Ліпосомальні пегільовані форми препаратів у подоланні хімієрезистентності місцево-поширеного раку молочної залози

24 липня 2025
554
УДК:  618.19-006-033.2:615.277
Спеціальності :
Резюме

Смертність жінок від раку молочної залози (РМЗ) в Україні становила 3553 за 2023 р., або 21% з 12 683 первинно виявлених випадків. У близько 30% пацієнток з РМЗ розвивається хімієрезистентність під час лікування. Через відсутність ліків, спрямованих на хімієрезистентні клітини РМЗ, і нездатність препаратів локалізуватися всередині пухлини, необхідна розробка альтернативних цільових методів лікування для доставки терапевтичних агентів. Існує потреба в розробці відповідних і ефективних систем доставки ліків, які можуть забезпечити максимальну користь від певного класу протипухлинних препаратів, а також зменшити всі можливі обмеження в терапії раку. Ліпосоми (наноструктуровані ліпідні носії, тверді ліпідні наночастинки, міцели та наноемульсії) забезпечують різноманітні фармацевтичні переваги, включаючи інкапсуляцію як гідрофобних, так і гідрофільних хімічних компонентів, покращену розчинність і стабільність, кращий захист біосередовища, модифіковане вивільнення і доставку до місця хімієпрепаратів. Показано, що пегілювання збільшує системну тривалість перебування наноносіїв. Мета полягає в тому, щоб наголосити на прямому введенні різних ліків у пухлинні клітини для хімієрезистентного РМЗ. На фоні введення хімієпрепарату резистентні клітини РМЗ набувають агресивного фенотипу з інвазивними та міграційними здібностями, але наномедицина могла б подолати хіміє­резистентність традиційної хімієтерапії та знизити токсичність шляхом спрямування на пухлину наноносіїв. Багато наноплатформ знаходяться на різних стадіях доклінічних і клінічних досліджень. Проте все ще існує потреба у розробці та уніфікації виробництва фармацевтичних наноплатформ і систем наноносіїв.

Вступ

Рак молочної залози (РМЗ) є найпоширенішою формою онкопатології, щороку діагностують майже 1,7 млн випадків і понад пів мільйона випадків смерті щороку [1]. Смертність жінок від РМЗ в Україні становить 18 263 на рік, або 22,2% усіх випадків смерті від раку [2].

Декілька таргетних препаратів продемонстрували значне покращення загальної та безрецидивної виживаності та прогнозу пацієнтів з РМЗ [3], однак існуюча терапія має ряд проблем, включаючи хімієрезистентність та розвиток ранніх рецидивів [4]. Відомо, що у близько 30% пацієнток з РМЗ протягом усього лікування розвивається хімієрезистентність [5]. Набуття пухлинними клітинами резистентності, яка розвивається у відповідь на один або кілька хімієтерапевтичних засобів, негативно впливає на ефективність комплексного лікування в цілому [6]. Рецидиви після проведеного спеціального лікування в основному зумовлені резистентністю до звичайних хімієтерапевтичних препаратів і є основною причиною смертності, незважаючи на значні наукові досягнення в терапії [7]. Через відсутність доступних ліків, спрямованих саме на хімієрезистентні клітини РМЗ, необхідна розробка альтернативних цільових методів лікування для доставки терапевтичних агентів у пухлинний локус [8].

Для подолання резистентності до ліків застосовують численні методики, включаючи застосування нанотехнологій, розробку нових синтетичних аналогів ліків, що використовують нині, перепрофілювання ліків, комбінацію ліків і методів [9].

Кожен підхід до лікування пов’язаний з певними недоліками, такими як невідповідне спрямування на певну ділянку, неправильний біорозподіл терапевтичного засобу, обмежена ефективність, нестабільність біооточення та токсичність ад’ювантів [10]. Тобто існує потреба в розробці відповідних та ефективних систем доставки ліків, які могли б забезпечити максимальну користь від певного класу протипухлинних препаратів, а також зменшити всі можливі обмеження в терапії раку [11]. Щоб уникнути цих перешкод, нано­носії могли б усунути недоліки ліків і допомогти досягти точної доставки ліків до різних ділянок первинного та метастатичного РМЗ [12]. Показано, що пегілювання збільшує системну тривалість перебування наноносіїв у кровотоці. Одними з ключових переваг використання наноліпідних носіїв є збільшення біологічного періоду напіввиведення хіміє­препаратів, підвищення інтерналізації та накопичення пухлиною наноносіїв, більш висока терапевтична концентрація в плазмі крові, підвищення біодоступності та зниження токсичності [13, 14].

