А. С. Дудниченко,
профессор,
заведующий кафедрой
онкологии и детской онкологии
Харьковской медицинской академии
последипломного образования

Перспективы использования липосомальных форм противоопухолевых препаратов

Использование липосом для транспорта и целенаправленной доставки противоопухолевых препаратов — цитостатиков является одним из перспективных направлений в онкологии. Как известно, применение цитостатиков сопровождается токсическими осложнениями, обусловленными поражением быстрообновляющихся, с высоким темпом пролиферации клеток кроветворных и иммунокомпетентных органов (в первую очередь — клеток костного мозга, эпителия желудочно-кишечного тракта, сердечной мышцы, почек и др.). Кроме того, незначительное непосредственное влияние на опухолевый рост также ограничивает использование цитостатиков в свободном виде. Данные, накопленные специалистами за последние годы [1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 15, 16, 17, 19, 20], подтверждают способность липосом транспортировать лекарственное средство, снижать его общетоксическое действие, увеличивать терапевтический эффект. Эти результаты позволяют надеяться на широкое использование липосом при химиотерапии онкологических больных.

Специалисты многих стран мира работают над созданием готовых лекарственных форм цитостатиков, инкапсулированных в липосомы. Исследования в настоящее время находятся на различных этапах: препарат D99, представляющий собой липосомы, состоящие из фосфатидилхолина и холестерина, величиной около 100 нм в диаметре, содержащий доксорубицин (III фаза клинических испытаний); Doxil (Sequues Pharmaceutical., USA), представляющий собой липосомы, состоящие из фосфатидилхолина, холестерина и стерического стабилизатора, величиной 80–120 нм в диаметре, содержащий доксорубицин (коммерческая форма); Daunoxome (Nextar, USA), представляющий собой липосомы, состоящие из дистеарилфосфатидилхолина и холестерина, величиной около 60 нм в диаметре, содержащий даунорубицин (II фаза клинических испытаний); Caelyx (Shering Plough, USA) и Липодокс (Биолек—Липофарм, Украина), представляющие собой липосомы, состоящие из яичного высокоочищенного фосфатидилхолина, величиной около 150 нм в диаметре, содержащие доксорубицин (коммерческие формы). Несмотря на этот факт, возможность использования липосомальных форм цитостатиков не вызывает сомнений. Указанные липосомальные препараты эффективно применяются для лечения многих видов злокачественных опухолей.

Снижение токсичности противоопухолевых препаратов, в частности гематотоксичности и кардиотоксичности антибиотиков антрациклинового ряда, позволит значительно уменьшить побочные действия химиотерапии. Кардиотоксичность этих препаратов — один из основных факторов, ограничивающих их применение в клинике. Поскольку частота проявления кардиотоксического действия зависит от дозы и резко повышается при высоких кумулятивных дозах, противоопухолевую активность антрациклиновых антибиотиков нельзя использовать полностью. В связи с этим включение антибиотиков в липосомы позволяет не только использовать их в полном объеме, но и повысить дозу препарата. Последнее возможно в связи с измененной фармакокинетикой препарата, его меньшим накоплением в сердечной мышце. Кроме того, фосфатидилхолиновые липосомы, вероятно, могут снижать процессы перекисного окисления липидов и уменьшать их непосредственное влияние на митохондрии и ядро миокардиоцитов.

Использование липосомальных форм цитостатиков в клинике продемонстрировало снижение побочного действия препаратов, что проявляется в уменьшении нефро- и кардиотоксичности, уменьшении случаев рвоты, тошноты, алопеции, периферических нейропатий, снижении угнетения иммунной системы [1, 2, 6].

Фармакокинетика инкапсулированных в липосомы лекарств, в частности цитостатиков определяется взаимодействием двух факторов: скоростью выведения из плазмы (клиренсом) липосомального препарата и стабильностью соединения липосом с лекарством в кровяном русле. Данный процесс зависит от свойств препарата и липосомального носителя, а именно: от размера липосом и их физико-химических свойств, проницаемости отдельных тканей, природы связи между липосомой и лекарственным веществом. Использование в последнее время полиэтиленгликоля (ПЭГ) для покрытия липосом делает их более защищенными от ретикулоэндотелиальной системы, что в свою очередь приводит к увеличению продолжительности полупериода существования препарата в кровяном русле и медленному проникновению его в опухолевую ткань [12]. ПЭГ-покрытие липосом также тормозит белково-опосредованное связывание с клетками. Кроме того, элюирование из печеночного клиренса ПЭГ-липосом вызывается не только снижением поглощения липосом клетками Купфера, но также гепатоцитами, если липосомы достаточно малы и проходят через поры в эндотелиальном выстилающем слое кровеносных сосудов.

