Принимаются работы для предстоящего выпуска.

Молекулярная медицина Научно-практический рецензируемый журнал

Молекулярная медицина

ОБЗОР2024, № 6

Использование нанотехнологий при создании таргетных препаратов для лечения онкологических заболеваний

Селиверстов П.В., Бакшеева А.Д., Корецкая П.С., Абдусаттаров И.З.

Авторы и аффилиации

П.В. Селивёрстов(1), А.Д. Бакшеева(2), П.С. Корецкая(3), И.З. Абдусаттаров(4)
1-ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ,
Российская Федерация, 194044, Санкт-Петербург, ул. Лебедева, д. 6;
2-Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы»,
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6;
3-ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России (Пироговский Университет),
Российская Федерация, 117513, Москва, ул. Островитянова, д. 1;
4-Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования «Оренбургский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации,
Российская Федерация, 460014, Оренбургская обл., Оренбург, ул. Советская, здание №6

Страницы
40–51
Опубликовано
2024
Рубрика
ОБЗОР
Молекулярная медицина, 2024, № 6Выпуск2024, № 6Открыть выпуск →
Для цитирования

Аннотация

Цель исследования. Анализ современных достижений в области применения нанотехнологий для создания таргетных препаратов в онкологии, включая механизмы их действия и перспективы клинического применения. Материал и методы. Проведен комплексный анализ научной литературы по применению нанотехнологий в разработке противоопухолевых препаратов. Использованы базы данных PubMed, Scopus и Web of Science за период 2000–2024 гг. Результаты. Систематизированы основные типы наночастиц, применяемых в онкологии, их физико-химические свойства и механизмы доставки в опухолевую ткань. Описаны принципы EPR-эффекта и стратегии улучшения целевой доставки препаратов. Проанализированы современные подходы к модификации наночастиц для повышения их терапевтической эффективности. Заключение. Нанотехнологии представляют собой перспективное направление в разработке противоопухолевых препаратов, позволяющее повысить эффективность и безопасность терапии. Применение наносистем доставки лекарств способствует преодолению биологических барьеров и улучшению фармакокинетических параметров препаратов.

Ключевые слова

Авторы и аффилиации

П.В. Селивёрстов(1), А.Д. Бакшеева(2), П.С. Корецкая(3), И.З. Абдусаттаров(4)
1-ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ,
Российская Федерация, 194044, Санкт-Петербург, ул. Лебедева, д. 6;
2-Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы»,
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6;
3-ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России (Пироговский Университет),
Российская Федерация, 117513, Москва, ул. Островитянова, д. 1;
4-Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования «Оренбургский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации,
Российская Федерация, 460014, Оренбургская обл., Оренбург, ул. Советская, здание №6

Литература

Zhang Y., Li M., Gao X., Chen Y., Liu T. Nanotechnology in cancer diagnosis: progress, challenges and opportunities. J. Hematol. Oncol. 2019; 12 (1): 137. DOI: 10.1186/s13045-019-0833-3

Slamon D., Eiermann W., Robert N., Pienkowski T., Martin M., Press M., Mackey J. et al. Adjuvant trastuzumab in HER2 positive breast cancer. N. Engl. J. Med. 2011; 365 (14): 1273–83. DOI: 10.1056/NEJMoa0910383

Druker B.J., Guilhot F., O'Brien S.G., Gathmann I., Kantarjian H., Gattermann N., Deininger M.W. et al. Five year follow up of patients receiving imatinib for chronic myeloid leukemia. N. Engl. J. Med. 2006; 355 (23): 2408–17. DOI: 10.1056/NEJMoa062867

Lynch T.J., Bell D.W., Sordella R., Gurubhagavatula S., Okimoto R.A., Brannigan B.W., Harris P.L. et al. Activating mutations in the epidermal growth factor receptor underlying responsiveness of non small cell lung cancer to gefitinib. N. Engl. J. Med. 2004; 350 (21): 2129–39. DOI: 10.1056/NEJMoa040938

Hurwitz H., Fehrenbacher L., Novotny W., Cartwright T., Hainsworth J., Heim W., Berlin J. et al. Bevacizumab plus irinotecan, fluorouracil, and leucovorin for metastatic colorectal cancer. N. Engl. J. Med. 2004; 350 (23): 2335–42. DOI: 10.1056/NEJMoa032691

