течение 10 суток хранения при +4 °С характеристики мицелл изменялись в пределах стандартной ошибки измерения для выбранных аналитических методов. Предварительные эксперименты in vivo на мышах показали отсутствие явно выраженной токсичности композиций при максимально возможной концентрации гадолиния, что делает возможным их дальнейшее использование для визуализации опухолевых тканей in vivo.

Ключевые слова: визуализация, контрастные средства, гадолиний, куркумин, мицеллярная композиция, Pluronic F-127, Pluronic P-123

Финансирование: исследование поддержано Министерством образования и науки Российской Федерации (Соглашение о предоставлении субсидии № 14.607.21.0133 от 27.10.2015, уникальный идентификатор RFMEFI60715X0133).

[><] Для корреспонденции: Позднякова Наталья Владимировна 115478, г. Москва, Каширское шоссе, д. 24; natpo2002@mail.ru

Статья получена: 23.06.2016 Статья принята в печать: 27.06.2016

gadolinium- and curcumin-loaded micelles based on a-fetoprotein functionalized amphiphilic blockcopolymers

Pozdniakova NV1E3, Grigorieva EYu1, Shevelev AB2

1 Laboratory of Radionuclide and Beam Technologies in Experimental Oncology, N. N. Blokhin Russian Cancer Research Center, Moscow

2 Laboratory of Light Sensitization,

N. M. Emanuel Institute of Biochemical Physics, RAS, Moscow

This article describes a method of obtaining curcumin- and gadolinium-loaded micelles based on triblock amphiphilic polyethylene glycol and polypropylene glycol copolymers Pluronic F-127 and Pluronic P-123 (Sigma-Aldrich, USA) superficially functionalized with recombinant human a-fetoprotein. The size of nanoparticles was measured using dynamic light scattering and amounted to an average of 50 to 100 nm. The micelles were stable: stored at +4 °С for 10 days, they exhibited no changes in their properties that would not fall within the standard error of measurement for the methods used for the analysis. Preliminary in vivo experiments conducted on mice showed no conspicuous toxicity of micelles with the maximum possible concentration of gadolinium, which enables their use in tumor tissue imaging in vivo.

Keywords: imaging, contrast agents, gadolinium, curcumin, micelles, Pluronic F-127, Pluronic P-123

Funding: the study was supported by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation (Grant Agreement no.14.607.21.0133 dated October 27, 2015, Project ID RFMEFI60715X0133).

[Xj Correspondence should be addressed: Natalia Pozdniakova

Kashirskoe shosse, d. 24, Moscow, Russia, 115478; natpo2002@mail.ru

Received: 23.06.2016 Accepted: 27.06.2016

Ион гадолиния (Gd3+) обладает уникальными парамагнитными свойствами, важными для медицинской диагностики (магнитно-резонансная томография, МРТ) и лечения (поражение опухолевых клеток вторичным тепловым излучением) [1]. Время релаксации электронно-спиновой решетки контрастирующих агентов на основе Gd3+ Т1 составляет около 0,1 нсек, что на порядок меньше времени релаксации протонов в воде [2]. Поскольку сам по себе Gd3+ токсичен даже в низких концентрациях, достаточных для контрастирования, его используют в хелатированной форме с комплексообразователями, которые обладают высокими константами связывания, например диэтилен-триаминопентауксусной кислотой [3]. Наночастицы, содержащие хелатированную форму Gd3+, рутинно применяют для прижизненного контрастирования при выполнении МРТ различных тканей: структур мозга [4], сосудистых плексусов [5], миокарда и коронарных сосудов [6].

В работе Kang и соавт. [7] описан метод получения наночастиц оксида гадолиния Gd@SiO2-DO3A и Gd@SiO2-DO2A-BTA размером 50-60 нм. Наночастицы изготавливали из тетраэтилортосиликата (TEOS) и (З-аминопропил)триэтоксисилана (APTES) с последующей функционализацией аминопропилсилановых групп 1,4,7,10-тетраазациклододекан-1,4,7,10-тетрауксус-ной кислотой (DOTA) или 1,4,7,10-тетраазациклододе-кан-1,4,7-трсуксусной кислотой, конъюгированной с бен-зотиазолом (DO3A-BTA). Полученные наночастицы отличались высокой растворимостью и стабильностью коллоидного раствора. Их релаксивность r1 оказалась намного выше, чем у низкомолекулярных контрастных веществ, а соотношение r2/r1 [8] приближалось к 1, что позволяет использовать их в МРТ [9]. Исследование биораспределения наночастиц показало, что Gd@SiO2-DO2A-BTA выводятся из организма преимущественно с желчью и мочой. Они также накапливались в опухолевых клетках и оказались пригодны для уничтожения in vivo таких перевиваемых клеточных линий, как SK-HEP-1, MDA-MB-231, HeLa и Hep 3B. Хотя имеются сообщения о кумулятивной токсичности наноструктурированных контрастных веществ на основе гадолиния [10, 11], в частности, нефротоксичнос-ти [12], их применение в МРТ-диагностике различных заболеваний, а также перспектива использования в терапии опухолей представляют научный интерес, что подтверждается публикациями на эту тему [13].