Для создания липосомальных форм цитостатиков необходимо использование липосом малой величины, что позволяет уменьшить захват препаратов клетками РЭС и увеличить время их циркуляции в кровеносном русле [2, 4].

Липосомы подают большие надежды в доставке цитотоксических препаратов избирательно в ткань опухоли. Так, в одном из исследований было убедительно показано, что концентрация доксорубицина в костях, вводимого в липосомах, при метастатическом их поражении при раке молочной железы, в 10 раз превышала его содержание в окружающих мышцах, не пораженных опухолью [18].

В связи с этим особо хотелось остановиться на механизме избирательного накопления липосомальных форм цитостатиков в опухолевой ткани. Физиология солидных опухолей отличается от физиологии нормальных тканей целым рядом существенных аспектов [3, 8], причиной большинства которых являются различия в васкуляризации. В отличие от регулярной, упорядоченной васкуляризации нормальных тканей, сосуды опухолей часто представляют собой аномальные, деформированные капилляры с проницаемыми стенками и замедленным кровотоком. Рост опухоли требует и непрерывного роста новых сосудов, т. е. ангиогенеза. Эти различия в физиологии могут создать проблемы при лечении рака: например, гипоксия в солидных опухолях вызывает резистентность к лучевой терапии и к некоторым противоопухолевым препаратам. Однако эти различия могут быть использованы для селективного лечения рака, а именно: проницаемые кровеносные сосуды опухоли могут быть использованы для применения липосом различного состава, в том числе и стерически стабилизированных. В большинстве нормальных тканей проникновение частиц ограничивается беспрерывной эндотелиальной выстилкой сосудов [11]. Крупные частицы и липосомы диаметром более 250 нм практически не проникают сквозь капилляры даже в случаях, где межклеточные контакты и поры в эндотелии достаточно велики. Плотные межклеточные контакты (2–6 нм) между эндотелиальными клетками и большинством нормальных тканей препятствуют экстравазации даже очень мелких липосомальных частиц (до 30 нм в диаметре). Например, ткани, богатые синусоидами и капиллярами (печень, селезенка, костный мозг) или патологические ткани с поврежденными или измененными капиллярами, обладают повышенной порозностью и проницаемы для частиц диаметром менее 100 нм. Многие первичные и метастатические опухоли имеют прерывистую и высокопроницаемую систему сосудов, достаточную для выхода мелких частиц, включая и липосомальные. Таким образом, физиология сосудов определяет повышенный уровень поглощения в печени, селезенке и опухолевых тканях. Именно этот факт и может приблизить нас к пониманию избирательного накопления в опухоли цитостатиков, введенных в липосомах. Как оказалось, локализация липосом в опухоли является результатом повышенной степени проникновения через проницаемые капилляры опухолей в сочетании с нарушением лимфатического дренажа [14, 21]. Специфическая структура кровеносных сосудов в опухоли и небольшой размер липосом приводит к устойчивому накоплению липосомального лекарственного вещества в опухоли, обеспечивая этим пассивную направленную доставку и повышение терапевтической эффективности препаратов. Как показали морфологические исследования солидных и асцитных опухолей, присутствие ПЭГ-липосом ограничивается в основном внеклеточной жидкостью опухоли, и они постепенно высвобождают лекарственное вещество в зоне опухоли [12, 13].

Определенную сложность представляет использование жидких форм липосомальных препаратов, так как их хранение и транспортировка предусматривает хранение при низких температурах, что в свою очередь ограничивает использование этих препаратов в клинике. Также необходимо отметить, что применение высоких доз препарата, заключенного в ПЭГ-липосомы, затруднено из-за высокой токсичности стерического стабилизатора для кожи и слизистой. По нашему мнению, предпочтительно использование лиофильно высушенных липосомальных форм препарата.

Сегодня, вероятно, еще рано говорить об увеличении противоопухолевой эффективности липосомальных форм цитостатиков, однако с полной уверенностью можно утверждать, что использование липосомальных форм противоопухолевых препаратов значительно снижает их токсическое действие на организм больного, а это, в свою очередь, приводит к повышению терапевтического эффекта.