Ledermann J., Harter P., Gourley C., Friedlander M., Vergote I., Rustin G., Scott C.L. et al. Olaparib maintenance therapy in platinum sensitive relapsed ovarian cancer. N. Engl. J. Med. 2012; 366 (15): 1382–92. DOI: 10.1056/NEJMoa1105535

Barenholz Y. Doxil – the first FDA approved nano drug: lessons learned. J. Control. Release. 2012; 160 (2): 117–34. DOI: 10.1016/j.jconrel.2012.03.020

Gradishar W.J., Tjulandin S., Davidson N., Shaw H., Desai N., Bhar P., Hawkins M. et al. Phase III trial of nanoparticle albumin bound paclitaxel compared with polyethylated castor oil based paclitaxel in women with breast cancer. J. Clin. Oncol. 2005; 23 (31): 7794–803. DOI: 10.1200/JCO.2005.04.937

Michalet X., Pinaud F.F., Bentolila L.A., Tsay J.M., Doose S., Li J.J., Sundaresan G. et al. Quantum dots for live cells, in vivo imaging, and diagnostics. Science. 2005; 307 (5709): 538–44. DOI: 10.1126/science.1104274

Petros R.A., DeSimone J.M. Strategies in the design of nanoparticles for therapeutic applications. Nat. Rev. Drug Discov. 2010; 9 (8): 615–27. DOI: 10.1038/nrd2591

Jokerst J.V., Lobovkina T., Zare R.N., Gambhir S.S. Nanoparticle PEGylation for imaging and therapy. Nanomedicine (Lond). 2011; 6 (4): 715–28. DOI: 10.2217/nnm.11.19

Pankhurst Q.A., Connolly J., Jones S.K., Dobson J. Applications of magnetic nanoparticles in biomedicine. J. Phys. D: Appl. Phys. 2003; 36 (13): R167. DOI: 10.1088/0022-3727/36/13/201

Matsumura Y., Maeda H. A new concept for macromolecular therapeutics in cancer chemotherapy: mechanism of tumoritropic accumulation of proteins and the antitumor agent smancs. Cancer Res. 1986; 46 (12): 6387–92.

Hobbs S.K., Monsky W.L., Yuan F., Roberts W.G., Griffith L., Torchilin V.P., Jain R.K. et al. Regulation of transport pathways in tumor vessels: role of tumor type and microenvironment. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998; 95 (8): 4607–12. DOI: 10.1073/pnas.95.8.4607

Maeda H., Wu J., Sawa T., Matsumura Y., Hori K. Tumor vascular permeability and the EPR effect in macromolecular therapeutics: a review. J. Control. Release. 2000; 65 (1–2): 271–84. DOI: 10.1016/s0168-3659(99)00248-5

Jain R.K. Normalization of tumor vasculature: an emerging concept in antiangiogenic therapy. Science. 2005; 307 (5706): 58–62. DOI: 10.1126/science.1104819

Heldin C.H., Rubin K., Pietras K., Ostman A. High interstitial fluid pressure – an obstacle in cancer therapy. Nat. Rev. Cancer. 2004; 4 (10): 806–13. DOI: 10.1038/nrc1456

Ganta S., Devalapally H., Shahiwala A., Amiji M. A review of stimuli responsive nanocarriers for drug and gene delivery. J. Control. Release. 2008; 126 (3): 187–204. DOI: 10.1016/j.jconrel.2007.12.017

Heitz F., Morris M.C., Divita G. Twenty years of cell penetrating peptides: from molecular mechanisms to therapeutics. Br. J. Pharmacol. 2009; 157 (2): 195–206. DOI: 10.1111/j.1476-5381.2009.00057.x

Bangham A.D., Standish M.M., Watkins J.C. Diffusion of univalent ions across the lamellae of swollen phospholipids. J. Mol. Biol. 1965; 13 (1): 238–52. DOI: 10.1016/S0022-2836(65)80093-6

Drummond D.C., Zignani M., Leroux J.C. Current status of pH sensitive liposomes in drug delivery. Prog. Lipid Res. 2000; 39 (5): 409–60. DOI: 10.1016/s0163-7827(00)00011-4

Gabizon A., Shmeeda H., Barenholz Y. Pharmacokinetics of pegylated liposomal doxorubicin: review of animal and human studies. Clin. Pharmacokinet. 2003; 42 (5): 419–36. DOI: 10.2165/00003088-200342050-00002