Целью исследования являлась разработка технологии получения низкотоксичной композиции, содержащей Gd3+, для визуализации опухолевых тканей in vivo.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Для обеспечения низкой токсичности композиции, предотвращения ее неспецифического связывания с нормальными тканями и обеспечения тропности к опухолевым клеткам были разработаны три решения.

Во-первых, в качестве комплексообразователя для ионов гадолиния использовали нетоксичное природное соединение — куркумин (рис. 1), содержащееся в большом количестве в корневищах индийского шафрана Curcuma longa и обладающее важными в контексте исследования характеристиками [14]: способностью вступать в устойчивые координационные связи с переходными металлами [15]; отсутствием токсичности в используемых концентрациях; гидрофобностью, что важно для включения комплексных соединений во внутреннюю область мицеллы

и обеспечения устойчивости мицелл в водных растворах.

Во-вторых, получили мицеллярную форму композиции. В настоящее время технология изготовления мицел-лярных форм препаратов используется в биотехнологии [16] и имеет перспективу применения в фармацевтике [17]. Мицеллярные формы обладают рядом преимуществ: в водных растворах они самоорганизуются в структуры с внутренней гидрофобной частью и наружной гидрофильной сферой, что позволяет включать внутрь плохо растворимые вещества и таким образом защищать последние от инактивации в биологических средах; имеют небольшой размер (менее 100 нм); циркулируют в крови долгое время; просты в изготовлении [18]. К преимуществам мицелл на основе блок-сополимеров (плюроников) можно отнести низкую цитотоксичность и слабую иммуногенность, а также простоту модификации поверхности функциональными группами для придания различных свойств. В нашей работе в качестве мицеллообразующих веществ были использованы амфифильные трехблочные сополимеры полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля Pluronic F-127 и Pluronic P-123 (Sigma-Aldrich, США) (рис. 2).

В-третьих, отработали технологию придания функциональности (таргетности) мицеллам путем иммобилизации на их поверхности рекомбинантного векторного белка — фрагмента а фетопротеина человека, обладающего сродством к опухолям многих типов [19].

В работе использовали следующие реагенты (все — производства Sigma-Aldrich, США): гадолиния нитрат (III) шестиводный, трехблочные сополимеры Pluronic F-127 и Pluronic P-123, триэтиламин, куркумин, 1,1'-карбонил-димидазол, N-гидроксисукцинимид, 2,4,6-тринитробензо-лульфоновую кислоту, тетрагидрофуран, диметилсульфок-сид, метанол, диметилформамид, этаноламин, кобальта тиоцианат, бария гидроксид. Процедура получения векторного белка на основе а-фетопротеина человека описана в работе [19].

Получение комплексов куркумина с ионами гадолиния

Комплексы формировали в органическом растворителе тетрагидрофуране при смешивании нитрата гадолиния, куркумина и триэтиламина в молярном соотношении ~ 3 : 1 : 1 с нагреванием при 50 °С в течение 30 мин с последующим удалением триэтиламина и растворителя в роторном испарителе. Более подробный протокол: 100 мкл 0,5 M

HO

OH

OCH

OO

Рис. 1. Структурная формула куркумина

CH

CH

CH

CH

CH

CH

V

OH

Рис. 2. Структура амфифильных трехблочных сополимеров Р1игопю Р-127 и Р1игопю Р-123 (Б^та-АИпсИ, США), где а — число гидрофильных мономеров, Ь — число гидрофобных мономеров. Формула а-Ь-а для Р1игопю Р-127 — 98-67-98, для Нигопс Р-123 — 20-70-20

CH3O

H

O

O

O

b

a

a

раствора куркумина в тетрагидрофуране смешивали с 300 мкл 0,5 М раствора нитрата гадолиния в тетрагидрофуране; затем при интенсивном перемешивании добавляли по каплям 100 мкл 0,5 М раствора триэтиламина в метаноле в течение 1-2 мин; смесь прогревали при перемешивании при 50 °С в течение 30 мин; растворители и триэтиламин удаляли из раствора с помощью роторного испарителя при 50 °С; осадок промывали метанолом и высушивали на воздухе.

Качественный анализ образования комплекса Gd3+ проводили на спектрофотометре Cary 50 Scan UV-Vis (Agilent Technologies, США) в диапазоне 300-650 нм в одноразовой кювете с длиной пути 1 см (Sigma-Aldrich, кат. № Z330418). Аликвоту комплекса массой от одного до нескольких мг отбирали шпателем в сухом виде, получали маточный раствор в диметилсульфоксиде (ДМСО), который затем разбавляли ДМСО до получения оптической плотности при 450 нм от 0,5 до 1,5. Концентрацию комплекса оценивали по высоте пика при 455 нм, который отсутствует у свободного куркумина. Для определения величины этого пика [20] из полученного спектра реакционной смеси вычитали спектр раствора свободного куркумина в ДМСО, взятого в той же концентрации, что указана выше.