Литература

1. Дранов А. Л., Дудніченко О. С., Бутенко К. А., Темiров Ю. П., Шальков Ю. Л., Швець В. I., Краснопольский Ю. М. Лiпосомальнi форми цитостатикiв — новий напрямок в хiмiотерапiї раку // Вiсник фармацiї.— 1994.— № 3–4.— С. 88–92.
2. Дранов А. Л., Дудниченко А. С., Мезин И. А., Мензелеев Р. Ф., Краснопольский Ю. М., Швец В. И. Эффективность липосомальных форм цитостатиков // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины.— 1996.— № 1.— С. 85–89.
3. Каплун А. П., Ле Банг Шон, Краснопольский Ю. М., Швец В. И. Липосомы и другие наночастицы как средство доставки лекарственных веществ // Вопросы медицинской химиии.— 1999.— № 4(1).— С. 3–12.
4. Краснопольский Ю. М., Дранов А. Л., Степанов А. Е., Швец В. И. Липосомальные формы цитостатиков в онкологии // Вестник Российской Академии медицинских наук.— 1998.— № 5.— С. 35–40.
5. Пономарева О. В., Киндзельский Л. П., Кулик Г. И., Губарева А. А. Возможности лечения больных с неходжкинскими лимфомами с использованием липосомальной формы доксорубицина // Онкология.— 1999.— № 4.— С. 274–277.
6. Шальков Ю. Л., Дудниченко А. С., Краснопольский Ю. М. Опыт и перспективы использования липосомальной формы противоопухолевых препаратов в клинической онкологии // Клиническая хирургия.— 1995.— № 5.— С. 21–23.
7. Швец В. И., Краснопольский Ю. М. Липиды в лекарственных препаратах // Вестник АМН СССР.— 1990.— № 6.— С. 19–28.
8. Brown I. M., Giaccia A. I. The unique physiology of solid tumors: opportunities (and problems) for cancer therapy. Cancer Res 1998; 58(7): 1408–1416.
9. Collette N., Auwera P., Mevinier F., Lambert C., Sculier I., Coune A. Tissue distribution and bioactivity of amphotericin B administered in liposomes to cancer patients. J of Antimicrobial Chemotherapy 1991; 27: 535–548.
10. Dass C. R., Walker T. L., Burton M. A., Decruz E. E. Enhanced anticoucer therapy mediated by specialized liposomts. J Pharm. Pharmacol 1997; 49(10): 972–975.
11. Forssen A., Ross M. Daynoxome — anticancer therapy solid tumours. Jorn of liposome research 1994; 4(1): 481–512.
12. Gabison A., Goren D., Cohen R., Barenholz Y. Development of liposomal anthracyclines: from basics to clinical applications, J Controlled Release 1998; 53(1–3): 275–279.
13. Huang S. K., Lee K. D., Hong D. S., Friend K., Papahadjopoulos D. Microscopic Localization of sterically-stabilized liposomes in colon carcinoma-bearing mice. Cancer Res 1992; 52: 5135–5143.
14. Jain R. K. Vascular and interstitial barriers to delivery of therapeutic agents in tumors. Cancer Metastasis Rev 1990; 9: 253–266.
15. Nomura T., Koreeda N., Yamashita F., Takakura Y., Hashida M. Effect of particle size and charge on the diposition of lipid carriers after intratumoral insection into tissue-isolated tumors. Pharm Res 1998; 15(1): 128–132.
16. Perez-Soler R. Liposomes as carriers of antitumor agents: toward a clinical reality. Cancer Treatment Reviews 1989; 16: 67–82.
17. Perez-Soler R. Liposomes formulation and antitumor activity of 14-0 palmitolhydroxy Rubicin. Cancer Res 1992; 52(17): 4817–4820.
18. Symon Z., Peyser A., Tzemach D., Lyass O., Sucher E., Shezen E., Gabizon A. Selective delivery of doxorubicin to patients with breast carcinoma metastases by stealth liposomes. Cancer 1999; 86(1): 72–8.
19. Tomita T., Watanabe M., Takahashi T., Kumai K., Tadakoma T., Yasuda T. Temperature — sensitive release of adriamycin an amphiphilic antitumor agent, from dipalmitoylphosphatidylcholine — cholesterol liposomes. Bioch et Biophys Acta 1989; 978: 185-190.
20. Woodle M. C., Losic D. D. Sterically stabilized liposomes. Biochim Biophys Acta 1992; 1113: 171–199.
21. Yuan F., Dellian M., Fukumura D., Leunig M., Berk D. A., Torchilin V. P., Jain R. K. Vascular permeability in a human tumor xenograft: molecular size dependence and cutoff size. Cancer Res 1995; 55: 3752–3756.