АЛКИЛТИОЗАМЕЩЕННЫЕ ФТАЛОЦИАНИНЫ, ИХ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ФОРМЫ И СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ФОТОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ Российский патент 2008 года по МПК C07D487/22 C07F3/06 A61K33/30 A61K31/409 A61P35/00 

Настоящее изобретение относится к медицине, а более конкретно к фотосенсибилизаторам для фотодинамической терапии (ФДТ) новообразований и ряда других заболеваний, лекарственным формам на их основе и способу проведения фотодинамической терапии с использованием приготовленных лекарственных форм.

Метод ФДТ основан на использовании фотосенсибилизаторов, которые обладают способностью при системном, например, внутривенном введении селективно накапливаться в опухоли и при последующем световом облучении патологического участка катализировать образование цитотоксических агентов, в частности синглетного кислорода и высокореакционноспособных кислородсодержащих радикалов. Недостатком применяющихся в клинической практике фотосенсибилизаторов на основе производных гематопорфиринов, например HPD (hematoporphyrin derivative), Fotofrin-2, является невысокая интенсивность поглощения в полосе фотовозбуждения (625-640 нм) (R.Bonnett. Photosensitizers of the porphyrin and phthalocyanine series for photodynamic therapy. Chem. Soc. Rev., 24(1), 19-33, 1995). Значительное собственное поглощение биологической ткани в этой спектральной области обусловливает малую глубину проникновения излучения и затрудняет лечение опухолей больших размеров (R.Bonnett. Photosensitizers of the porphyrin and phthalocyanine series for photodynamic therapy. Chem. Soc. Rev., 24(1), 19-33, 1995).

Этот недостаток частично устранен при использовании производных фталоцианинов. Известен фотосенсибилизатор "Фотосенс" на основе сульфированного фталоцианина гидроксиалюминия, поглощающий в более длинноволновой красной области (675 нм) с коэффициентом экстинкции, превышающим 10⁵ л×моль^-1 ·см^-1, благодаря чему его поглощение в рабочем диапазоне вводимых доз становится сопоставимым с собственным поглощением биологической ткани (Е.А.Лукьянец. Новые сенсибилизаторы для фотодинамической терапии. Росс. хим. журнал, 42(5), 9-16, 1998). Собственное поглощение несенсибилизированных тканей остается значительным и в области поглощения "Фотосенса", что ограничивает глубину воздействия на опухоль и снижает эффективность использования энергии светового излучения.

С целью решения задачи повышения эффективности ФДТ глубоких опухолевых тканей разрабатываюся фотосенсибилизаторы с интенсивным поглощением в спектральной области "терапевтического окна" - далее 700 нм. Так, в качестве фотосенсибилизатора для ФДТ предложены фенилтиопроизводные фталоцианина общей формулы

где R=H, t-С₄Н₉; М=НН, AlOH, Zn.

Наличие в бензольных кольцах фталоцианина фенилтиогрупп существенно смещает длинноволновую полосу поглощения в красную область, что позволяет использовать эти соединения в качестве фотосенсибилизаторов, чувствительных в ближней ИК-области спектра (Патент РФ №2257898, А61К 31/409 (2005). Они являются наиболее близким аналогом предлагаемых в настоящей заявке фотосенсибилизаторов. Предложена также липосомальная лекарственная форма этих фотосенсибилизаторов, которую используют при проведении фотодинамической терапии, представляющая собой композицию из смеси липидов (лецитина, холестерина, кардиолипина) и фотосенсибилизатора.

Недостатком указанных фотосенсибилизаторов является необходимость использовать для их солюбилизации в водных растворах смеси дорогостоящих и достаточно малоустойчивых липидов природного происхождения, что весьма затрудняет их эксплуатацию.

В предлагаемом изобретении ставится задача создания фотосенсибилизаторов для ФДТ с интенсивным поглощением в спектральной области 710-750 нм и средств на их основе в виде устойчивых водных эмульсий, а также способа проведения ФДТ с использованием этих лекарственных форм.

Указанная задача решается тем, что в качестве фотосенсибилизатора для ФДТ предлагаются алкилтиопроизводные фталоцианинов, содержащие в макрокольце в качестве заместителей от четырех до шестнадцати алкилтиогрупп, а в остающихся положениях - атомы водорода или хлора или трет-бутильные группы, общей формулы

Обозначение соединенияR¹R²R³R⁴(DecS)₈Cl₈PcZnCln-C₁₀H₂₁Sn-C₁₀H₂₁SCl(Bu^tS)₄РсН₂t-C₄H₉SHHHBu^t ₄(Bu^tS)₄PcH₂t-C₄H₉SHt-C₄H₉H(Bu^tS)₈PCH₂t-C₄H₉SHt-C₄H₉SH(Bu^tS)₁₆РсН₂t-C₄H₉St-C₄H₉St-C₄H₉St-C₄H₉S(Bu^tS)₈Cl₈PcZnClt-C₄H₉St-C₄H₉SCl

Лекарственные формы синтезированных липофильных фталоцианинов представляют собой водно-мицеллярные растворы (эмульсии) в неионогенном поверхностно-активном соединении класса плюроников - Проксаноле 268.

Задача изобретения решается также тем, что предложен способ фотодинамической терапии с использованием в качестве фотосенсибилизаторов предложенных выше лекарственных форм.