Получение модифицированного сополимера Pluronic F-127 с концевыми NHS-группами для иммобилизации векторного белка на поверхности мицелл

Модификацию одного из сополимеров (Pluronic F 127) проводили в диметилформамиде (ДМФА) в два этапа. Сначала активировали концевые гидроксильные группы карбонилдиимидазолом (CDIz), затем проводили реакцию с N-гидроксисукцинимидом (NHS) (рис. 3). Более подробный протокол: 204 мг Pluronic F 127, 19 мг NHS и 26 мг CDIz смешивали в сухом виде и доводили объем реакционной смеси до 500 мкл с помощью ДМФА, перемешивали в течение 1 ч при 37 °С до прекращения выделения пузырьков газообразного CO2; избыток CDIz удаляли, добавляя в реакционную смесь 50 мкл воды; после гидролиза избытка CDIz модифицированный сополимер экстрагировали несколько раз диэтиловым эфиром; осадок высушивали на воздухе.

Количество концевых NHS групп в модифицированном Pluronic F 127 определяли реакцией с избытком этанола-мина в 10 мМ боратном буфере (pH 8,5) с последующим титрованием не прореагировавших аминогрупп 2,4,6-три-нитробензолульфоновой кислотой (TNBS), как описано в работе [21].

h —

'CH2 O CH,

CH3

I 3

/CH^ O CH,

CH,

"O CH,

Активация концевых гидроксильных групп карбонилдиимидазолом

Получение мицеллярных композиций

Мицеллярные системы различного состава на основе модифицированного сополимера получали по следующей схеме. Навески комплекса куркумин-гадолиний и плю-роников растворяли в тетрагидрофуране и смешивали. Количество и соотношение компонентов в разных композициях варьировали (таблица). Затем раствор помещали в колбу роторного испарителя и удаляли органический растворитель при 50 °С при вращении роторной колбы. Добавляли в колбу дистиллированную воду и интенсивно перемешивали в течение 15 мин, после чего центрифугировали, отбирали супернатант и диализовали против фос-фатно-солевого буфера (рН 7,5) при +4 °С в течение 24 ч.

Эффективность включения основного вещества в мицеллы (%) рассчитывали по формуле

М„„„ х 100

Э =

вкл

М

где Мвк1 — масса включенного комплекса куркумин-гадолиний, Мисх — исходная масса комплекса куркумин-гадо-линий.

Степень нагрузки (масс.%) рассчитывали по формуле

С

Мкл Х 100

Мвкл+Мпол

где Мпол — масса сополимера.

Химическая модификация поверхности мицелл

Конъюгацию мицелл с белком осуществляли, смешивая мицеллярный раствор на основе модифицированного полимера с раствором белка при молярном избытке сополимера (NHS групп) по отношению к белку. В качестве функционализирующего вещества использовали реком-бинантный модифицированный белок, соответствующий изолированному третьему домену а фетопротеина человека [19]. Подробный протокол: 1 мл мицеллярного раствора смешивали с 200 мкл раствора белка с концентрацией 3 мг/мл (0,1 мМ) в фосфатно-солевом буфере (рН 8,0) с последующей инкубацией в течение 1 ч при комнатной температуре; для блокирования избыточных реакцион-носпособных NHS групп по окончании конъюгации добавляли избыток этаноламина до конечной концентрации в растворе 10 мМ с дополнительной инкубацией в течение 2 ч при комнатной температуре и последующим диализом против фосфатно-солевого буфера (рН 7,2) при +4 °С в течение суток. Полученную композицию хранили в течение недели при +4 °С.

Качественно присутствие белка в полученной мицел-лярной композиции оценивали с помощью электрофореза в полиакриламидном геле с последующей окраской в течение 10 мин в 5 % водном растворе йодида бария [22].

Определение размера мицелл

Взаимодействие с N-гидроксисукцинимидом

H —

-CH2 о "ch.

CH,

. CH

/1 O CH,

CH,

"O CH,

Рис. 3. Принципиальная химическая схема получения модифицированного Pluronic F-127

Средний размер мицелл и их распределение по размеру измеряли методом динамического светорассеяния на приборе ZetasizerNano ZS (Malvern Ltd., Великобританию) в термостатируемых пластиковых микрокюветах ZEN0040. Измерение проводили с помощью гелий-неонового лазера с длиной волны 633 нм мощностью 4 мВт при 25 °С. Образцы перед измерением разводили деионизованной водой в 10 раз. Измерения для каждого образца проводили трижды, вычисляя среднеквадратичное отклонение.

b

a

b

a

a

Определение содержания гадолиния в мицеллах

Измерения проводили на рентгенофлюоресцентном анализаторе «Х-арт М» («Комита», Россия). Количественное определение производили относительным методом путем сравнения сигнала от исследуемых проб с сигналами от растворов сравнения с известными концентрациями гадолиния.

Определение содержания куркумина в мицеллах

Содержание куркумина оценивали по поглощению при длине волны 430 нм по сравнению с калибровочными растворами известной концентрации на спектрофотометре Cary 50 Scan UV-Vis в одноразовой кювете (Sigma-Aldrich, кат. № Z330418).

