Изучение общетоксических свойств препарата бактериосенс, предназначенного для фотодинамической терапии злокачественных новообразований на грызунах и крупных животных

Цель исследования. Определение потенциального токсического действия препарата Бактериосенс при его однократном («острая» токсичность) и многократном («хроническая» токсичность) введении животным, а также совместимости с кровью. Материалы и методы. Препарат Бактериосенс, активным компонентом которого является мезо-тетра-(3-пиридил)-бактериохлорин λ_max =747 нм. Совместимость с кровью изучали ex vivo, оценивая влияние раствора препарата на свертываемость нестабилизированной венозной крови. Для оценки гемолитического потенциала препарата Бактериосенс использовали метод определения осмотической резистентности эритроцитов in vitro. «Острую» токсичность исследовали на мышах-гибридах F₁ (CBA x C57Bl/_6j) и неинбредных крысах, самцах и самках, при однократном внутривенном и внутрибрюшинном введении Бактериосенса, «хроническую» токсичность — на неинбредных крысах (самцах и самках) и кроликах, самцах породы советская шиншилла при многократном (14 дней) внутривенном введении препарата. Оценивали сроки гибели животных от токсичности, клиническую картину интоксикации, влияние препарата на состояние внутренних органов и систем организма с использованием физиологических, клинико-лабораторных и патологоанатомических методов исследования.

Результаты. При инкубации раствора препарата Бактериосенс в концентрациях от 0,5 мг/мл до 0,005 мг/мл с нестаби-лизированной кровью крыс изменений в пробах, которые свидетельствовали бы о несовместимости данного препарата с кровью, не выявлено. Водный раствор препарата Бактериосенс животным, а впоследствии и человеку, следует вводить в концентрации, не превышающей 0,5 мг/мл, медленно или капельно. Однократное внутривенное и внутрибрюшинное введение препарата Бактериосенс мышам и крысам (самцам и самкам) в дозах: от 5,0 мг/кг до 50,0 мг/кг и от 1,3 мг/кг до 20,8 мг/кг соответственно было удовлетворительно перенесено животными. Гибель от токсичности и кожная фототоксичность отсутствовали. Исследованные дозы препарата Бактериосенс превышали расчетную эквитерапевтическую дозу для человека в 25-250 раз у мышей и в 6,5-104 раза у крыс. Бактериосенс при многократном (14 дней) внутривенном введении крысам обоего пола и кроликам-самцам в суммарных дозах от 18,2 мг/кг до 72,8 мг/кг и от 8,3 мг/кг до 33 мг/кг соответственно не приводил к гибели животных от токсичности, не оказывал токсического действия на периферическую кровь, почки, почки, сердце, состояние системы гемостаза и ЦНС. Препарат не оказывал негативного влияния на углеводный и липидный обмен.

Заключение. Бактериосенс при однократном и многократном применении в диапазоне исследуемых доз не оказывал выраженного токсического действия на мышей, крыс и кроликов. Исследуемые дозы препарата превышали расчетную эквитерапевтическую дозу для человека в 91-364 раза у крыс и в 41-165 раз у кроликов.

1. Филоненко Е. В. Флюоресцентная диагностика и фотодинамическая терапия — обоснование применения и возможности в онкологии. Фотодинамическая терапия и фотодиагностика. 2014; 3(1):3-7.

2. Shafirstein G., Bellnier D., Oakley E., Hamilton S., Potasek M., Beeson K., et al. Interstitial Photodynamic Therapy-A Focused Review. Cancers (Basel). 2017; 9(2):12. DOI: 10.3390/cancers9020012

3. Son J, Yi G, Kwak MH, Yang SM, Park JM, Lee BI et al. Gelatin-chlorin e6 conjugate for in vivo photodynamic therapy. J Nanobiotechnology. 2019 Apr 5; 17(1):50. DOI: 10.1186/s12951-019-0475-1

4. Tada DB, Baptista MS. Photosensitizing nanoparticles and the modulation of ROS generation. Front Chem. 2015; 27(3):33. DOI: 10.3389/fchem.2015.00033

5. Chilakamarthi U, Giribabu L. Photodynamic Therapy: Past, Present and Future. Chem Rec. 2017 Aug; 17(8):775-802. DOI: 10.1002/tcr.201600121

6. Миронов А. Ф., Грин М. А. Сенсибилизаторы бактериохлоринового ряда: перспективы использования в фотодинамической терапии. Вестник МИТХТ 2006; (4):5-28.