Предлагаемые замещенные фталоцианины синтезированы по разработанным нами методам. Безметальные фталоцианины получены тетрамеризацией соответствующих замещенных фталонитрилов в присутствии метилата натрия в среде н-гексанола при температуре кипения. (DecS)₈Cl₈PcZn и (Bu^tS)₈Cl₈PcZn получены сплавлением соответствующего замещенного фталонитрила с ацетатом цинка в присутствии молибдата аммония или кипячением соответствующего замещенного фталонитрила в пентаноле в присутствии ацетата цинка и 1,8-диазабицикло[5.4.0]ундец-7-ена (ДБУ).

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.

ПРИМЕР 1.

Синтез 4,5-бис(децилтио)-3,6-дихлорфталонитрила. К суспензии 1.33 г (5.0 ммоль) тетрахлорфталонитрила и 2.05 мл (10.0 ммоль) децилмеркаптана в 20 мл ДМФА прибавляют 1.40 мл (10.0 ммоль) триэтиламина. Через 1 ч реакционную массу выливают в холодную подкисленную воду и экстрагируют этилацетатом. Экстракт промывают водой, высушивают над безводным сульфатом натрия, растворитель удаляют и остаток очищают колоночной хроматографией (адсорбент - силикагель, элюент - бензол). Получают 2.36 г (87.4%) вязкого желтого масла. Найдено, %: С 62.19; Н 7.75; Cl 12.99; N 4.95; S 12.18. C₂₈H₄₂Cl₂N₂S₂. Вычислено, %: С 62.08; Н 7.82; Cl 13.09; N 5.17; S 11.84. ИК-спектр (KBr), ν, см^-1: 2232 (C≡N). Масс-спектр, m/z: 540 [M⁺; ³⁵Cl,³⁵Cl]. Спектр ЯМР ¹Н [ДМСО-d₆], δ, м. д.: 0.86 (т, 6Н), 1.40-1.54 (м, 32Н), 3.10 (т, 4Н). Спектр ¹³С ЯМР [ДМСО-d₆], δ, м. д.: 149.2 (С_Ar-S), 139.8 (С_Ar-Cl), 117.9 (С_Ar-CN), 114.1 (CN), 37.2 (CH₂-S), 32.0 (CH₂), 29.8 (CH₂), 29.6 (CH₂), 29.4(СН₂), 29.2 (CH₂), 28.7 (CH₂), 28.5 (CH₂), 22.8 (CH₂), 14.6 (СН₃).

Синтез 2,3,9,10,16,17,23,24-октакис(децилтио)-1,4,8,11,15,18,22,25-октахлорфтало-цианина цинка [(DecS)₈Cl₈PcZn].

Метод А. Смесь 0,270 г (0,50 ммоль) 4,5-бис(децилтио)-3,6-дихлорфталонитрила, 0,024 г (0,13 ммоль) ацетата цинка и 2-3 мг молибдата аммония постепенно нагревают до температуры 210°С и выдерживают в течение 3 ч. Охлажденную реакционную массу обрабатывают кипящими этанолом и водой, остаток очищают колоночной хроматографией (адсорбент - силикагель, элюент - дихлорметан) и получают 0,056 г (20%) продукта в виде вязкого темно-зеленого масла. Найдено, %: С 60,36; Н 7,89; Cl 12,51; N 4,86; S 11,65. C₁₁₂H₁₆₈Cl₈N₈S₈Zn. Вычислено, %: С 60.27; Н 7.59; Cl 12,71; N 5.02; S 11.49.

Метод Б. Кипятят 0,270 г (0.50 ммоль) 4,5-бис(децилтио)-3,6-дихлорфталонитрила и 0,024 г (0,13 ммоль) ацетата цинка в 5 мл пентанола или гексанола в течение 2-6 ч. После охлаждения комплекс осаждают из реакционной смеси этанолом, очищают колоночной хроматографией (адсорбент - силикагель, элюент - дихлорметан) и получают 20-28% продукта, идентичного полученному по методу А.

ПРИМЕР 2.

Синтез 3-(трет-бутилтио)фталонитрила. К раствору 3.46 г (20.00 ммоль) 3-нитрофталонитрила в 30 мл ДМФА добавляют 2.48 мл (22.00 ммоль) трет-бутилмеркаптана и 3.07 мл (22.00 ммоль) триэтиламина и перемешивают 30 минут при 50°С. Реакционную массу выливают в холодную подкисленную воду, выпавший осадок промывают на фильтре водой, перекристаллизовывают из гексана и получают 3.13 г (72.5%) белого кристаллического вещества, т.пл. 64-65°С (гексан). Найдено, %: С 67.10; Н 5.52; N 12.94; S 14.37 С₁₂Н₁₂N₂S. Вычислено %: С 66.67; Н 5.56; N 12.96; S 14.81. ИК-спектр (KBr), ν, см^-1: 2236 (C≡N). Масс-спектр, m/z: 216 [М⁺].