Содержание сухого вещества в полимерной форме

Определяли с помощью метода, описанного в работе [23] с модификациями. Приготовление реагента: смешивали 0,2 мл 2,6 М водного раствора тиоцианата кобальта (CoSCN) и 0,8 мл 0,8 М водного раствора гидроксида бария. Измерение: смешивали 10 мкл аликвоты раствора, содержащего плюроник, и 10 мкл реагента, интенсивно перемешивали, центрифугировали, тщательно удаляли су-пернатант, подсушивали на воздухе, добавляли к осадку 100 мкл ДМСО и 5 мкл 5 М HCl. Измеряли поглощение при 630 нм на приборе Titertek Multiskan Plus (LabX, Канада) в 96-луночных планшетах. Параллельно проводили измерения калибровочных растворов с известной концентрацией вещества и вычисляли концентрацию в анализируемом образце с помощью калибровочной кривой.

Определение общего белка

Содержание белка оценивали с помощью модифицированного метода Лоури с применением бицинхониновой кислоты (Sigma-Aldrich). В качестве калибровочного раствора взяли стандартный раствор бычьего сывороточного альбумина [24].

Оценка токсичности мицеллярной композиции комплекса куркумин-гадолиний

Для подтверждения возможности дальнейших исследований in vivo был проведен эксперимент по исследованию переносимости мицеллярной композиции животными. Использовали 10 самок мышей линии C57/black средней массой 25 г. Характеристики композиции при введении животным: Gd3+ 10 мМ, куркумин 10 мМ, Pluronic F-127 5 мМ, диаметр мицелл — 20 нм, буфер фосфатно-солевой (рН 7,0). Композицию вводили однократно в хвостовую вену в объеме 200 мкл. При выборе дозы стремились привести концентрацию плюроника в составе мицелл к той, которая оказалась оптимальной для доставки цитостати-ка «Доцетаксел» (Docetaxel) в клетки опухоли легких in vivo на мышиной модели [25]. Мышей наблюдали ежедневно в течение 2 мес., после чего их вывели из эксперимента и исследовали ткани гистологическими и патологоанато-мическими методами.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Реакцию комплексообразования контролировали по изменению спектра, в частности, появлению дополнительного пика при 455 нм [20] (рис. 5).

Соотношение сополимер : NHS в модифицированном плюронике F-127 составило около 1 : 1. Всего получили около 100 мг в сухом виде модифицированного сополимера, содержащего одну NHS группу на молекулу.

Использованный метод получения мицеллярных композиций характеризовался эффективностью включения основного вещества в мицеллы в диапазоне 40-87 % и степенью нагрузки, равной 10-25 масс.%. В результате были получены мицеллярные растворы с различным содержанием основных компонентов (таблица).

Соотношение куркумина и ионов гадолиния в полученных композициях предполагает наличие вакантных валентностей у атома гадолиния, которые предположительно заняты молекулами воды, что важно для сохранения контрастных свойств при МРТ [26]. При оценке стабильности

Формирование мицелл

Промежуточные

Исходные

Конъюгирование с белком

Куркумин

Куркумин-Gd

Gd3

F-127-NHS

P-123, F-127

Модификация F-127

Рис. 4. Общая схема получения функционализированных мицеллярных композиций, содержащих гадолиний

0,8

0,6

0,4

0,2 -

0,0 -

~~I—

400

500

—1-

600

- Куркумин - [Куркумин-ОС]

Рис. 5. Спектры куркумина и его комплекса с ОС3+

композиций необходимо отметить, что измерения их размеров методом динамического светорассеяния, а также спектра поглощения в видимой области, характерного для комплекса куркумина с ионами ОС3+, было воспроизведено через 10 дней хранения при температуре +4 °С. При этом все показатели оказались неизменными: отличия не превышали стандартной ошибки измерения первоначального эксперимента.

Размер полученных мицелл приближался к 100 нм, не превышая этой величины, что позволяет циркулировать в кровотоке долгое время, избегая захвата портальной системой печени и ретикуло-эндотелиальной системой [27]. Это свойство важно для обеспечения адресности доставки мицелл в опухолевые ткани за счет иммобилизованного на поверхности функционального белкового адреса [28].

В ходе эксперимента на животных видимых проявлений токсичности мицеллярной композиции не наблюдали. В частности, не были выявлены симптомы отравления тяжелыми металлами [1] — коллаптоидные реакции, кро-

вотечения, сохранялся аппетит, активное движение, отсутствовали патологическая жажда и светобоязнь в течение всего времени наблюдения.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

В работах [14, 29] доказана возможность использования куркумина в качестве комплексона, подавляющего токсичность ионов гадолиния in vivo. Patil и соавт. [29] использовали данные комплексы для контрастирования амилоидных бляшек при диагностике болезни Альцгеймера. При этом исследователи использовали естественное сродство куркумина к в амилоиду. В нашей работе впервые показана возможность инкапсуляции гидрофобных комплексов куркумина во внутреннем пространстве мицелл, образованных плюрониками (блок-сополимерами полиэтилен-гликоля и полипропиленгликоля). Благодаря выявленной устойчивости таких мицелл в водных средах собственные фармакокинетические характеристики куркумина перестают играть ключевую роль в распределении ионов Gd3+ в организме, тогда как высокая стабильность хелатиро-ванного комплекса сохраняется.

