14 578 21 0030 Федеральная целевая программа

№ 14. 578. 21. 0030 Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 -2020 годы» Приоритетное направление: Науки о жизни Программное мероприятие: 1. 3 Проведение прикладных научных исследований и разработок, направленных на создание продукции и технологий Соглашение № 14. 578. 21. 0030 от 05. 06. 2014 на период 2014 -2016 гг. Тема: «Разработка нанопрепаратов на основе токсинов и бета-эмиттеров для сочетанной терапии онкологических заболеваний» Руководитель проекта: в. н. с. лаборатории оптической тераностики ННГУ Звягин Андрей Васильевич Цели и задачи проекта Получатель субсидии федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского» Индустриальный партнер ООО Научно-технический центр «Амплитуда» многоотраслевое предприятие, занимающееся производством, поставкой и обслуживанием средств измерений, специального лабораторного оборудования, методического, метрологического и программного обеспечения в сфере радиационного контроля, ядерной медицины и петрофизики Объем привлекаемых внебюджетных средств 43 500 000 рублей, в том числе: в 2014 году 15 000 рублей в 2015 году 13 500 000 рублей в 2016 году 15 000 рублей Цель проекта: создание многофункционального нанопрепарата для сочетанной терапии опухолей, содержащего бета-эмиттер и белковый токсин, обладающего адресностью воздействия, а также исследование его свойств на модельных опухолях человека. Задачи проекта: • Создание фотолюминесцентных нанокристаллов, содержащих в своем составе бета-излучатель, которые будут являться ядром нанопрепарата; • Разработка белковых компонентов нанопрепарата – цитотоксического и направляющего модулей; • Сборка целевого нанопрепарата; • Исследование противоопухолевого терапевтического потенциала отдельных частей комплекса, а также сочетанного действия полученного мультифункционального нанопрепарата на культурах опухолевых клеток и модельных опухолях человека, привитых лабораторным животным Перспективы практического использования Ожидаемые результаты проекта В результате выполнения проекта будет создан многофункциональный нанопрепарат, способный к адресной элиминации злокачественных опухолей. • Будут созданы фотолюминесцентные нанокристаллы, содержащие в своем составе бета-излучатель; • Будут разработаны, синтезированы и апробированы молекулярные белковые конструкты нанопрепарата, включающие цитотоксический и направляющий модули; • Будет осуществлена сборка целевого нанопрепарата, представляющего собой многофункциональный комплекс фотолюминесцентного-радиоизотопного, цитотоксического и направляющего модулей; • Будет предложен подход, направленный на повышение эффективности противоопухолевого воздействия нанопрепарата на основе его комбинированного применения с дополнительными агентами, сенсибилизирующими опухоль. Основной областью применения данной разработки является онкология: • рак молочной железы • рак желудка • рак яичника • гепатоцеллюлярный рак печени • лимфома Ходжкина и др. • тяжелые аутоиммунные заболевания, такие как ревматоидный артрит, осложненный системными проявлениями и плохо чувствительный к монотерапевтическому лечению. Разработанные нанопрепараты на основе токсинов и бета-излучателей для комплексной радионуклидно-биомолекулярной терапии могут стать основой для создания нового метода лечения онкологических (а возможно и некоторых неонкологических) заболеваний. Текущие результаты проекта • Получены экспериментальные образцы иммунотоксина DARPin-ETA, радиоактивных антистоксовых нанофосфоров (РАНФ) и мультифункционального нанопрепарата (МНФП) • Исследовано биораспределение РАНФ в организме животных-опухоленосителей ü комплексность воздействия белковый токсин и бета-эмиттер; ü адресность терапевтического воздействия - EPR-эффект и направленная доставка; Рис. 4 Микроскопические изображения органов и тканей животных в контрольной группе и через 3 часа после введения РАНФ ü тераностический подход – диагностика и терапия. Рис. 5 Накопление РАНФ в органах и тканях животныхопухоленосителей по данным микроскопии ex vivo Максимальный накопление РАНФ было зарегистрировано в опухоли, печени, селезенке и легких животных, следовые количества РАНФ были зарегистрированы в почках и коже животных. • Выполнена оценка цитотоксичности как МНФП, так и отдельных его компонентов – иммунотоксина и РАНФ. Показана высокая специфичность действия иммунотоксина в отношении клеток, экспрессирующих онкомаркер HER 2 и высокий терапевтический потенциал бета-активных исследуемых нанокристаллов. • Проведено исследование терапевтического противоопухолевого потенциала МНФП на ксенографтных опухолях, в результате которого был показан выраженный противоопухолевый эффект при совместном использовании РАНФ и иммунотоксина DARPin. ETA Для клеток SKBR-3 было показано, что МНФП снижает жизнеспособность в 1. 3 и 1. 8 раза по сравнению с РАНФ при поглощенных дозах 2. 8 Гр и 5. 5 Гр соответственно. Рис. 1. Анализ цитотоксичности иммунотоксина DARPin-ETA методом МТТ Рис. 6 Динамика роста объема опухолевого узла у животных в контрольной (контроль) и опытных группах. Планки погрешностей представлены стандартной ошибкой среднего. * – p<0. 05, ** – p<0. 01. РАНФ Рис. 2. Анализ цитотоксичности РАНФ методом МТТ № 14. 578. 21. 0030 РАНФ и иммуноткcин DARPin-ETA Рис. 3. Анализ цитотоксичности МНФП методом МТТ Рис. 7 Кинетика роста экспериментальной опухоли в контрольной (контроль) и опытных группах в полулогарифмических координатах (av — доля от исходного объема опухоли, %). Совместное применение терапевтических модулей МФНП приводит к торможению опухолевого роста более чем на 50% и значительному снижению константы скорости роста опухоли: 0. 07 сут-1 в сравнении с 0. 11 сут-1 в контрольной и других опытных группах.