Синтез 1,8,15,22-тетракис(трет-бутилтио)фталоцианина [(Bu^tS)₄PcH₂]. Смесь 0,225 г (1.040 ммоль) 3-(трет-бутилтио)фталонитрила, 0.023 г (0,426 ммоль) метилата натрия и 2 мл 1-гексанола кипятят в течение 3 ч. После охлаждения реакционной массы продукт высаживают метанолом, выпавший осадок отфильтровывают, промывают горячим метанолом и очищают колоночной хроматографией (адсорбент - SiO₂, элюент - бензол). Фракцию, содержащую продукт, концентрируют, разбавляют метанолом, выпавший продукт отфильтровывают, высушивают на воздухе и получают 0.090 г (39,9%) продукта. Найдено, %: С 66.90; Н 6.12; N 12.46; S 14.32. C₄₈H₅₀N₈S₄. Вычислено, %: С 66.48; Н 5.81; N 12.92; S 14.79.

ПРИМЕР 3.

Синтез 5-трет-бутил-3-(трет-бутилтио)фталонитрила. Смесь 0.86 мл (7,60 ммоль) трет-бутилмеркаптана и 1.048 г (7.60 ммоль) свежепрокаленного поташа в 20 мл ДМФА перемешивают 30 минут, затем загружают 1.00 г (3,80 ммоль) 3-бром-5-трет-бутилфталонитрила [Михаленко С.И., Деркачева В.М., Лукьянец Е.А. - ЖОХ, 1981, 51(7), 1650] и нагревают 5 ч при 65°С. Реакционную массу выливают на холодную подкисленную воду, выпавший осадок экстрагируют этилацетатом, экстракт промывают водой, сушат над безводным сульфатом натрия и удаляют растворитель. Полученное масло затирают в гексане, кристаллический продукт перекристаллизовывают из гексана и получают 0.64 г (62.5%) белого кристаллического вещества с т.пл. 94-95°С (гексан). Найдено, %: С 70.61; Н 7.52; N 10.25; S 1.48. C₁₆H₂₀N₂S. Вычислено, %: С 70.59; Н 7.35; N 10.29; S 11.76. ИК-спектр (KBr), ν, см^-1: 2236 (C≡N). Масс-спектр, m/z: 272 [M⁺].

Синтез 3,10,17,24-тетра-трет-бутил-1,8,15,22-тетракис(трет-бутилтио)фталоцианина [Bu^t ₄(Bu^tS)₄PcH₂]. Получают аналогично примеру 2, используя в качестве исходного вещества 0.283 г (1.040 ммоль) 5-трет-бутил-3-(трет-бутилтио)фталонитрила. Получают 0.126 г (44.4%) продукта. Найдено, %: С 70.04; Н 7.22; N 10.04; S 11.24. C₆₄H₈₂N₈S₄. Вычислено, %: С 70.41; Н 7.57; N 10.27; S 11.75.

ПРИМЕР 4.

Синтез 3,5-бис(трет-бутилтио)фталонитрила. 3,5-Бис(трет-бутилтио)фталонитрил получают аналогично примеру 1, но вместо тетрахлорфталонитрила используют 0,98 г (4.50 ммоль) 3,5-динитрофталонитрила [Негримовский В.М., Деркачева В.М., Лукьянец Е.А. - ЖОХ, 1989, 59(7), 1688] и вместо децилмеркаптана используют 1.03 мл (9.10 ммоль) трет-бутилмеркаптана. Получают 1.15 г (83.9%) белого кристаллического вещества, т.пл. 92-93°С (бензол-гексан 1:2). Найдено, %: С 63.20; Н 6.69; N 9.07; S 21.04. C₁₆H₂₀N₂S₂. Вычислено, %: С 63.12; Н 6.62; N 9.20; S 21.06. ИК-спектр (KBr), ν, см^-1: 2226 и 2234 (C≡N). Масс-спектр, m/z: 304 [М⁺].

Синтез 1,3,8,10,15,17,22,24-октакис(трет-бутилтио)фталоцианина [(Bu^tS)₈PcH₂].

Получают аналогично примеру 2, но в качестве исходного вещества используют 0.316 г (1.040 ммоль) 3,5-бис(трет-бутилтио)фталонитрила. Получают 0.121 г (38.2%) продукта. Найдено, %: С 63.31; Н 7.17; N 8.83; S 21.51. C₆₄H₈₂N₈S₈. Вычислено, %: С 63.01; Н 6.78; N 9.19; S 21.03.

ПРИМЕР 5.

Синтез тетракис(трет-бутилтио)фталонитрила. Тетракис(трет-бутилтио)фталонитрил получают аналогично примеру 1, но вместо децилмеркаптана используют 2.26 мл (20.0 ммоль) трет-бутилмеркаптана и эквимолярное ему количество триэтиламина. Получают 2.16 г (89.8%) белого кристаллического вещества, т.пл. 140-142°С (этанол). Найдено, %: С 59.86; Н 7.52; N 5.91; S 26.71. C₂₄H₃₆N₂S₄. Вычислено, %: С 59.95; Н 7.55; N 5.83; S 26.68. ИК-спектр (KBr), ν, см^-1: 2228 (C≡N). Масс-спектр, m/z: 480 [М⁺]. Спектр ЯМР ¹H [ДМСО-d₆], δ, м. д.: 1.25 (с, 18Н), 1.40 (с, 18Н).

Синтез гексадекакис(трет-бутилтио)фталоцианина [(Bu^tS)₁₆РсН₂]. Получают аналогично примеру 2, используя в качестве исходного вещества 0.500 г (1.040 ммоль) тетракис(трет-бутилтио)фталонитрила. Получают 0.037 г (7.4%) продукта. Найдено, %: С 60.11; Н 7.75; N 5.71; S 26.83. C₉₆H₁₄₆N₈S₁₆. Вычислено, %: С 59.89; Н 7.64; N 5.82; S 26.65.