В работе [7] была поставлена задача, практически идентичная нашей, однако она была решена альтернативным способом: за счет включения ионов Gd3+ в наночасти-цы кремния. Это показывает практическую значимость самой задачи. При этом предлагаемое нами решение имеет важное технологическое преимущество перед описанным в работе [7]: оно может быть реализовано в биохимической лаборатории с применением коммерческих реагентов и общедоступного лабораторного оборудования с выходом, близким к 100 %, без привлечения профессиональных химиков-синтетиков. Предложенная технология имеет преимущество при масштабировании: она позволяет получать наноразмерные частицы, содержащие ионы Gd3+, как

Состав полученных мицеллярных композиций

№ Описание Концентрация компонентов Средний диаметр мицеллы, нм

1 Gd3+ - куркумин - P-123 Gd3+ - 12 мМ Куркумин - 12 мМ P-123 - 3 мМ 57,0 ± 1,2

2 Gd3+ - куркумин - F-127 Gd3+ - 10 мМ Куркумин - 10 мМ F-127 - 5 мМ 20,0 ± 0,9

3 Gd3+ - куркумин - P-123 - F-127 Gd3+ - 9 мМ Куркумин - 21 мМ P-123 - 2,7 мМ F-127 - 2,7 мМ 83,0 ± 1,4

4 Gd3+ - куркумин - F-127 - белок Gd3+ - 57 мМ Куркумин - 30 мМ F-127 - 4 мМ Белок - 0,7 мг/мл 32,0 ± 2,2

5 Gd3+- куркумин - P-123 - F-127 - белок Gd3+ - 18 мМ Куркумин - 8,4 мМ P-123 - 2,5 мМ F-127 - 2,5 мМ Белок - 1,1 мг/мл 69,0 ± 1,3

Примечание: P-123 — Pluronic P-123, F-127 — Pluronic F-127 (Sigma-Aldrich, США).

в минимально необходимых для эксперимента объемах, так и в промышленных объемах. При этом, несмотря на простоту технологии, абсолютные размеры частиц, разброс размеров и содержание в них основного вещества практически не отличаются от показателей, рекомендованных в работе [8]. Этот результат достигнут, в первую очередь, благодаря оптимальным свойствам природного комплексона куркумина в качестве хелатора ионов Gd3+.

Важным преимуществом мицелл перед твердыми на-ночастицами оксида кремния является также способность долгое время циркулировать в кровотоке, не подвергаясь элиминации производными моноцитов печени [9]. В то же время, по данным литературы мицеллы хорошо задерживаются сосудистой сетью опухолей, которая характеризуется большим числом разрывов и дефектов поверхности [30].

Дополнительное усиление адресности доставки мицелл, содержащих ионы Gd3+, может быть достигнуто за счет использования различных адресных функциональных групп. Домен 3 а-фетопротеина, использованный в настоящей работе, имеет высокое сродство к рецепторам опухолей многих типов, так как, подобно альбумину, используется ими в качестве питательного субстрата [19]. Предложенная технология позволяет эффективно иммобилизовать на поверхности мицелл любые белковые, пептидные и другие адресные группировки.

ВЫВОДЫ

Показано, что комплексы куркумина с ионами гадолиния эффективно включаются и прочно удерживаются мицеллами, образованными блок-сополимерами полиэтилен-гликоля и полипропиленгликоля (плюрониками): в течение 10 суток хранения при +4 °С характеристики мицелл изменяются в пределах стандартной ошибки измерения выбранных аналитических методов. Мицеллы имеют стандартный размер 50-100 нм (в зависимости от соотношения компонентов), что обеспечивает их устойчивость в кровотоке долгое время.

Предложен метод модификации поверхности мицелл плюроников, содержащих комплексы куркумина и Gd3+, адресными молекулами, в частности, доменом 3 а-фето-протеина человека.

Благодаря простоте, высокой эффективности и возможности работы с микроколичествами компонентов предложенный метод предназначен, в первую очередь, для решения исследовательских задач по изучению распределения макромолекул и их комплексов in vivo. Он может быть использован при скрининге функциональных адресных группировок, обеспечивающих доставку биомакромолекул и их комплексов в ткани и клетки различных типов, включая опухолевые.

Литература

1. Goischke HK. MRI with gadolinium-based contrast agents: practical help to ensure patient safety. J Am Coll Radiol. 2016 Jun 18. pii: S1546-1440(16)30315-5.

2. Dinger SC, Fridjhon P, Rubin DM. Thermal Excitation of Gadolinium-Based Contrast Agents Using Spin Resonance. PLoS One. 2016 Jun 24; 11 (6): e0158194.

3. Saito K, Yoshimura N, Shirota N, Saguchi T, Sugimoto K., Tokuuye K. Distinguishing liver haemangiomas from metastatic tumours using gadolinium ethoxybenzyl diethylenetriamine pentaacetic acid-enhanced diffusion-weighted imaging at 1.5T MRI. J Med Imaging Radiat Oncol. 2016 Jun 21. doi: 10.1111/1754-9485.12487. [Epub ahead of print]. PubMed PMID: 27324436.

