СЕНСИБИЛИЗАТОР ДЛЯ ФОТОДИНАМИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ КЛЕТОК ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ Российский патент 1997 года по МПК A61K31/40 C09B47/00 

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.

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.

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