Фотосенсибилизаторы из группы тетра(арил)тетрацианопорфиразинов являются перспективными красителями для фотодинамической терапии опухолей и имеют уникальные свойства. Однако, применение таких фотосенсибилизаторов (ФС) in vivo требует использования специальных переносчиков, обеспечивающих эффективную доставку и селективное накопление препаратов в области злокачественного новообразования. Данное исследование направлено на изучение стабильности липосом различного состава при условии их загрузки фотосенсибилизатором тетракис(4-бензилоксифенил)тетрацианопорфиразином (Pz). Показано, что исследуемый фотосенсибилизатор с эффективностью до 33 % может загружаться в нейтральные и отрицательно заряженные липосомы, состоящие из смеси фосфатидилхолина с холестерином и фосфатидилглицеролом, соответственно, без существенного влияния на их размер. Модификация поверхности липосом путем добавления гидрофильного полимера полиэтиленгликоля (в составе фосфатидилэтаноламин-N-[карбокси(полиэтилен гликоля)-2000]) приводит к увеличению эффективности загрузки фотосенсибилизатора в 2,2-2,5 раза (до 80 %). При этом размер липосом с покрытием полиэтиленгликолем при загрузке ФС увеличивается вдвое по сравнению с везикулами без Pz, что свидетельствует об их агрегации. Высокая эффективность загрузки Pz в липосомы дает предпосылки для дальнейшего создания липосомальной формы фотосенсибилизаторов данного класса при условии изменения способа поверхностного экранирования.
порфиразин, липосомы, фотодинамическая терапия, фотосенсибилизатор
1. Agostinis P., Berg K., Cengel K.A. Photodynamic therapy of cancer: an update. CA: A Cancer Journal for Clinicians, 2011, vol. 61, pp. 250-881.
2. Hamblin M.R., Mroz P. History of PDT: The first hundred years. In: Advances in Photodynamic Therapy: Basic, Translational and Clinical, Norwood, MA: Artech House, Inc, 2008.
3. Abrahamse H., Hamblin M.R New photosensitizes for photodynamic therapy. Biochem. J., 2016, vol. 473, pp. 347-364.
4. Lermontova S., Grigorev I., Shilyagina N., Peskova N., Balalaeva I., Shirmanova M., Klapshina L. New Porphyrazine Macrocycles with High Viscosity-Sensitive Fluorescence Parameters. Russian Journal of General Chemistry, 2016, vol. 86, no. 6, pp. 1011-1018.
5. Klapshina L.G., Douglas W.E., Grigoryev I.S., Ladilina E.Yu., Shirmanova М.V., Mysyagin S.A., Balalaeva I.V., Zagaynova E.V. Novel PEG-organized biocompatible fluorescent nanoparticles doped with an ytterbium cyanoporphyrazine complex for biophotonic applications. Chem. Commun., 2010, no. 44, pp. 8398-8400.
6. Izquierdo M.A., Vyšniauskas A., Lermontova S.A., Grigoryev I.S., Shilyagina N.Y., Balalaeva I.V., Klapshina L.G., Kuimova M.K. Dual use of porphyrazines as sensitizers and viscosity markers during photodynamic therapy. Journal of Materials Chemistry B., 2015, no. 3, pp. 1089-1096.
7. Kuimova M.K., Botchway S.W., Parker A.W., Balaz M., Collins H.A., Anderson H.L., Suhling K., Ogilby P.R. Imaging intracellular viscosity of a single cell during photoinduced cell death. Nat. Chem., 2009, vol. 1, pp. 69-73.
8. Obaid G., Broekgaarden M., Bulin A.L. Photonanomedicine: a convergence of photodynamic therapy and nanotechnology. Nanoscale, 2016, vol. 8, pp. 12471-12503.
9. Lytton-Jean A.K., Kauffman K.J., Kaczmarek J.C., Langer R. Cancer nanotherapeutics in clinical trials. Cancer Treat. Res., 2015, vol. 166, pp. 293-322.
10. Lamichhane N., Udayakumar T.S., D’Souza W.D., Simone C.B., Raghavan S.R., Polf J., Mahmood J. Liposomes: clinical applications and potential for image-guided drug delivery. Molecules, 2018, vol. 23, p. 288.
11. Skupin-Mrugalska P., Piskorz J., Goslinski T., Mielcarek J., Konopka K., Düzgüneş N. Current status of liposomal porphyrinoid photosensitizers. Drug Discov. Today, 2013, vol. 18, pp. 776-784.
12. Uchiyama K., Nagayasu A., Yamagiwa Y., Nishida T., Harashima H., Kiwada H. Effects of the size and fluidity of liposomes on their accumulation in tumors: a presumption of their interaction with tumors. Int. J. Pharm., 1995, vol. 121, no. 2, pp. 195-203.
13. Perche F., Torchilin V.P. Recent trends in multifunctional liposomal nanocarriers for enhanced tumor targeting. Journal of Drug Delivery, 2013.
14. Yudintsev A.V., Shilyagina N.Y., Dyakova D.V., Lermontova S.A., Klapshina L.G., Guryev E.L., Balalaeva I.V., Vodeneev V.A. Liposomal form of tetra(aryl)tetracyanoporphyrazine: physical properties and photodynamic activity in vitro. Journal of Fluorescence, 2018, vol. 28, no. 2, pp. 513-522.
15. Klapshina L.G., Grigoryev I.S., Douglas W.E., Trifonov A.A., Gudilenkov I.D., Semenov V.V., Bushuk B.A., Bushuk S.B. Metal template assembly of highly functionalized octacyanoporphyrazine framework from TCNE structural units. Chem. Commun., 2007, vol. 19, pp. 1942-1944.
16. Lermontova S.A., Grigor’ev I.S., Peskova N.N., Ladilina E.Y., Balalaeva I.V., Klapshina L.G., Boyarskii V.P. New promising porphyrazine-based agents for optical theranostics of cancer. Russ. J. Gen. Chem., 2017, vol. 87, pp. 479-484.
17. Yakimansky A.V., Meleshko T.K., Ilgach D.M., Bauman M.A., Anan’eva T.D., Klapshina L.G., Lermontova S.A., Balalaeva I.V., Douglas W.E. Novel regular polyimide- graft-poly(methacrylic acid) brushes: synthesis and possible applications as nanocontainers of cyanoporphyrazine agents for photodynamic therapy. Journal of polymer science, part a: polymer chemistry, 2013, vol. 51, pp. 4267-4281.
18. Lee H., Larson R.G. Adsorption of plasma proteins onto pegylated lipid bilayers: the effect of peg size and grafting density. Biomacromolecules, 2016, vol. 17, pp. 1757-1765.
19. Hood R.R. Microfluidic Synthesis of PEG- and Folate-Conjugated Liposomes for One-Step Formation of Targeted Stealth Nanocarriers. Pharm. Res., 2013, vol. 30, no. 6, pp. 1597-1607.
20. Zhao W., Zhuang S., Qi X. Comparative study of the in vitro and in vivo characteristics of cationic and neutral liposomes. Int. J. Nanomedicine, 2011, vol. 6, pp. 3087-3098.