Wang-Gillam A., Li C.P., Bodoky G., Dean A., Shan Y.S., Jameson G., Macarulla T. et al. Nanoliposomal irinotecan with fluorouracil and folinic acid in metastatic pancreatic cancer after previous gemcitabine based therapy (NAPOLI-1): a global, randomised, open label, phase 3 trial. Lancet. 2016; 387 (10018): 545–57. DOI: 10.1016/S0140-6736(15)00986-1

Walsh T.J., Finberg R.W., Arndt C., Hiemenz J., Schwartz C., Bodensteiner D., Pappas P. et al. Liposomal amphotericin B for empirical therapy in patients with persistent fever and neutropenia. N. Engl. J. Med. 1999; 340 (10): 764–71. DOI: 10.1056/NEJM199903113401004

Lancet J.E., Uy G.L., Cortes J.E., Newell L.F., Lin T.L., Ritchie E.K., Stuart R.K. et al. CPX-351 (cytarabine and daunorubicin) liposome for injection versus conventional cytarabine plus daunorubicin in older patients with newly diagnosed secondary acute myeloid leukemia. J. Clin. Oncol. 2018; 36 (26): 2684–92. DOI: 10.1200/JCO.2017.77.6112

Kim T.Y., Kim D.W., Chung J.Y., Shin S.G., Kim S.C., Heo D.S., Kim N.K. et al. Phase I and pharmacokinetic study of Genexol-PM, a cremophor free, polymeric micelle formulated paclitaxel, in patients with advanced malignancies. Clin. Cancer Res. 2004; 10 (11): 3708–16. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-03-0655

Anderson J.M., Shive M.S. Biodegradation and biocompatibility of PLA and PLGA microspheres. Adv. Drug Deliv. Rev. 2012; 64: 72–82. DOI: 10.1016/j.addr.2012.09.004

. Davis M.E., Zuckerman J.E., Choi C.H.J., Seligson D., Tolcher A., Alabi C.A., Yen Y. et al. Evidence of RNAi in humans from systemically administered siRNA via targeted nanoparticles. Nature. 2010; 464 (7291): 1067–70. DOI: 10.1038/nature08956

Boussif O., Lezoualc'h F., Zanta M.A., Mergny M.D., Scherman D., Demeneix B., Behr J.P. A versatile vector for gene and oligonucleotide transfer into cells in culture and in vivo: polyethylenimine. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1995; 92 (16): 7297–301. DOI: 10.1073/pnas.92.16.7297

Pack D.W., Hoffman A.S., Pun S., Stayton P.S. Design and development of polymers for gene delivery. Nat. Rev. Drug Discov. 2005; 4 (7): 581–93. DOI: 10.1038/nrd1775

Whitehead K.A., Langer R., Anderson D.G. Knocking down barriers: advances in siRNA delivery. Nat. Rev. Drug Discov. 2009; 8 (2): 129–38. DOI: 10.1038/nrd2742

Young C., Schluep T., Hwang J., Martin S. CRLX101 (formerly IT-101) – A Novel Nanopharmaceutical of Camptothecin in Clinical Development. Curr. Bioact. Compd. 2011; 7 (1): 8–14. DOI: 10.2174/157340711795163802

Danhier F., Ansorena E., Silva J.M., Coco R., Le Breton A., Préat V. PLGA based nanoparticles: an overview of biomedical applications. J. Control. Release. 2012; 161 (2): 505–22. DOI: 10.1016/j.jconrel.2012.01.043

Huang X., Jain P.K., El-Sayed I.H., El-Sayed M.A. Plasmonic photothermal therapy (PPTT) using gold nanoparticles. Lasers Med. Sci. 2008; 23 (3): 217–28. DOI: 10.1007/s10103-007-0470-x

Toth G.B., Varallyay C.G., Horvath A., Bashir M.R., Choyke P.L., Daldrup-Link H.E., Dosa E. et al. Current and potential imaging applications of ferumoxytol for magnetic resonance imaging. Kidney Int. 2017; 92 (1): 47–66. DOI: 10.1016/j.kint.2016.12.037

Maier-Hauff K., Ulrich F., Nestler D., Niehoff H., Wust P., Thiesen B., Orawa H. et al. Efficacy and safety of intratumoral thermotherapy using magnetic iron oxide nanoparticles combined with external beam radiotherapy on patients with recurrent glioblastoma multiforme. J. Neurooncol. 2011; 103 (2): 317–24. DOI: 10.1007/s11060-010-0389-0

