Технология персонализированной оценки и прогнозирования эффективности доставки наноформуляций противоопухолевых препаратов

Основной целью проекта является разработка технологии персонализированной оценки и прогнозирования эффективности доставки наноформуляций противоопухолевых препаратов с использованием комплекса интравитальных методов исследования.

Для достижения указанной цели на 2-м этапе решались следующие задачи: разработать методику оценки цитотоксичности экспериментальных образцов наночастиц и провести соответствующие исследования; изготовить экспериментальный образец ИВМ-модуля и ИВЭХ-модуля и провести их; провести исследования фармакокинетики in vivo экспериментальных образцов МК-диагностикумов и липосом; разработать методику получения ортотопической и гетеротопической модели опухоли для интравитальной микроскопии; разработать методику проведения интравитальной микроскопии в опухоли; исследовать особенности опухолевых сосудов in vivo; разработать методику оценки экстравазации наночастиц в опухоли методом ИВМ и провести соответствующие исследования; разработать методику оценки диффузии наночастиц в опухоли методом ИВМ и провести соответствующие исследования; разработать методику оценки пространственно-временной аккумуляции наночастиц в опухоли методом ИВМ и провести соответствующие исследования; разработать методику оценки накопления платины в опухолях методом электрохимии in vivo и провести соответствующие исследования; разработать методику оценки гипоксии и концентрации активных форм в опухолях методом электрохимии in vivo и провести соответствующие исследования; разработать методику оценки уровня кислотности в опухолях методом электрохимии in vivo и провести соответствующие исследования; провести сравнительный анализ эффекта повышенной проницаемости и ухудшенного лимфодренажа в различных опухолевых моделях.

Результаты этапа 2 работы:

  • Разработана методика оценки цитотоксичности экспериментальных образцов наночастиц и показано, что в концентрациях, планируемых для использования in vivo образцы не токсичны.
  • Изготовлены экспериментальные образцы ИВМ-модуля и ИВЭХ-модуля и показано, что они пригодны для выполнения исследований по проекту.
  • Проведены исследования фармакокинетики липосом с помощью интравитальных методов исследования и показано, что скорость полувыведения препаратов составляет примерно 78 минут, а основными органами, накапливающими НЧ являются печень и селезенка.
  • Разработана методика получения ортотопической и гетеротопической модели опухоли для интравитальной микроскопии, которая легла в основу прижизненных исследований EPR-эффекта.
  • Разработана методика проведения интравитальной микроскопии в опухоли и показано, что для опухолей 22Rv1 характерна высокая степень прорастания сосудов в опухоль, тогда как в моделях 4Т1 и В16 развитая сосудистая сеть наблюдается в основном на границе со здоровыми тканями.
  • Разработана методика оценки экстравазации наночастиц в опухоли методом ИВМ и идентифицировано два типа утечек (локальные и обширные), при этом количество утечек в опухолях 4Т1 и В16 выше, чем в 22КМ1.
  • Разработана методика оценки диффузии наночастиц в опухоли методом ИВМ и показано,что диффузия наблюдается в опухолях 4Т1, реже — в меланоме В16 и не наблюдается в опухолях 22Rv1.
  • Разработана методика оценки пространственно-временной аккумуляции в опухоли методом ИВМ и показано, что накопление НЧ чаще происходит на периферии опухоли и коррелирует с присутствием нейтрофилов.
  • Разработаны методики оценки накопления платины, гипоксии, концентрации активных форм кислорода и уровня кислотности в опухолях методом электрохимии in vivo и показана значительная вариабельность по данным показателям, как межгрупповая, так и в различных локусах одной опухоли.
  • Проведен сравнительный анализ эффекта повышенной проницаемости и ухудшенного лимфодренажа в различных опухолевых моделях и модель 4Т1 выбрана для дальнейших исследований на 3-м этапе проекта, так как, с одной стороны, опухоль характеризуется выраженным накоплением липосом, с другой — обладает высокой внутригрупповой вариабельностью по EPR-эффекту.