Разработка инъекционной формы 4’-О-бензилоксикарбонильного производного этопозида на основе человеческого сывороточного альбумина для химиотерапии рака молочной железы

Введение. Одним из эффективных подходов к получению инъекционных форм труднорастворимых лекарственных веществ является получение их наносуспензий, стабилизированных альбумином. Примером успешного применения этой технологии является препарат Abraxane® (nab™-паклитаксел, от англ. Nanoparticle albumin-bound, Celgene Corporation). В настоящем исследовании этот подход использован для получения инъекционной формы труднорастворимого пролекарства этопозида.

Цель. Получение инъекционной формы нового 4’-О-бензилоксикарбонильного производного этопозида (ETP-cbz) на основе человеческого сывороточного альбумина и изучение ее цитотоксичности на клетках рака молочной железы (РМЖ).

Материалы и методы. Структуру ETP-cbz подтверждали методами ЯМР-спектроскопии и элементного анализа. Значения log P рассчитаны in silico с использованием Molinspiration Cheminformatics. Наночастицы ETP-cbz, стабилизированные альбумином (ETP-cbz-HSA), получены методом гомогенизации под давлением. Размер, распределение частиц по размерам и концентрацию дезинтеграции определяли методами динамического рассеивания света (ДРС) и атомно-силовой микроскопии (АСМ). Содержание ETP-cbz и альбумина в форме определяли методом ВЭЖХ. Конверсию ETP-cbz в этопозид изучали в модельной среде в присутствии эстеразы. Цитотоксичность ETP-cbz-HSA в сравнении с этопозидом и свободным ETP-cbz оценивали на клетках РМЖ (HBL-100 и MCF-7) при помощи колориметрического МТТ-теста.

Результаты и обсуждение. Синтезировано новое производное этопозида, обладающее более высокой по сравнению с этопозидом гидрофобностью (log P 2,42 и 0,7 соответственно). Благодаря лабильной карбонатной связи, которая легко расщепляется под действием эстеразы, ETP-cbz является пролекарством этопозида. Разработан метод получения наноформы ETP-cbz на основе альбумина. Содержание ETP-cbz в суспензии составило 1,75 мг/мл, размер частиц – 110 ± 9 нм (ДРС), концентрация дезинтеграции – 3,0 ± 0,1 мкг/мл. Цитотоксичность наноформы ETP-cbz в отношении клеток MCF-7 и HBL-100 in vitro сопоставима с активностью свободного этопозида и ETP-cbz.

Заключение. Полученная наноформа пролекарства этопозида на основе альбумина, пригодная для инъекционного введения, проявила высокую цитотоксичность в отношении клеток РМЖ in vitro и заслуживает дальнейшего изучения для оценки возможности ее применения в химиотерапии РМЖ.

1. Desai N. Nanoparticle albumin bound (nab) technology: targeting tumors through the endothelial gp60 receptor and SPARC. Nanomedicine: nanotechnology, biology, and medicine. 2007;4(3):339. DOI: 10.1016/j.nano.2007.10.021.

2. Cho H., Jeon S. I., Ahn C.-H., Shim M. K., Kim K. Emerging Albumin-Binding Anticancer Drugs for Tumor-Targeted Drug Delivery: Current Understandings and Clinical Translation. Pharmaceutics. 2022;14(4):728. DOI: 10.3390/pharmaceutics14040728.

3. Meresse P., Dechaux E., Monneret C., Bertounesque E. Etoposide: discovery and medicinal chemistry. Current Medicinal Chemistry. 2004;11(18):2443–2466. DOI: 10.2174/0929867043364531.

4. Alsalhi A., Ayon N. J., Coulibaly F., Alshamrani M., Al-Nafisah A., Youan B.-B. C. Enhancing Etoposide Aqueous Solubility and Anticancer Activity with L-Arginine. ASSAY and Drug Development Technologies. 2021;19(8):508–525. DOI: 10.1089/adt.2021.085.

5. Ahire E., Thakkar S., Darshanwad M., Misra M. Parenteral nanosuspensions: a brief review from solubility enhancement to more novel and specific applications. Acta Pharmaceutica Sinica B. 2018;8(5):733–755. DOI: 10.1016/j.apsb.2018.07.011.

6. Wang Z., Li Z., Zhang D., Miao L., Huang G. Development of etoposide-loaded bovine serum albumin nanosuspensions for parenteral delivery. Drug Delivery. 2015;22(1):79–85. DOI: 10.3109/10717544.2013.871600.

7. Manjushree M., Revanasiddappa H. D. Evaluation of binding mode between anticancer drug etoposide and human serum albumin by numerous spectrometric techniques and molecular docking. Chemical Physics. 2020;530:110593. DOI: 10.1016/j.chemphys.2019.110593.

8. Ohnuma T., Obata R., Nishiyama Y., Yamasaki T., Kamei H., Naito T., Oki T. Preparation and Antitumor Activity of 2”-O-, 3”-O- and 2”, 3”-Di-O-substituted Derivatives of Etoposide. Chemical and Pharmaceutical Bulletin. 1992;40(7):1783–1788. DOI: 10.1248/cpb.40.1783.

9. Leu Y.-L., Chen C.-S., Wu Y.-J., Chern J.-W. Benzyl ether-linked glucuronide derivative of 10-hydroxycamptothecin designed for selective camptothecin-based anticancer therapy. Journal of Medicinal Chemistry. 2008;51(6):1740–1746. DOI: 10.1021/jm701151c.

10. Fu Q., Sun J., Zhang W., Sui X., Yan Z., He Z. Nanoparticle albumin-bound (NAB) technology is a promising method for anti-cancer drug delivery. Recent Patents on Anti-Cancer Drug Discovery. 2009;4(3):262–272. DOI: 10.2174/157489209789206869.

11. Mahidol C., Prawat H., Sangpetsiripan S., Ruchirawat S. Bioactive scalaranes from the Thai sponge Hyrtios gumminae. Journal of Natural Products. 2009;72(10):1870–1874. DOI: 10.1021/np900267v.