ПРИМЕР 6.

Синтез 4,5-бис(трет-бутилтио)-3,6-дихлорфталонитрила. 4,5-Бис(трет-бутилтио)-3,6-дихлорфталонитрил получают аналогично примеру 1, но вместо децилмеркаптана используют 1.13 мл (10.0 ммоль) трет-бутилмеркаптана. Получают 1.72 г (92,2%) белого кристаллического вещества, т.пл. 146-148°С (этанол). Найдено, %: С 51.50; Н 4.92; Cl 18.77; N 7.54; S 17.31. C₁₆H₁₈Cl₂N₂S₂. Вычислено, %: С 51.47; H 4,86; Cl 18.99; N 7.50; S 17.18. ИК-спектр (KBr), ν, см^-1: 2231 (C≡N). Масс-спектр, m/z: 372 [М⁺]. Спектр ЯМР ¹Н [ДМСО-d₆], δ, м. д.: 1.27-1.36 (м, 9Н) 1.42-1.38 (м, 9Н).

Синтез 2,3,9,10,16,17,23,24-октакис(трет-бутилтио)-1,4,8,11,15,18,22,25-октахлорфталоцианина цинка [(Bu^tS)₈Cl₈PcZn]. Получают аналогично примеру 1 по методу Б, используя в качестве исходного вещества 0.187 г (0.50 ммоль) 4,5-бис(трет-бутилтио)-3,6-дихлорфталонитрила. Получают 0.043 г (22.0%) продукта. Найдено, %: С 49.78; Н 4.90; Cl 17.72; N 7.10; S 16.61. C₆₄H₇₂Cl₈N₈S₈Zn. Вычислено, %: С 49.31; Н 4.66; Cl 18.19; N 7.19; S 16.46.

Все синтезированные фталоцианины обладают интенсивным поглощением в спектральном диапазоне 710-730 нм, в котором собственное поглощение несенсибилизированной ткани близко к минимальному (см. табл.1).

Таблица 1
Максимумы длинноволновых полос (ε) и коэффициенты молярной экстинкции (е) в электронных спектрах поглощения алкилтиофталоцианинов в органических растворителяхФталоцианинРастворительλ, нм (ε×10^-5, дм³×хмоль^-l×см^-l)(Bu^tS)₁₆PcH₂ДМФ:CHCl₃19:1713 (1.80)Bu^t ₄(Bu^tS)₄PcH₂CHCl₃713 (1.24), 682 (1.04)(Bu^tS)₄PcH₂CHCl₃715 (0.90), 686 (0.76)(Bu^tS)₈PcH₂CHCl₃728 (0.90), 704 (0.75)(DecS)₈Cl₈PcZnCHCl₃728 (1.90)(Bu^tS)₈Cl₈PcZnДМФ:CHCl₃ 19:1728 (1.80)

Поскольку производные алкилтиофталоцианинов гидрофобны, для создания на их основе лекарственных средств для системного, в частности, внутривенного введения в настоящем изобретении предложены водно-мицеллярные растворы (эмульсии) этих соединений в присутствии поверхностно-активного вещества класса плюроников - Проксанола 268. Использование 4% водного раствора Проксанола-268 позволяет получить лекарственные средства с высоким содержанием активной субстанции (см. табл. 2).

Таблица 2
Предельно достижимые концентрации алкилтиофталоцианинов в водных эмульсиях 4% Проксанола 268ФталоцианинС_сол, мг/мл(Bu^tS)₁₆PcH₂1.20Bu^t ₄(Bu^tS)₄PcH₂0.27(Bu^tS)₄PcH₂0.88(Bu^tS)₈PcH₂0.47(DecS)₈Cl₈PcZn1.30(Bu^tS)₈Cl₈PcZn0.42

ПРИМЕР 7.

Получение водной эмульсии и определение концентрации (Bu^tS)₁₆PcH₂ в 4% Проксаноле 268. Растворяют 7.7 мг ((Bu^tS)₁₆PcH₂ в 8 мл хлороформа, аликвоту разбавляют в 20 раз диметилформамидом (ДМФ), регистрируют электронный спектр поглощения и определяют молярный коэффициент экстинкции ε (Bu^tS)₁₆PcH₂ (Табл. 1, Фиг.1). К 3 мл 4% (вес.) раствора проксанола-268 в бидистилляте при 65-70°С прибавляют в токе азота приготовленный выше раствор (Bu^tS)₁₆PcH₂ в хлороформе. После удаления остатков хлороформа эмульсию фильтруют через мембранный фильтр "Millipore" (0.45 мкм), аликвоту разбавляют в 20 раз ДМФ, регистрируют электронный спектр поглощения и определяют значение оптической плотности в максимуме длинноволновой полосы D_max. Концентрацию (Bu^tS)₁₆PcH₂ в эмульсии рассчитывают по формуле 1:

где С_сол - концентрация фталоцианина в эмульсии, моль/л;

D_max - оптическая плотность в максимуме длинноволновой полосы поглощения;

ε - молярный коэффициент экстинкции, л/(моль×см);

l - толщина кюветы, см;

N - степень разбавления аликвоты эмульсии (в данном примере N=20).