4. Hu HH, Pokorney A, Towbin RB, Miller JH. Increased signal intensities in the dentate nucleus and globus pallidus on unenhanced T1-weighted images: evidence in children undergoing multiple gadolinium MRI exams. Pediatr Radiol. 2016 Jun 9. [Epub ahead of print]. PubMed PMID: 27282825.

5. Schnell S, Wu C, Ansari SA. Four-dimensional MRI flow examinations in cerebral and extracerebral vessels — ready for clinical routine? Curr Opin Neurol. 2016 Aug; 29 (4): 419-28. [Epub ahead of print]. PubMed PMID: 27262148.

6. Swoboda PP, McDiarmid AK, Erhayiem B, Haaf P, Kidambi A, Fent GJ, et al. A novel and practical screening tool for the detection of silent myocardial infarction in patients with type 2 diabetes. J Clin Endocrinol Metab. 2016 Jun 14. [Epub ahead of print]. PubMed PMID: 27300573.

7. Kang MK, Lee GH, Jung KH, Jung JC, Kim HK, Kim YH, et al. Gadolinium Nanoparticles Conjugated with Therapeutic Bifunctional Chelate as a Potential T1 Theranostic Magnetic Resonance Imaging Agent. J Biomed Nanotechnol. 2016 May; 12 (5): 894-908.

8. De León-Rodríguez LM, Martins AF, Pinho MC, Rofsky NM, Sherry AD. Basic MR relaxation mechanisms and contrast agent design. J Magn Reson Imaging. 2015 Sep; 42 (3): 545-65.

9. Yang CT, Chuang KH. Gd(III) chelates for MRI contrast agents: from high relaxivity to "smart", from blood pool to blood-brain barrier permeable. Medchemcomm. 2012; 3: 552-65.

10. Maximova N, Gregori M, Zennaro F, Sonzogni A, Simeone R, Zanon D. Hepatic gadolinium deposition and reversibility after contrast agent-enhanced MR imaging of pediatric hematopoietic stem cell transplant recipients. Radiology. 2016 Jun 8: 152846. [Epub ahead of print]. PubMed PMID: 27276243.

11. Vorobiov M, Basok A, Tovbin D, Shnaider A, Katchko L, Rogachev B. Iron-mobilizing properties of the gadolinium-DTPA complex: clinical and experimental observations. Nephrol Dial Transplant. 2003 May; 18 (5): 884-7.

12. Ersoy H, Rybicki FJ. Biochemical safety profiles of gadolinium-based extracellular contrast agents and nephrogenic systemic fibrosis. J Magn Reson Imaging. 2007 Nov; 26 (5): 1190-7.

13. Le Duc G, Roux S, Paruta-Tuarez A, Dufort S, Brauer E, Marais A, et al. Advantages of gadolinium based ultrasmall nanoparticles vs molecular gadolinium chelates for radiotherapy guided by MRI for glioma treatment. Cancer Nanotechnol. 2014; 5 (1): 4.

14. Heger M, van Golen RF, Broekgaarden M, Michel MC. The molecular basis for the pharmacokinetics and pharmaco-dynamics of curcumin and its metabolites in relation to cancer. Pharmacol Rev. 2013 Dec 24; 66 (1): 222-307.

15. Prohl M, Schubert US, Weigand W, Gottschaldt M. Metal complexes of curcumin and curcumin derivatives for molecular imaging and anticancer therapy. Coord Chem Rev. 2016 Jan 15; 307 (Pt 1): 32-41.

16. 16. Carstens MG, Rijcken CJF, van Nostrum CF, Hennink WE. Pharmaceutical micelles: combining longevity, stability and stimuli sensitivity. In: Fundamental Biomedical Technologies. Vol. 4: Torchilin V, editor. Multifunctional Pharmaceutical Nanocarriers. New York: Springer; 2008. p. 263-308.

17. 17. Oerlemans C, Bult W, Bos M, Storm G, Nijsen JF, Hennink WE. Polymeric micelles in anticancer therapy: targeting, imaging and triggered release. Pharm Res. 2010 Dec; 27 (12): 2569-89.

18. 18. Alexandridis P, Hatton TA. Poly(ethylene oxide)-poly(propylene oxide)-poly(ethylene oxide) block copolymer surfactants in aqueous solutions and at interfaces: thermodynamics, structure, dynamics, and modeling. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 1995 Mar 10; 96 (12): 1-46.

19. 19. Pozdniakova NV, Gorokhovets NV, Gukasova NV, Bereznikova AV, Severin ES. New protein vector ApE1 for targeted delivery of anticancer drugs. J Biomed Biotechnol. 2012; 2012: 469756.

20. 20. Ferrari E, Asti M, Benassi R, Pignedoli F, Saladini M. Metal binding ability of curcumin derivatives: a theoretical vs. experimental approach. Dalton Trans. 2013 Apr 21; 42 (15): 5304-13.

21. 21. Fields R. The rapid determination of amino groups with TNBS. Methods Enzymol. 1972; 25: 464-8.