7. Zhu W, Gao YH, Liao PY, Chen DY, Sun NN, Nguyen Thi PA et al. Comparison between porphin, chlorin and bacteriochlorin derivatives for photodynamic therapy: Synthesis, photophysical properties, and biological activity. Eur J Med Chem. 2018 Dec 5; 160:146-156. DOI: 10.1016/j.ejmech.2018.10.005

8. Luz AFS, Pucelik B, Pereira MM, Dqbrowski JM, Arnaut LG. Translating phototherapeutic indices from in vitro to in vivo photodynamic therapy with bacteriochlorins. Lasers Surg Med. 2018 Jul; 50(5):451-459. DOI: 10.1002/lsm.22931

9. Patel N, Pera P, Joshi P, Dukh M, Tabaczynski WA, Siters KE et al. Highly Effective Dual-Function Near-Infrared (NIR) Photosensitizer for Fluorescence Imaging and Photodynamic Therapy (PDT) of Cancer. J Med Chem. 2016 Dec; 59(21):9774-9787. DOI: 10.1021/acs.jmedchem.6b00890

10. Морозова Н. Б., Плотникова Е. А., Плютинская А. Д. Страмова В. О., Воронцова М. С., Панкратов А. А. и др. Доклиническое изучение препарата «Бактериосенс», предназначенного для фотодинамической терапии злокачественных новообразований, в том числе рака предстательной железы. Российский биотерапевтический журнал 2018; 17(3):55-64. DOI: 10.17650/1726-9784-2018-17-3-55-64

11. Макарова Е. А., Якубовская Р. И., Ворожцов Г. Н., Ластовой А. П., Лукьянец Е. А., Морозова Н. Б. и др. Фото-сенсибилизатор для фотодинамической терапии. Патент РФ на изобретение № 2549953. 2015 май 10. Бюл. № 13. Доступно по: https://www1.fips.ru/Archive/PAT/2015FULL/2015.05.10/DOC/RUNWC2/000/000/002/549/953/DOCCLAIM.PDF.

12. Лукъянец Е. А., Макарова Е. А., Калиниченко А. Н., Старкова Н. Н., Безуленко В. Н., Кобзева Е. С. и др. Водорастворимая лекарственная форма мезо-тетра (3-пиридил) бактериохлорина для фотодинамической терапии. Патент РФ на изобретение № 2663900. 2018 август 13. Бюл. № 23. Доступно по: https://www1.fips.ru/wps/PA_FipsPub/res/Doc/IZPM/RUNWC1/000/000/002/663/900/IZ-02663900-00001/DOCCLAIM.PDF

13. ГОСТ 33216-2014 «Правила работы с лабораторными грызунами и кроликами», М., Стандартинформ, 2016.

14. ГОСТ 33215-2014 «Правила оборудования помещений и организации процедур при работе с лабораторными животными». М.: Стандартинформ. 2016.

15. Руководство по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских исследованиях. Под ред. Н. Н. Каркищенко, С. В. Грачева, М., Профиль, 2010, 358 с.

16. Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes, Official Journal of the European Union, 10.10.2010. Доступно по: https://publications.europa.eu/en/publication-detail/-/publication/169b16db-cb47-46e3-aff5-caa8009ec295/language-en

17. Меньшиков В. В., Делекторская Л. Н., Золотницкая Р. П., Андреева З. М., Анкирская А. С., Балаховский И. С. и др. Методы гематологических исследований. Резистентность эритроцитов. В справочнике: Лабораторные методы исследования в клинике. Под редакцией В. В. Меньшикова, Москва, «Медицина», 1987, 119-120 с. Доступно по: http://dissers.ru/1/6392-1-spravochnik-laboratornie-metodi-issledovaniya-klinike-pod-redakciey-professora-vvmenshikova-moskva-me.php

18. Freireich EJ, Gehan EA, Rall DP, Schmidt LH, Skipper HE. Quantitative comparison of toxicity of anticancer agents in mouse, rat, hamster, dog, monkey, and man. Cancer Chemother Rep. 1966; 50(4):219-44.

19. Уланова И. П., Сидоров К. К., Халепо А. Н. К вопросу об учете поверхности тела экспериментальных животных при токсикологическом исследовании. В сборнике: Токсикология новых промышленных химических веществ. Под ред. А. А. Летавета, И. В. Саноцкого, Ленинград, «Медицина». 1968; 10:18-25.

20. Арзамасцев Е. В., Березовская И. В., Верстакова О. Л., Гуськова Т. А., Дурнев А. Д., Иванова А. С. и др. Методические рекомендации по изучению общетоксического действия лекарственных средств. В кн.: Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. Под ред. А. Н. Миронова. Москва. «Гриф и К»; 2012, 13-23 с.