ПРИМЕР 8.

Получение водной эмульсии и определение концентрации (DecS)₈Cl₈PcZn в 4% Проксаноле 268. Раствор (DecS)₈Cl₈PcZn (22.3 мг в 20 мл хлороформа) разбавляют в 10 раз хлороформом, регистрируют электронный спектр поглощения приготовленного таким образом 5×10^-5 М раствора (DecS)₈Cl₈PcZn и определяют молярный коэффициент экстинкции е (Табл. 1, Фиг.1). На Фиг.1 представлены электронные спектры поглощения алкилтиофталоцианинов, где сплошной линией обозначены спектры в органических растворителях, а пунктирной линией - спектры поглощения эмульсий в 4% Проксаноле 268: а - (Bu^tS)₁₆РсН₂, 2.5×10^-5 М в ДМФ+5% CHCl₃ l=0.2 см, 1.13×10^-4 М в 4% Проксаноле 268 l=0.05 см; б - (DecS)₈Cl₈PcZn, 5×10^-5 М в CHCl₃ l=0.1 см, 1.35×10^-4 М в 4% Проксаноле 268 l=0.05 см; в - Bu^t ₄(Bu^tS)₄РсН₂, 5.0×10^-4 М в CHCl₃ l=0.009 см, 1.28×10^-4 М в 4% Проксаноле 268 l=0.1 см; г - (Bu^tS)₄РсН₂, 4.1×10^-4 М в CHCl₃ l=0.02 см; 1.15×10^-4 М в 4% Проксаноле 268 l=0.1 см; д - (Bu^tS)₈PcH₂, 5×10^-4 М в CHCl₃ l=0.02 см, 3.9×10^-4 М в 4% Проксаноле 268 l=0.05 см; е - (Bu^tS)₈Cl₈PcZn, 2.5×10^-5 М в CHCl₃ l=0.2 см, 3.2×10^-4 М в 4% Проксаноле 268 l=0.02 см. К 5 мл 4% (вес.) раствора Проксанола 268 в бидистилляте прибавляют при 65-70°С и перемешивании в токе азота выше приготовленный раствор (DecS)₈Cl₈PcZn в хлороформе. После удаления остатков хлороформа эмульсию фильтруют через мембранный фильтр "Millipore" (0.45 мкм), аликвоту 0.1 мл экстрагируют 5 мл хлороформа, сушат CaCl₂, фильтруют, регистрируют электронный спектр поглощения фильтрата и определяют значение оптической плотности в максимуме длинноволновой полосы D_max Концентрацию (DecS)₈Cl₈PcZn в эмульсии определяют по формуле (1), где N=50, используя значение молярного коэффициента экстинкции ε длинноволновой полосы раствора (DecS)₈Cl₈PcZn в хлороформе.

Получение лекарственных средств для внутривенного введения Bu^tS)₄PcH₂, Bu^t ₄(Bu^tS)₄PcH₂, (Bu^tS)₈Cl₈PcZn и (Bu^tS)₈PcH₂ в виде их водных эмульсий в 4% Проксаноле-268 и определение содержания активных субстанций в лекарственных средствах проводят аналогично примерам 7, 8.

ПРИМЕР 9.

Исследование фармакокинетики пер-трет-бутилтиофталоцианина (Bu^tS)₁₆PcH₂ при внутривенном введении его водной эмульсии в 4% Проксаноле 268 в дозе 2.0 мг/кг. Для изучения фармакокинетики (Bu^tS)₁₆PcH₂ используют мышей породы Balb или F₁ с опухолью Эрлиха (ELD), инокулированной внутримышечно за 6 дней до введения. Концентрацию фотосенсибилизатора в опухоли определяют методом диффузионного рассеяния чрезкожно с использованием спектроанализатора "ЛЭСА-01-Биоспек" (Лощенов В.Б., Стратонников А.А., Волкова А.И., Прохоров A.M. Росс. хим. журнал, 42(5), 50-53, 1998). Концентрацию фотосенсибилизатора в нормальной ткани измеряют в контралатеральной зоне левой лапы. На основе полученных данных рассчитывают значения индекса селективности накопления фотосенсибилизатора в опухоли по отношению к нормальной ткани и относительные изменения во времени концентрации фотосенсибилизатора. Спектры поглощения сенсибилизированных 2 мг/кг (Bu^tS)₁₆PcH₂ в эмульсии водного 4% Проксанола 268 опухоли (1) и нормальной ткани (2) через 2 суток после введения приведены на Фиг.2.

Концентрация (Bu^tS)₁₆PcH₂ в опухоли достигает максимума через сутки и остается практически постоянной в течение 5 суток. В нормальной ткани концентрация (Bu^tS)₁₆PcH₂ достигает максимума практически сразу после введения и существенно (в 3-4 раза) падает в течение последующих 2 суток. Динамика индекса селективности накопления (Bu^tS)₁₆PcH₂ после внутривенного введения в дозе 2 мг/кг его водной эмульсии в 4% Проксаноле 268 двум мышам породы Balb с опухолью Эрлиха представлена на Фиг.3.

ПРИМЕР 10.