Досягнення в розробці пегільованих ліпосомальних форм препаратів

Нині велика кількість наночастинок (НЧ) з різними розмірами, формами, зарядом поверхні, мікроструктурою та модифікацією поверхні використовують як носії для доставки корисного навантаження при лікуванні захворювань людини.

Ці НЧ включають: а) органічні НЧ (такі як ліпосоми, полі­мерні наночастинки, полімерні міцели, дендримери); б) неорганічні НЧ (такі як вуглецеві нанотрубки, металеві наночастинки, квантові точки). НЧ, які беруть участь у розробці наноліків для лікування РМЗ, зображено на рисунку.

Рисунок. Типи наночастинок, які використовують для доставки ліків при лікуванні РМЗ

Ліпосоми та НЧ розміром близько 8 нм промиваються через нирки та видаляються, але ті, що мають розмір більше ніж 8 нм, очищаються мононуклеарними фагоцитарними системами в процесі, відомому як опсонізація. Вона має бути зведена нанівець шляхом покриття наноносія інертним полімером (PEG), подібним до щита на поверхні НЧ — ефект «стелс» [15].

Ліпосоми — сферичні везикули, що складаються з одного або кількох ліпідних подвійних шарів із водним ядром. Сферичні нановезикули, які взаємодіють з водою, утворюючи частинки з внутрішнім водним ядром, схожі на клітинні мембрани, доставляють завантажені ліки в клітину. Складаються лише з фосфоліпідів, один бік таких молекул ліпідів є гідрофільним, а інший — гідрофобним, і вони мають менший термін зберігання. Діапазон розмірів ліпосом 25 нм–2,5 мкм, це величезна перевага для доставки ліків [16].

Інкапсуляція діє як захисна система доставки ліків, підвищуючи стабільність інкапсульованих сполук, захищаючи їх від навколишніх, ферментативних і хімічних змін, а також забезпечуючи бар’єр проти коливань pH, температури та іонів [17].

Активно спрямовані ліпосомальні системи доставки ліків є дуже інтригуючою ідеєю, оскільки вони можуть вибірково спрямовуватися на ракові клітини. Це точне таргетування має кілька переваг, включаючи вибіркову інтерналізацію ракових клітин і вивільнення ліків, що зумовлює меншу кількість побічних ефектів у здорових тканинах і зниження ймовірності розвитку множинної лікарської резистентності та здатності виявляти, візуалізувати та лікувати первинно-резистентний та/або рецидивний РМЗ. Наразі створена ліпосомальна система, яка спрямована як на біотин, так і на глюкозу на подвійному розгалуженому поверхневому функціоналізованому прикріпленні, та продемонструвала кращу абсорбцію носія ліків порівняно з мононацільними лігандмодифікованими ліпосомами [18].

Використання гіпертермії є добре відомим методом для покращення накопичення цільових препаратів у пухлинах, і показано, що вона покращує перфузію крові та збільшує розмір пор між ендотеліальними клітинами пухлинних мікросудин; посилення екстравазації наночастинок в інтерстиціальні простори пухлинної тканини [19].

Показано, що 2-тижневий графік введення ліпосомального пегільованого доксорубіцину на фоні локальної гіпертермії перевершує 4-тижневий графік з погляду 6-місячної виживаності без прогресування (ВБП). Перед включенням у дослідження антрацикліни отримували 65% пацієнтів (4 цикли). Середня тривалість спостереження становила 12,1 міс (діапазон 6,0–18,2). Медіана ВБП становила 4,1 міс (95% довірчий інтервал (ДІ) 2,4–4,9), а середня загальна виживаність — 14,2 міс (95% ДІ 9,6–15,3) [20].

В аналізі осіб із HER2-негативним метастатичним РМЗ продемонстровано ефективність пегільованого ліпосомами доксорубіцину 50 мг/м2 кожні 4 тиж до прогресування захворювання або непереносимої токсичності або завершення 6 циклів у пацієнтів, в яких раніше застосовували антрацикліни і таксани. Із 50 включених пацієнтів 40 піддавалися оцінці безпеки та ефективності відповідно. Медіана ВБП становила 3,9 міс (95% ДІ 3,1–4,3), а медіана загальної виживаності (ЗВ) становила 16,0 міс (95% ДІ 11,8–18,2). Виявлені нейтропенія (8,1%), долонно-підошовна еритродизестезія (2,2%) і стоматит (5,2%) [21].