22. 22. Kurfürst MM. Detection and molecular weight determination of polyethylene glycol-modified hirudin by staining after sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. Anal Biochem. 1992 Feb 1; 200 (2): 244-8.

23. 23. Crabb NT, Persinger HE. The determination of polyoxyethylene nonionic surfactants in water at the parts per million level. J Am Oil Chem Soc. 1964; 41 (11): 752-5.

24. 24. Smith PK, Krohn RI, Hermanson GT, Mallia AK, Gartner FH, Provenzano MD, et al. Measurement of protein using bicinchoninic acid. Anal Biochem. 1985 Oct; 150 (1): 76-85.

References

1. Goischke HK. MRI with gadolinium-based contrast agents: practical help to ensure patient safety. J Am Coll Radiol. 2016 Jun 18. pii: S1546-1440(16)30315-5.

2. Dinger SC, Fridjhon P, Rubin DM. Thermal Excitation of Gadolinium-Based Contrast Agents Using Spin Resonance. PLoS One. 2016 Jun 24; 11 (6): e0158194.

3. Saito K, Yoshimura N, Shirota N, Saguchi T, Sugimoto K., Tokuuye K. Distinguishing liver haemangiomas from metastatic tumours using gadolinium ethoxybenzyl diethylenetriamine pentaacetic acid-enhanced diffusion-weighted imaging at 1.5T MRI. J Med Imaging Radiat Oncol. 2016 Jun 21. doi: 10.1111/1754-9485.12487. [Epub ahead of print]. PubMed PMID: 27324436.

4. Hu HH, Pokorney A, Towbin RB, Miller JH. Increased signal intensities in the dentate nucleus and globus pallidus on unenhanced T1-weighted images: evidence in children undergoing multiple gadolinium MRI exams. Pediatr Radiol. 2016 Jun 9. [Epub ahead of print]. PubMed PMID: 27282825.

5. Schnell S, Wu C, Ansari SA. Four-dimensional MRI flow examinations in cerebral and extracerebral vessels — ready for clinical routine? Curr Opin Neurol. 2016 Aug; 29 (4): 419-28. [Epub ahead of print]. PubMed PMID: 27262148.

6. Swoboda PP, McDiarmid AK, Erhayiem B, Haaf P, Kidambi A, Fent GJ, et al. A novel and practical screening tool for the detection of silent myocardial infarction in patients with type 2 diabetes. J Clin Endocrinol Metab. 2016 Jun 14. [Epub ahead of print]. PubMed PMID: 27300573.

7. Kang MK, Lee GH, Jung KH, Jung JC, Kim HK, Kim YH, et al. Gadolinium Nanoparticles Conjugated with Therapeutic Bifunctional Chelate as a Potential T1 Theranostic Magnetic Resonance Imaging Agent. J Biomed Nanotechnol. 2016 May; 12 (5): 894-908.

8. De León-Rodríguez LM, Martins AF, Pinho MC, Rofsky NM, Sherry AD. Basic MR relaxation mechanisms and contrast agent design. J Magn Reson Imaging. 2015 Sep; 42 (3): 545-65.

9. Yang CT, Chuang KH. Gd(III) chelates for MRI contrast agents: from high relaxivity to "smart", from blood pool to blood-brain barrier permeable. Medchemcomm. 2012; 3: 552-65.

10. Maximova N, Gregori M, Zennaro F, Sonzogni A, Simeone R, Zanon D. Hepatic gadolinium deposition and reversibility after contrast agent-enhanced MR imaging of pediatric hematopoietic stem cell transplant recipients. Radiology. 2016 Jun 8: 152846. [Epub ahead of print]. PubMed PMID: 27276243.

11. Vorobiov M, Basok A, Tovbin D, Shnaider A, Katchko L, Rogachev B. Iron-mobilizing properties of the gadolinium-DTPA complex: clinical and experimental observations. Nephrol Dial Transplant. 2003 May; 18 (5): 884-7.

12. Ersoy H, Rybicki FJ. Biochemical safety profiles of gadolinium-

25. 25. Chen L, Sha X, Jiang X, Chen Y, Ren Q, Fang X. Pluronic P105/F127 mixed micelles for the delivery of docetaxel against Taxol-resistant non-small cell lung cancer: optimization and in vitro, in vivo evaluation. Int J Nanomedicine. 2013; 8: 73-84.

26. 26. Caravan P, Ellison JJ, McMurry TJ, Lauffer RB. Gadolinium(III) chelates as MRI contrast agents: structure, dynamics, and applications. Chem Rev. 1999 Sep 8; 99 (9): 2293-352.

27. 27. Hobbs SK, Monsky WL, Yuan F, Roberts WG, Griffith L, Torchilin VP, et al. Regulation of transport pathways in tumor vessels: role of tumor type and microenvironment. Proc Natl Acad Sci U S A. 1998 Apr 14; 95 (8): 4607-12.

28. 28. Maruyama K. Intracellular targeting delivery of liposomal drugs to solid tumors based on EPR effects. Adv Drug Deliv Rev. 2011 Mar 18; 63 (3): 161-9.