Исследование фармакокинетики окта-3,6-децилтио-4,5-октахлорфталоцианина цинка ((DecS)₈Cl₈PcZn] при внутривенном введении его водной эмульсии в 4% Проксаноле 268 в дозе 3.0 мг/кг. Поглощение (DecS)₈Cl₈PcZn in vivo исследовано на мышах F₁ с перевитой внутримышечно опухолью Эрлиха (ELD). В течение первых часов после введения эмульсии (DecS)₈Cl₈PcZn в дозе 3 мг/кг спектр поглощения в опухоли представляет собой достаточно узкий пик со спектральным максимумом на длине волны 727 нм (Фиг.4, где 3, 4, 5 - спектры поглощения опухоли соответственно через 1, 4 и 24 часа после введения, 6 - спектр поглощения ткани до введения). В дальнейшем нарастание интенсивности этого пика замедляется, при этом появляется коротковолновый пик поглощения со спектральным максимумом около 676 нм, который может быть связан как с агрегацией фталоцианина, так и с его биодеградацией в биологической ткани.

Изучение уровня накопления (DecS)₈Cl₈PcZn в биоткани по интегральной интенсивности поглощения основного пика при 727 нм показала, что наибольшее накопление фотосенсибилизатора в опухоли достигается примерно через сутки после введения и достаточно долго в ней удерживается. В нормальной ткани поглощение фотосенсибилизатора за 3-6 дней спадает до значений, экспериментально не обнаружимых, что свидетельствует о его практически полном удалении из нормальной ткани (Фиг.5, где 7 и 8 - накопление (DecS)₈Cl₈PcZn в опухоли Эрлиха и в нормальной ткани соответственно при внутривенном введении его эмульсии в 4% Проксаноле 268 мышам BDF₁ в дозе 3 мг/кг).

Селективность накопления (DecS)₈Cl₈PcZn в опухоли Эрлиха (ELD) при внутривенном введении в дозе 3 мг/кг по сравнению с нормальной тканью достигает значений ˜8 и ˜17 через 4 ч и 24 ч после введения соответственно (Фиг.6).

ПРИМЕР 11.

Исследование фармакокинетики окта-3,5-трет-бутилтиофталоцианина [(Bu^tS)₈PcH₂] при внутривенном введении его водной эмульсии в 4% растворе Проксанола 268. Спектр поглощения (Bu^tS)₈РсН₂ в биологической ткани представляет собой широкую полосу в диапазоне 670-770 нм, свидетельствующую о существенной агрегации. Структурирование полосы проявляется слабо, в основном в течение первых суток после введения в невысоких дозах (˜1 мг/кг). При увеличении дозы и времени после введения преобладает коротковолновое крыло полосы в области 670-710 нм (Фиг.7, где 9, 10, 11 - спектры поглощения сенсибилизированной опухоли Эрлиха при внутривенном введении (Bu^tS)₈РсН₂ в дозе 4.7 мг/кг через 2, 24 и 120 часов после введения, 12 - спектр поглощения опухоли до введения). Уровень и селективность накопления (Bu^tS)₈РсН₂ в опухоли оценивают по интегральной интенсивности полосы в спектральном диапазоне 702-742 нм. Соединение характеризуется средней селективностью накопления в опухоли (индекс селективности 2.5-3.5) и медленно выводится из биологической, в том числе нормальной, ткани [Фиг.8, динамика уровня накопления (Bu^tS)₈РсН₂ в опухоли Эрлиха (13) и в нормальной ткани (14) при внутривенном введении в дозе 4.7 мг/кг мышам BDF₁; Фиг.9 - динамика индекса селективности накопления (Bu^tS)₈РсН₂ в опухоли Эрлиха в сравнении с нормальной тканью при его внутривенном введении в дозе 4.7 мг/кг].

ПРИМЕР 12.

Фотодинамическая активность in vivo водно-проксанольных эмульсий (Bu^tS)₁₆PcH₂ изучают на мышах с опухолью Эрлиха или саркомой S-37, инокулированных подкожно на наружную поверхность бедра нижней конечности мышей-самок линий СВА (опухоль Эрлиха) или BDF₁ (S-37).

Лекарственные средства, приготовленные по описанному в примерах 7-8 способу, вводят животным в хвостовую вену однократно на 6 день после инокуляции за 4, 24 или 48 ч до проведения ФДТ.

Сенсибилизированную опухоль облучают излучением аппарата терапевтического онкологического для фотодинамической терапии АТО-1, снабженного фильтром КС-18 и фильтром СЗС. Спектральный максимум излучения на длине волны 700 нм, плотность мощности излучения 220 мВт/см², плотность световой дозы 120 Дж/см². Перед облучением шерсть над опухолью удаляют. Продолжительность наблюдения за животными составляет 20-25 дней после лечения.

Эффективность воздействия оценивают по изменению объема опухоли (V_on) и значениям торможения роста опухоли (ТРО), рассчитанным по формулам (2) и (3).

где D₁, D₂ и D₃ - три взаимно перпендикулярных размера опухоли.