Khlebtsov N., Dykman L. Biodistribution and toxicity of engineered gold nanoparticles: a review of in vitro and in vivo studies. Chem. Soc. Rev. 2011; 40 (3): 1647–71. DOI: 10.1039/c0cs00018c

Hodi F.S., O'Day S.J., McDermott D.F., Weber R.W., Sosman J.A., Haanen J.B., Gonzalez R. et al. Improved survival with ipilimumab in patients with metastatic melanoma. N. Engl. J. Med. 2010; 363 (8): 711–23. DOI: 10.1056/NEJMoa1003466

Kumar A., Zhang X., Liang X.J. Gold nanoparticles: emerging paradigm for targeted drug delivery system. Biotechnol. Adv. 2013; 31 (5): 593–606. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2012.10.002

Xie J., Lee S., Chen X. Nanoparticle based theranostic agents. Adv. Drug Deliv. Rev. 2010; 62 (11): 1064–79. DOI: 10.1016/j.addr.2010.07.009

Bonvalot S., Rutkowski P.L., Thariat J., Carrère S., Ducassou A., Sunyach M.P., Agoston P. et al. NBTXR3, a first in class radioenhancer hafnium oxide nanoparticle, plus radiotherapy versus radiotherapy alone in patients with locally advanced soft tissue sarcoma (Act.In.Sarc): a multicentre, phase 2-3, randomised, controlled trial. Lancet Oncol. 2019; 20 (8): 1148–59. DOI: 10.1016/S1470-2045(19)30326-2

Wood B.J., Poon R.T., Locklin J.K., Dreher M.R., Ng K.K., Eugeni M., Seidel G. et al. Phase I study of heat deployed liposomal doxorubicin during radiofrequency ablation for hepatic malignancies. J. Vasc. Interv. Radiol. 2012; 23 (2): 248–55. DOI: 10.1016/j.jvir.2011.10.018

Patel N.R., Pattni B.S., Abouzeid A.H., Torchilin V.P. Nanopreparations to overcome multidrug resistance in cancer. Adv. Drug Deliv. Rev. 2013; 65 (13–14): 1748–62. DOI: 10.1016/j.addr.2013.08.004

Riley R.S., Day E.S. Gold nanoparticle mediated photothermal therapy: applications and opportunities for multimodal cancer treatment. Wiley Interdiscip. Rev. Nanomed. Nanobiotechnol. 2017; 9 (4): e1449. DOI: 10.1002/wnan.1449

Choi Y.E., Kwak J.W., Park J.W. Nanotechnology for early cancer detection. Sensors (Basel). 2010; 10 (1): 428–55. DOI: 10.3390/s100100428

Wilhelm S., Tavares A.J., Dai Q., Ohta S., Audet J., Dvorak H.F., Chan W.C.W. Analysis of nanoparticle delivery to tumours. Nat. Rev. Mater. 2016; 1: 16014. DOI: 10.1038/natrevmats.2016.14

Ishida T., Kashima S., Kiwada H. The contribution of phagocytic activity of liver macrophages to the accelerated blood clearance (ABC) phenomenon of PEGylated liposomes in rats. J. Control. Release. 2008; 126 (2): 162–5. DOI: 10.1016/j.jconrel.2007.11.009

Kreuter J. Drug delivery to the central nervous system by polymeric nanoparticles: what do we know? Adv. Drug Deliv. Rev. 2014; 71: 2–14. DOI: 10.1016/j.addr.2013.08.008

Resnik D.B., Tinkle S.S. Ethics in nanomedicine. Nanomedicine (Lond). 2007; 2 (3): 345–50. DOI: 10.2217/17435889.2.3.345

Etheridge M.L., Campbell S.A., Erdman A.G., Haynes C.L., Wolf S.M., McCullough J. The big picture on nanomedicine: the state of investigational and approved nanomedicine products. Nanomedicine. 2013; 9 (1): 1–14. DOI: 10.1016/j.nano.2012.05.013

Для цитирования

Селиверстов П.В., Бакшеева А.Д., Корецкая П.С., Абдусаттаров И.З. (2024). Использование нанотехнологий при создании таргетных препаратов для лечения онкологических заболеваний. Молекулярная медицина, 22(6), 40–51. https://doi.org/10.29296/24999490-2024-06-05
BibTeX .bibRIS .ris

Поиск статей и быстрая навигация

Навигация