29. 29. Patil R, Gangalum PR, Wagner S, Portilla-Arias J, Ding H, Rekechenetskiy A, et al. Curcumin targeted, polymalic acid-based MRI contrast agent for the detection of Ap plaques in Alzheimer's disease. Macromol Biosci. 2015 Sep; 15 (9): 1212-7.

30. Jhaveri AM, Torchilin VP. Multifunctional polymeric micelles for delivery of drugs and siRNA. Front Pharmacol. 2014 Apr 25; 5: 77.

based extracellular contrast agents and nephrogenic systemic fibrosis. J Magn Reson Imaging. 2007 Nov; 26 (5): 1190-7.

13. Le Duc G, Roux S, Paruta-Tuarez A, Dufort S, Brauer E, Marais A, et al. Advantages of gadolinium based ultrasmall nanoparticles vs molecular gadolinium chelates for radiotherapy guided by MRI for glioma treatment. Cancer Nanotechnol. 2014; 5 (1): 4.

14. Heger M, van Golen RF, Broekgaarden M, Michel MC. The molecular basis for the pharmacokinetics and pharmaco-dynamics of curcumin and its metabolites in relation to cancer. Pharmacol Rev. 2013 Dec 24; 66 (1): 222-307.

15. Pröhl M, Schubert US, Weigand W, Gottschaldt M. Metal complexes of curcumin and curcumin derivatives for molecular imaging and anticancer therapy. Coord Chem Rev. 2016 Jan 15; 307 (Pt 1): 32-41.

16. 16. Carstens MG, Rijcken CJF, van Nostrum CF, Hennink WE. Pharmaceutical micelles: combining longevity, stability and stimuli sensitivity. In: Fundamental Biomedical Technologies. Vol. 4: Torchilin V, editor. Multifunctional Pharmaceutical Nanocarriers. New York: Springer; 2008. p. 263-308.

17. 17. Oerlemans C, Bult W, Bos M, Storm G, Nijsen JF, Hennink WE. Polymeric micelles in anticancer therapy: targeting, imaging and triggered release. Pharm Res. 2010 Dec; 27 (12): 2569-89.

18. 18. Alexandridis P, Hatton TA. Polyethylene oxide)-poly(propylene oxide)-poly(ethylene oxide) block copolymer surfactants in aqueous solutions and at interfaces: thermodynamics, structure, dynamics, and modeling. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 1995 Mar 10; 96 (12): 1-46.

19. 19. Pozdniakova NV, Gorokhovets NV, Gukasova NV, Bereznikova AV, Severin ES. New protein vector ApE1 for targeted delivery of anticancer drugs. J Biomed Biotechnol. 2012; 2012: 469756.

20. 20. Ferrari E, Asti M, Benassi R, Pignedoli F, Saladini M. Metal binding ability of curcumin derivatives: a theoretical vs. experimental approach. Dalton Trans. 2013 Apr 21; 42 (15): 5304-13.

21. 21. Fields R. The rapid determination of amino groups with TNBS. Methods Enzymol. 1972; 25: 464-8.

22. 22. Kurfürst MM. Detection and molecular weight determination of polyethylene glycol-modified hirudin by staining after sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. Anal Biochem. 1992 Feb 1; 200 (2): 244-8.

23. 23. Crabb NT, Persinger HE. The determination of polyoxyethylene nonionic surfactants in water at the parts per million level. J Am Oil Chem Soc. 1964; 41 (11): 752-5.

24. 24. Smith PK, Krohn RI, Hermanson GT, Mallia AK, Gartner FH, Provenzano MD, et al. Measurement of protein using bicinchoninic acid. Anal Biochem. 1985 Oct; 150 (1): 76-85.

25. 25. Chen L, Sha X, Jiang X, Chen Y, Ren Q, Fang X. Pluronic P105/F127 mixed micelles for the delivery of docetaxel against Taxol-resistant non-small cell lung cancer: optimization and in vitro, in vivo evaluation. Int J Nanomedicine. 2013; 8: 73-84.

26. 26. Caravan P, Ellison JJ, McMurry TJ, Lauffer RB. Gadolinium(III) chelates as MRI contrast agents: structure, dynamics, and applications. Chem Rev. 1999 Sep 8; 99 (9): 2293-352.

27. 27. Hobbs SK, Monsky WL, Yuan F, Roberts WG, Griffith L, Torchilin VP, et al. Regulation of transport pathways in tumor vessels: role of tumor type and microenvironment. Proc Natl Acad Sci U S A. 1998 Apr 14; 95 (8): 4607-12.

28. 28. Maruyama K. Intracellular targeting delivery of liposomal drugs to solid tumors based on EPR effects. Adv Drug Deliv Rev. 2011 Mar 18; 63 (3): 161-9.

29. 29. Patil R, Gangalum PR, Wagner S, Portilla-Arias J, Ding H, Rekechenetskiy A, et al. Curcumin targeted, polymalic acid-based MRI contrast agent for the detection of Ap plaques in Alzheimer's disease. Macromol Biosci. 2015 Sep; 15 (9): 1212-7.

30. Jhaveri AM, Torchilin VP. Multifunctional polymeric micelles for delivery of drugs and siRNA. Front Pharmacol. 2014 Apr 25; 5: 77.