При изучении биологической активности (Bu^tS)₁₆PcH₂ в 4% Проксаноле 268 в дозах от 0.1 до 5.0 мг/кг установлено, что исследуемые образцы препарата не обладают цитотоксичностью в отсутствие светового воздействия. Облучение опухолей без введения препарата также не приводит к подавлению роста злокачественных новообразований. При однократном проведении ФДТ с использованием (Bu^tS)₁₆PcH₂ в дозах 0.1; 0.25; 0.5; 1.0 и 5.0 мг/кг за 48 ч до облучения во всех случаях отмечены высокие значения ТРО (57.5-100.0%) на протяжении 20-25 дней наблюдения. Сравнительный анализ данных эффективности ФДТ с использованием (Bu^tS)₁₆PcH₂ в исследуемых дозах показал некоторое снижение значений ТРО (на 20-25%) на 15 и 20 день при уменьшении дозы препарата до 0.1 мг/кг. При проведении облучения в различные сроки после введения (Bu^tS)₁₆PcH₂ в дозах 0.1; 0.25 или 0.5 мг/кг не отмечено значимых различий в фотодинамической эффективности соединения при проведении ФДТ через 4; 24 или 48 ч после внутривенной инъекции препарата (Табл. 3).

ПРИМЕР 13.

Фотодинамическая активность in vivo водных эмульсий Bu^t ₄(Bu^tS)₄РсН₂ в 4% Проксаноле 268 изучена на мышах BDF₁ с перевиваемой саркомой S-37 после введения препарата в дозах 0.37, 0.75 и 1.5 мг/кг. "Темновой" цитотоксичности при введении Bu^t ₄(Bu^tS)₄РсН₂ в максимальной исследуемой дозе 1.5 мг/кг не наблюдается. При проведении ФДТ опухолей, сенсибилизированных за 24 ч до облучения, во всех случаях выявлено биологически значимое торможение роста опухоли (ТРО=56.2-100.0%) на протяжении всего периода наблюдения. Отмечена прямая зависимость противоопухолевого эффекта от дозы фотосенсибилизатора. Средние значения ТРО при введении фотосенсибилизатора в дозе 0.37 мг/кг составляют 56.2-75.9%; в дозе 0.75 мг/кг - 72.8-82.3%; в дозе 1.5 мг/кг - 100.0%, то есть наблюдается полная резорбция опухолевых образований на протяжении 20 дней наблюдения (Табл.3).

ПРИМЕР 14.

Фотодинамическая активность in vivo водных эмульсий (Bu^tS)₄PcH₂ в 4% Проксаноле 268 изучена на мышах BDF₁ с саркомой S-37 после введения препарата в дозах 8.8; 4.0; 1.0; 0.5 и 0.1 мг/кг. Установлено, что композиция (Bu^tS)₄PcH₂ при введении в максимальной дозе препарата 8.8 мг/кг не обладает "темновой" цитотоксичностью. При проведении ФДТ опухолей, сенсибилизированных (Bu^tS)₄PcH₂ в дозах 8.8 и 4.0 мг/кг за 24 ч до облучения, отмечено биологически значимое торможение роста опухоли (ТРО=53.5-97,1%) на протяжении 20 дней наблюдения. При использовании сенсибилизатора в меньших дозах (1.0; 0.5; 0.1 мг/кг) значимого подавления роста опухоли не установлено (Табл. 3).

ПРИМЕР 15.

Фотодинамическая активность in vivo водных эмульсий (Bu^tS)₈PcH₂ в 4% Проксаноле 268 изучена на мышах BDF₁ с саркомой S-37 после внутривенного введения соединения в дозах 6.0 и 1.0 мг/кг. Эмульсия (Bu^tS)₈PcH₂ при введении препарата в максимальной дозе 6.1 мг/кг не обладает "темновой" цитотоксичностью. При проведении ФДТ опухолей, сенсибилизированных (Bu^tS)₈PcH₂ в дозе 6.0 мг/кг за 24 ч до облучения у всех животных в опытной группе отмечена полная резорбция опухолевых образований, регистрируемая на протяжении 20 дней наблюдения. При введении соединения в дозе 1.0 мг/кг и проведении сеанса ФДТ биологически значимое торможение роста опухоли (ТРО=56.6-86.4%) сохраняется на протяжении всего периода наблюдения (Табл.3).

ПРИМЕР 16.

Фотодинамическая активность in vivo водных эмульсий (DecS)₈Cl₈PcZn в 4% Проксаноле 268 изучена на мышах BDF₁ с саркомой S-37 после введения соединения в дозах 22.0; 5.0 и 1.0 мг/кг. Установлено, что (DecS)₈Cl₈PcZn в водном растворе 4% Проксанола 268 при его внутривенном введении в дозе 5.0 мг/кг в отсутствие облучения не подавляет рост экспериментальной опухоли. При проведении ФДТ опухолей, сенсибилизированных (DecS)₈Cl₈PcZn в дозе 1.0 мг/кг за 24 ч до облучения биологически значимое подавление роста опухоли отмечено только на 10 день после лечения (ТРО=55.4%). После введения фотосенсибилизатора в больших дозах (5.0 и 22.0 мг/кг) терапевтический эффект более выражен (ТРО=61.8-75.9%) и отмечается на протяжении 15 дней наблюдения. Сокращение временного интервала между инъекцией и облучением с 24 до 4 ч при дозах 5.0 и 1.0 мг/кг приводит к существенному возрастанию терапевтического эффекта (Табл. 3).

ПРИМЕР 17.

