Биотехнологии
Наночастицы висмута повышают эффективность протонной терапии карциномы Эрлиха
М.В.Филимонова1,7, О.В.Солдатова1, А.А.Шитова1, А.С.Филимонов1, В.А.Рыбачук1, А.О.Косаченко1, К.А.Николаев1, Г.А.Демяшкин1, А.А.Попов2, И.В.Зелепукин3, А.В.Кабашин4, С.М.Деев3, А.Д.Каприн6,8, П.В.Шегай1,6, С.А.Иванов1,7,8, И.Н.Завестовская5, С.Н.Корякин1,7 - 647-652
1Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф.Цыба — филиал ФГБУ НМИЦ радиологии Минздрава России, Обнинск, РФ; 2ФГАОУ ВО Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ", Москва, РФ; 3ФГБУН Институт биоорганической химии им. акад. М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН, Москва, РФ; 4Aix-Marseille University, Marseille, France; 5ФГБУН Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН, Москва, РФ; 6ФГБУ НМИЦ радиологии Минздрава России, Обнинск, РФ; 7Обнинский институт атомной энергетики — филиал ФГАОУ ВО Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ", Обнинск, РФ; 8ФГАОУ ВО Российский университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы, Москва, РФ
Изучали противоопухолевую активность сочетанного применения локального облучения протонами в двух режимах (10 и 31 Гр) с предварительным внутриопухолевым введением двух типов наночастиц висмута, различающихся покрытием поверхности: покрытых амфифильной молекулой Pluronic-F127 или полимером Silane-PEG(5 кДа)-COOH. Наночастицы использовали в дозах 0.75 и 1.5 мг/мышь. В двух независимых сериях на экспериментальной опухолевой модели солидной карциномы Эрлиха установлено, что наночастицы висмута обеих модификаций при прямом внутриопухолевом введении усиливали противоопухолевые эффекты протонной терапии. Причём при таком способе введения выраженность радиосенсибилизирующего эффекта наночастиц висмута возрастала с увеличением дозы наночастиц и дозы лучевого воздействия. На наш взгляд, полученные впервые перспективные данные позволят расширить возможности терапии злокачественных новообразований.
Ключевые слова: радиосенсибилизаторы; наночастицы; протонное облучение; противоопухолевая эффективность
Адрес для корреспонденции: mari_fil@mail.ru Филимонова М.В.
DOI: 10.47056/0365-9615-2023-176-11-647-652
Bismuth nanoparticles increase effectiveness of Ehrlich carcinoma proton therapy
M. V. Filimonova1,7, O. V. Soldatova1, A. A. Shitova1, A. S. Filimonov1, V. A. Rybachuk1, A. O. Kosachenko1, K. A. Nikolaev1, G. A. Demyashkin1, A. A. Popov2, I. V. Zelepukin3, A. V. Kabashin4, S. M. Deev3, A. D. Kaprin6,8, P. V. Shegay1,6, S. A. Ivanov1,7,8, I. N. Zavestovskaya5, and S. N. Koryakin1,7
1A. Tsyb Medical Radiological Research Center — Branch of the National Medical Research Radiological Centre, Ministry of Health of the Russian Federation, Obninsk, Russia; 2National Research Nuclear University MEPhI, Moscow, Russia; 3M. M. Shemyakin and Yu. A. Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; 4Aix-Marseille University, Marseille, France; 5P. N. Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; 6National Medical Research Center of Radiology, Ministry of Health of the Russian Federation, Moscow, Russia; 7Obninsk Institute of Nuclear Power Engineering — Branch of National Research Nuclear University, Obninsk, Russia; 8Patrice Lumumba Peoples' Friendship University of Russia (RUDN University), Moscow, Russia
We studied the antitumor activity of the combined use of local proton irradiation in two modes (10 and 31 Gy) with preliminary intra-tumoral injection of two types of bismuth nanoparticles, differing in surface coating: coated with the amphiphilic molecule Pluronic-F127 or Silane-PEG polymer (5 kDa)-COOH. Nanoparticles were used in doses of 0.75 and 1.5 mg/mouse. Conducting two independent series on the experimental tumor model of solid Ehrlich carcinoma, we found that bismuth nanoparticles of both modifications, when injected intratumorally directly, enhanced the antitumor effects of proton therapy. Moreover, with the use of this method the severity of the radiosensitizing effect of bismuth nanoparticles increased with the increasing doses of nanoparticles and the doses of radiation exposure. In our opinion, the promising data obtained for the first time will expand the possibilities of treating malignant neoplasms.
Key Words: radiosensitizers; nanoparticles; proton irradiation; antitumor effectiveness