Protinádorová aktivita polymerních konjugátů s navázanými taxany M. Šírová 1, T. Etrych 2, P. Chytil 2, K. Ulbrich 2, B. Říhová 1 1
Mikrobiologický ústav AVČR, v.v.i., Praha 2 Ústav makromolekulární chemie AVČR, v.v.i., Praha
Přírodní látky v medicíně. Olomouc 28.5.2012
Taxany v léčbě nádorů Inhibice depolymerace mikrotubulů, inhibice bcl‐2 mitóza narušena v kontrolním bodě G2/M → apoptóza, blokáda pochodů, které vyžadují intaktní funkci mikrotubulů (motilita, angiogeneze, metastazování) Karcinom prsu, ovaria, prostaty, nemalobuněčný karcinom plic aj. Paklitaxel (zdroj: Taxus brevifolia) Docetaxel (zdroj: Taxus baccata) Neselektivní působení ‐ nežádoucí účinky ≈ nízkomolekulární cytostatika Paklitaxel – periferní neuropatie Docetaxel – myelotoxicita – neutropenie, anémie ≥ 90 % pac., retence tekutin Taxany jsou výrazně hydrofobní řada nežádoucích účinků je spojena se solventem (Cremophor EL , Polysorbate 80 ) aj. přídavnými látkami Hledají se transportní systémy Nanočástice (Abraxane: nanočástice s albuminovým obalem obs. paklitaxel) Lipozómy Micely Polymerní konjugáty
Polymerní cytostatika vysokomolekulární systémy transportu léčiv
Koncept: H. Ringsdorf 1975
lipozómy nanočástice micely dendrimery polymerní konjugáty Ulbrich K. , Šubr V. Adv. Drug Deliv. Rev. 56, 1023, 2004
Pasivní akumulace léčiva v nádoru EPR efekt (Enhanced Permeability and Retention) Matsumura Y. , Maeda H., Cancer Res 46, 6387, 1986
solidní nádory rozdíly ve vaskularizaci podle ‐ typu nádoru ‐ velikosti Kratz F. et al, ChemMed Chem. 3, 20‐53, 2008
N‐(2‐hydroxypropyl)metakrylamid jako nosič léčiv Kopolymer HPMA rozpustný ve vodě netoxický biokompatibilní neimunogenní snižuje imunogenicitu navázaných proteinů neaktivuje komplement neukládá se v organismu funkční skupiny ‐ možnost vazby léčiv, možnost cílení Protinádorový efekt Konjugát stabilita během transportu prodloužená cirkulace akumulace v nádorové tkáni významně omezená systémová toxicita navázaného léčiva
lze dosáhnout i úplné regrese již vyvinutých nádorů vyléčení závisí na přítomnosti specifické imunity (T buňky) léčba indukuje resistenci proti původnímu nádoru resistence je specifická, dlouhodobá zprostředkována CD8+ buňkami
Struktura konjugátů na bázi HPMA
Ulbrich K. , Šubr V. Adv. Drug Deliv. Rev. 62, 1150‐166, 2010
Modifikace léčiv pro vazbu na HPMA
O
O
O
HO
OH
O
OH
O O
NH
O
O
O NH
O
O
O
O
O
O
HO
O
O O
O
HO
O
O O
O
O
O O
O
DTX-LEV
O
O
PTX-LEV PTX-OPB
PTX-AAC
LEV = kys. levulová AAC = kys. 3‐(acetyl) akrylová OBP = kys. 4‐(2‐oxopropyl) benzoová
Etrych T., Šírová M., Starovoytova L., Říhová B., Ulbrich K.: Mol. Pharmaceutics 7, 1015‐1026, 2010
Konjugáty na bázi HPMA s PTX a DTX
Obsah léčiva Konjugát
Mw
RH b (nm)
Mw/ Mn (wt.%/mol%)
PHPMA‐PTX‐LEV
33 500
1,65
7,6/1,5
6,3
PHPMA‐DTX‐LEV
34 200
1,62
8,2/1,6
6,3