Фотодинамическая активность in vivo водных эмульсий (Bu^tS)₈Cl₈PcZn в 4% Проксаноле 268 изучена на мышах с саркомой S-37 после введения соединения в дозах 3.7, 1.5 и 0.5 мг/кг. При проведении ФДТ опухолей, сенсибилизированных (Bu^tS)₈Cl₈PcZn за 4 ч до облучения, существенное подавление роста опухоли отмечается для всех применяемых доз на протяжении всего срока наблюдения (20 дней, Табл. 3).

Таблица 3
Торможение роста опухолей при использовании в качестве фотосенсибилизаторов для ФДТ водных эмульсий алкилтиофталоцианинов в 4% Проксаноле 268ФотосенсибилизаторДоза, мг/кгВремя между введением и облучением, часТРО, %10 дней15 дней20 дней(Bu^tS)₁₆РсН₂5,048100.0100.086.91.04892.483.372.10.54894.593.981.80.54100.095.587.50.548100.095.785.50.2548100.095.785.50.252480.564.750.80.25494.586.975.00.14896.371.566.10.12496.268.956.10.1490.185.669.6Bu^t ₄(Bu^tS)₄РсН₂1.5024100.0100.0100.00.752482.378.272.80.372475.956.257.5(Bu^tS)₄РсН₂8.82497.194.788.14.02488.872.253.51.0249.024.12.9(Bu^tS)₈РсН₂6.124100.0100.0100.01.02464.586.456.6(DecS)₈Cl₈PcZn 1.02455.440.630.91.0487.440.742.65.02472.761.821.85.0482.267.052.822.02475.973.3-15.6(Bu^tS)₈Cl₈PcZn 3.7493.993.390.01.5493.895.885.90.5495.680.678.4

ПРИМЕР 18.

Фотодинамическая эффективность in vivo водных эмульсий (DecS)₈Cl₈PcZn в 4% Проксаноле при лечении опухолей больших размеров изучена на опухоли Эрлиха (ELD). Лекарственное средство на основе (DecS)₈Cl₈PcZn вводят через 5 суток после инокуляции опухоли, когда средний объем опухоли достигает 0.6-1 см³, а поперечные размеры превышают 0.8 см. Облучение опухоли проводят лазером ЛФД-730/01-Биоспек с длиной волны 732 нм при плотности мощности 250 мВт/см².

При высокой дозе фотосенсибилизатора (6.0 мг/кг) облучение опухолей больших размеров через 18 ч после введения приводит к биологически значимому, но промежуточному по уровню терапевтическому эффекту (ТРО=67%). При облучении через 3-4 ч после введения и увеличении времени облучения до 30 мин (доза облучения 450 Дж/см²) эффективность ФДТ возрастает (ТРО=77%). При уменьшении дозы препарата до 3.0 мг/кг терапевтическая эффективность композиции увеличивается и достигает высоких значений (ТРО=75% и 84% при дозе облучения 300 Дж/см² и 450 Дж/см² соответственно (Табл.4).

Таблица 4
Фотодинамическая активность лекарственного средства на основе водных эмульсий (DecS)₈Cl₈PcZn при лечении опухолей Эрлиха больших размеров (0.7-1 см³)Доза ФС, мг/кгВремя между введением и облучением, часПлотность дозы света, Дж/см²ТРО, % (кол-во дней после облучения)71013141617212224276.03300405168-57--6357506.03450404874-74--7772706.0183003044-66 67-57--3.033005664-7572-66---3.03300324260 50--4536393.034505869-8183-84---

Таким образом, предлагаемые в настоящем изобретении алкилтиозамещенные фталоцианины с интенсивным поглощением в спектральной области 710-730 нм представляют собой новый класс эффективных фотосенсибилизаторов ближней ИК области спектра. Лекарственные средства на их основе в виде водных эмульсий могут быть использованы для лечения опухолевых новообразований, в том числе глубоких, методом ФДТ.

Настоящее изобретение относится к фотосенсибилизаторам для фотодинамической терапии (ФДТ) новообразований, к лекарственным формам на их основе и способу проведения фотодинамической терапии. В качестве фотосенсибилизаторов предложены эмульсии в водном растворе Проксанола 268 алкилтиозамещенных фталоцианинов общей формулы

где R¹=R⁴=Cl, R²=R³=n-C₁₀H₂₁S, M=Zn или R¹=t-C₄H₉S, R²=R³=R⁴=H, M=HH или R¹=t-C₄H₉S, R²=R⁴=H, R³=t-C₄H₉, М=НН или R^l=R³=t-C₄H₉S, R²=R⁴=H, М=НН или R^l=R²=R³=R⁴=t-C₄H₉S, М=НН или R¹=R⁴=Cl, R²=R³=t-C₄H₉S, M=Zn. Технический результат - разработка высокоселективных и эффективных фотосенсибилизаторов для применения при фотодинамической терапии опухолей. 3 н.п. ф-лы, 4 табл., 9 ил.

1. Алкилтиозамещенные фталоцианины общей формулы

где R¹=R⁴=Cl, R²=R³=n-C₁₀H₂₁S, M=Zn;

R¹=t-C₄H₉S, R²=R³=R⁴=H, M=HH;

R¹=t-C₄H₉S, R²=R⁴=H, R³=t-C₄H₉, М=НН;

R^l=R³=t-C₄H₉S, R²=R⁴=H, М=НН;

R^l=R²=R³=R⁴=t-C₄H₉S, М=НН;

R¹=R⁴=Cl, R²=R³=t-C₄H₉S, M=Zn.