Обговорення

Системи доставки ліків покладаються на покращений захист, стабільність і час циркуляції, що забезпечуються ліпосомами та їх пегілюванням для терапевтичної концентрації в пухлинній тканині. Іншою причиною проблем із традиційною терапією є мікрооточення пухлини та резистентність до ліків. Ліки більше транспортуються до здорових тканин, викликаючи токсичність, і менше до пухлин, що призводить до зниження ефективності терапії [22].

Складність виробництва НЧ є трудомістким і дорогим процесом, який потребує спеціального обладнання та досвіду. Необхідно також звернути увагу на повторюваність і масштабованість виробництва НЧ, щоб зробити їх у більшому масштабі для широкого застосування. Регуляторний ландшафт для НЧ все ще змінюється, і немає чітких правил їх використання в клінічній практиці. Це може викликати невизначеність для дослідників і корпорацій, які вивчають ліки з НЧ, тим самим уповільнюючи їх розвиток [23].

Як система доставки ліків ліпосоми мають кілька явних переваг, включаючи здатність до самозбирання, навантаження гідрофільних, гідрофобних і амфіфільних сполук, покращення розчинності, захисту інкапсульованих ліків, забезпечення біосумісності та низької токсичності на відносних рівнях, біодеградації та індукції, низької імуногенності [24].

Висновок і перспективи

На тлі введення хімієпрепарату резистентні клітини РМЗ набувають агресивного фенотипу з інвазивними та міграційними здібностями, але наномедицина може подолати хімієрезистентність традиційної хімієтерапії та знизити токсичність за рахунок таргетування пухлини.

Незважаючи на те що наномедицина показала багато­обіцяюче застосування в лікуванні РМЗ, все ще є кілька проблем, які слід розв’язати до того, як наномедицина зможе використовуватися в клінічній практиці.

Багато наноплатформ знаходяться на різних стадіях доклінічних і клінічних досліджень. Проте все ще існує потреба у розробці та уніфікації виробництва фармацевтичних наноплатформ і систем наноносіїв.

Конфлікт інтересів

Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів.