PHPMA‐DTX‐LEV
36 100
1,54
16,3/3,2
6,4
Uvolňování léčiva z konjugátu in vitro Uvolňování docetaxelu (DTX) při 37˚C, pH 7,4 a 5 90 80
DTX + DTX‐LEV, pH 5
released drug (%)
70 60 50 40
DTX + DTX‐LEV, pH 7,4
30 20
DTX, pH 7,4
10
DTX, pH 5
0 0
5
10
15
20
25
time (h)
Etrych T., Šírová :M., Starovoytova L., Říhová B., Ulbrich K.: Mol. Pharmaceutics 7, 1015‐1026, 2010
Protinádorová aktivita in vivo PTX
5 000
PTX-LEV
24
4 000
HPMA-PTX-LEV
23 váha (g)
6 000
Kontroly
3 000 2 000
22 21 20
1 000
19 9
11
0 0
20
40
60
80
14
16 18 dny
21
24
28
100
dny 100
100
přežití (%)
80 přežití (%)
růst nádorů (mm3)
BALB/c, karcinom ml. žlázy 4T1
60
80 60
40
40
20
20
0
0 0
20
40
60 dny
80
100
120
0
10
20
30 dny
40
50
60
70
Protinádorová aktivita in vivo C57BL/6, T buněčný lymfom EL4 12 000
DTX DTX-LEV
8 000
konjugát 20x20
6 000
konjugát 2x40 4 000
Kontroly
2 000 0 0
10
20
30
40
dny
100
100
80
80 přežití (%)
přežití (%)
růst nádorů (mm^3)
10 000
60 40 20
60 40 20
0 0
20
40 dny
60
0 80 0
10
20
30
40 dny
50
60
70
Konjugáty s různým obsahem léčiva T buněčný lymfom EL4, C57BL/6: suboptimální dávkování 2x30 mg DTX ekv./kg i.v. Váha myší s nádorem EL-4 po léčbě 23
B-738 8,2 % B-739 16,3 % Kontroly
22 váha (g)
velikost nádorů (mm^3)
Růst nádorů EL-4 po léčbě 8 000 7 000 6 000 5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0
21 20 19 18
0
20
40 dny
60
0
80
20
30
40
dny
Přežití po retransplantaci (EL-4)
Přežití myší s nádorem EL-4 po léčbě 100
100 počet myší (%)
počet myší (%)
10
80 60 40 20
80 60 40 20
0
0
0
20
40 dny
60
80
0
20
40 dny
60
80
Vysokomolekulární konjugáty pro zvýšenou akumulaci v nádoru Karcinom mléčné žlázy 4T1, kmen myší BALB/c vysokomolekulární systémy pro zvýšenou akumulaci v solidních nádorech Mw ~80 000 až 500 000, hydrodynamický poloměr Rh~ 7 až 25 nm
hvězdicovité systémy
roubované systémy
hvězdicovitý konjugát s dendrimerním jádrem → efek vní dávku lze snížit cca 8 až 10x
micelární systémy
ZÁVĚRY Polymerní proléčiva na bázi HPMA s navázanými taxany: Rozpustnost ve vodě a vodných roztocích Protinádorová účinnost při léčbě experimentálních nádorů 4T1 a EL4 Možnost indukovat úplnou regresi již vyvinutých nádorů Omezená systémová toxicita léčiva Po léčbě se indukuje resistence proti původnímu nádoru Možnost přípravy vysokomolekulárních nosičů pro zvýšenou akumulaci v nádoru a vyšší protinádorovou aktivitu Možnost kombinace dvou léčiv (docetaxel + doxorubicin)
Poděkování ÚSTAV MAKROMOLEKULÁRNÍ CHEMIE AVČR LABORATOŘ BIOMEDICINÁLNÍCH POLYMERŮ
Design a příprava polymerních cytostatik • • •
Karel Ulbrich Tomáš Etrych Petr Chytil
MIKROBIOLOGICKÝ ÚSTAV AVČR LABORATOŘ NÁDOROVÉ IMUNOLOGIE
Studie biologické aktivity in vitro a in vivo • •
Blanka Říhová Marek Kovář
• •
Helena Mišurcová Pavlína Jungrová
Grantová podpora: GAČR, MŠMT, výzkumný záměr MBÚ AVČR a ÚMCh AVČR