Список використаної літератури

  • 1. The World Health Organization (WHO) (2023) Global Breast Cancer Initiative Framework.
  • 2. The World Health Organization (WHO) (2023) Ukraine. Source: Globocan 2023.
  • 3. Анікусько М., Саулов А., Саулов А. та ін. (2024) Сучасні аспекти діагностики та лікування раку грудної залози. Здоров’я України, 5(91.
  • 4. Movchan O., Lyashenko A., Loboda A. et al. (2023) Pegylated liposomal doxorubicin with magnetothermy modification treatment, if available microcalcifications group for advanced chemoresistant breast cancer. IJCBS, 24(5): 271–277.
  • 5. Zhang L., Chen W., Liu S., Chen C. (2023) Targeting Breast Cancer Stem Cells. Int. J. Biol. Sci., 19(2): 552–570. doi: 10.7150/ijbs.76187.
  • 6. Azari M., Bahreini F., Uversky V., Rezaei N. (2023) Current therapeutic approaches and promising perspectives of using bioengineered peptides in fighting chemoresistance in triple-negative breast cancer. Biochem. Pharmacol., 210: 115459.
  • 7. Kumar P., Mangla B., Javed S. et al. (2023) A review of nanomaterials from synthetic and natural molecules for prospective breast cancer nanotherapy. Front. Pharmacol., 14: 1149554. doi: 10.3389/fphar.2023.1149554.
  • 8. Sun X., Zhao P., Lin J. et al. (2023) Recent advances in access to overcome cancer drug resistance by nanocarrier drug delivery system. Cancer Drug Resist., 6(2): 390–415.
  • 9. Malik S., Muhammad K., Waheed Y. (2023) Emerging Applications of Nanotechnology in Healthcare and Medicine. Molecules, 28(18): 6624.
  • 10. Movchan O., Bagmut I., Sheremet M. et al. (2023) Prognostic value of the level of expression of cell wall proteins and cytokines during inflammation in tumor tissue culture in patients with type 2 diabetes mellitus. Rom. J. Diabetes Nutr. Metab. Dis., 30 (1): 34–41.
  • 11. Gupta U., Saren B., Khaparkhuntikar K. et al. (2022) Applications of lipid-engineered nanoplatforms in the delivery of various cancer therapeutics to surmount breast cancer. J. Control. Release, 348: 1089–1115. doi: 10.1016/j.jconrel.2022.05.034.
  • 12. Chehelgerdi M., Chehelgerdi M., Allela O. et al. (2023) Progressing nanotechnology to improve targeted cancer treatment: overcoming hurdles in its clinical implementation. Mol. Cancer, 22: 169. doi.org/10.1186/s12943-023-01865-0.
  • 13. Nirmala M., Kizhuveetil U., Johnson A. et al. (2023) Cancer nanomedicine: a review of nano-therapeutics and challenges ahead. RSC Adv., 13(13): 8606–8629.
  • 14. Farooq M., Trevaskis N. (2023) TPGS Decorated Liposomes as Multifunctional Nano-Delivery Systems. Pharm. Res., 40: 245–263. doi.org/10.1007/s11095-022-03424-6.
  • 15. Douedi S., Carson M. (2023) Anthracycline Medications (Doxorubicin). In: StatPearls [Int.].
  • 16. Cheng X., Xie Q., Sun Y. (2023) Advances in nanomaterial-based targeted drug delivery systems. Front. Bioeng Biotechnol., 11: 1177151.
  • 17. Nsairat H., Khater D., Sayed U. et al. (2022) Liposomes: structure, composition, types, and clinical applications. Heliyon, 8(5): e09394. doi: 10.1016/j.heliyon.2022.e09394.
  • 18. Klojdová I., Milota T., Smetanová J., Stathopoulos C. (2023) Encapsulation: A Strategy to Deliver Therapeutics and Bioactive Compounds? Pharmaceuticals (Basel)., 16(3): 362.
  • 19. Huang M., Pu Y., Peng Y. et al. (2020) Biotin and glucose dual-targeting, ligand-modified liposomes promote breast tumor-specific drug delivery. Bioorg. Med. Chem. Lett., 30(12): 127151. doi: 10.1016/j.bmcl.2020.127151.
  • 20. Bischoff H., Bigot C., Moinard-Butot F. et al. (2023) A propensity score-weighted study comparing a two- versus four-weekly pegylated liposomal doxorubicin regimen in metastatic breast cancer. Breast Cancer Res. Treat., 198(1): 23–29.
  • 21. Jiang H., Li H., Song G. et al. (2023) Pegylated liposomal doxorubicin (Duomeisu®) monotherapy in patients with HER2-negative metastatic breast cancer heavily pretreated with anthracycline and taxanes: a single-arm, phase II study. Breast Cancer Res. Treat., 199(1): 67–79. doi: 10.1007/s10549-023-06894-3.
  • 22. Seynhaeve A., Amin M., Haemmerich D. et al. (2020) Hyperthermia and smart drug delivery systems for solid tumor therapy. Adv. Drug Deliv. Rev., 163–164: 125–144.
  • 23. Rana A., Adhikary M., Singh P. et al. (2023) «Smart» drug delivery: A window to future of translational medicine. Frontiers in Chemistry, 10: 1095598.
  • 24. Nsairat H., Khater D., Sayed U. et al. (2022) Liposomes: structure, composition, types, and clinical applications. Heliyon, 8(5): e09394. doi:10.1016/j.heliyon.2022.e09394.
Інформація про авторів:

Мовчан Олексій Володимирович — кандидат медичних наук, хірург-онколог, науковий співробітник відділення раку молочної залози та реконструктивної хірургії, Державне некомерційне підприємство «Національний інститут раку» МОЗ України, Київ, Україна. E-mail: [email protected]. ORCID: 0000-0002-2874-8841

Ляшенко Андрій Олександрович — доктор медичних наук, провідний науковий співробітник відділу хірургії молочної залози та реконструктивної хірургії, Державне некомерційне підприємство «Національний інститут раку» МОЗ України, Київ, Україна. E-mail: [email protected]. ORCID: 0000-0001-6482-9932

Information about the authors:

Movchan Oleksii V. — Ph.D., Surgical Oncologist. Researcher, Doctor of the Department of breast cancer and reconstructive surgery, State Non-commercial Enterprise «National Cancer Institute» of the Ministry of Health of Ukraine, Kyiv, Ukraine. Е-mail: [email protected]. ORCID: 0000-0002-2874-8841

Lyashenko Andriy O. — Doctor of Medicine, Senior research fellow of the Department of breast and reconstructive surgery, State Non-commercial Enterprise «National Cancer Institute» of the Ministry of Health of Ukraine, Kyiv, Ukraine. Е-mail: [email protected]. ORCID: 0000-0001-6482-9932

Надійшла до редакції/Received: 06.07.2025
Прийнято до друку/Accepted: 22.07.2025