Системы направленной визуализации глиом на основе наночастиц железа

Абакумов, Максим Артёмович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Системы направленной визуализации глиом на основе наночастиц железа
ВАК РФ 03.01.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Системы направленной визуализации глиом на основе наночастиц железа"

На правах рукописи

005045700

Абакумов Максим Артёмович

Системы направленной визуализации глиом на основе наночастиц железа

03.01.04 - Биохимия 03.01.06 - Биотехнология (в том числе бионанотехнолопш)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

1 4 К ЮН 2012

Москва-2012

005045700

Работа выполнена на кафедре медицинских нанобиотехнологий Медико-биологического факультета государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Минздравсоцразвития России.

Научные руководители: академик РАМН, дм.п., профессор Чехонин В.П. д х.н., профессор Кабанов A.B.

Официальные оппоненты:

Курочкин Илья Николаевич, доктор химических наук, профессор кафедры химической энзимологии Химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова

Ипатова Ольга Михайловна, доктор биологических наук, заведующая лабораторией фосфолипидных нанолекарств и транспортных систем федерального государственного бюджетного учереждения «Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н.Ореховича» Российской академии медицинских наук.

Bedytifcut организация:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической физики им. Н.Н.Семенова Российской академии наук

Защита состоится «£>} » LAfü.iJ 2012 года в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 501.001.59 по химическим наукам при Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119991 Москва, Ленинские Горы, МГУ, Химический факультет, кафедра химической энзимологии, аудитория 202.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан ¿{и 2012 г.

Учёный секретарь диссертационного совета,

кандидат химических наук ¿Л^и^р и.К. Сакодынская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Низкодифференцированные глиомы занимают лидирующее место в структуре нейроонкологических заболеваний [1]. Быстрое прогрессирование и инвазивный характер роста приводит к тому, что хирургическое лечение проводится на стадии, когда опухоль уже глубоко инфильтрирует окружающую ткань. На этом этапе полностью удалить глиому практически невозможно, что приводит практически к 100% рецидиву [2]. При этом такие глиомы, как правило, высоко резистентны к химио- и лучевой терапии, а медиана выживаемости составляет шесть месяцев [3]. Прежде всего, это связано с отсутствием способов ранней диагностики, когда размер опухоли ещё мал и ее удаление в полном объеме не привело бы к нарушениям, не сопоставимым с поддержанием жизненно важных функций головного мозга.

Основным методом прижизненной диагностики опухолей головного мозга является магнитно-резонансная томография (МРТ) с использованием контрастных агентов [4]. Магнитные наночастицы оксида железа (МНЧ) вследствие высокой удельной намагниченности и большого разнообразия возможных покрытий являются перспективным материалом для разработки как опухоль селективных МРТ-контрастов [5], так и различных конструкций на основе МНЧ для адресной доставки лекарственных средств [6] или противоопухолевой терапии методом локальной гипертермии [7]. Кроме того, значения Т2 релаксивности для магнитных наночатсиц на порядок выше, чем соответствующие значения Т1 релаксации для используемых повсеместно в клинике контрастных агентов на основе хелатных комплексов гадолиния, что позволяет существенно снизить дозировку диагностического препарата. Коллоидные растворы наночастиц чистого железа крайне нестабильны, окисляются на воздухе и в сухом виде пирофорны, поэтому чаще всего используют наночастицы оксида железа КезСЦ или у-Fe203, обладающие схожими магнитными свойствами. В связи с невысокой стабильностью коллоидных растворов наночастиц оксида железа большинство методов синтеза предполагает модификацию их поверхности веществами, препятствующими агрегации. Среди них как высокомолекулярные - декстран [8], хитозан [9], полиэтиленгликоль (ПЭГ) [10], так и низкомолекулярные соединения -фосфатндилхолин, цитрат натрия [11]. Поскольку адсорбция молекул происходит за счёт ионных и электростатических взаимодействий, сильно зависящих от рН и ионной силы раствора, эти покрытия в большинстве случаев не могут обеспечить достаточной

устойчивости в физиологических средах. Кроме того, ковалентное присоединение векторных или транспортируемых молекул к подобным лигандам зачастую оказывается затруднительным из-за отсутствия легкодоступных активных химических групп в их структуре (карбоксильной, аминогруппы и т.д.), тогда как стратегия адресной доставки диагностического препарата в орган-мишень позволяет проводить более точную верификацию степени и размера патологического процесса в исследуемой ткани.

Суммируя выше сказанное, следует отметить, что перспективы ранней диагностики опухолей головного мозга требуют создания Т2-контрастных агентов, которые было бы возможно конъюгироватъ с векторными лигандами, и среди наилучших кандидатов на эту роль могут быть рекомендованы магнитные наночастицы железа и его оксидов.

Цель работы

Разработать способ получения векторного Т2 -контрастного препарата для МРТ на основе магнитных наночастиц оксида железа и антител к антигенам клеток глиомы, оценить его биораспределение в организме и биосовместимость, а также изучить перспективы его применения для МРТ- диагностики опухолей головного мозга.

Задачи исследования

1) Адаптировать метод синтеза магнитных наночастиц оксида железа, для соответствия предъявляемым требованиям к контрастирующим агентам для МРТ- диагностики.

2) Разработать метод модификации поверхности наночастиц с целью получения стабильных водных коллоидных растворов магнитных наночастиц.

3) Провести физико-химическую характеристику магнитных наночастиц с помощью просвечивающей электронной микроскопии и динамического светорассеяния и оценить уровень цитотоксичности их водных коллоидных растворов.

4) Разработать способ конъюгации магнитных наночастиц с моноклональными антителами к опухоль-ассоциированным белкам и иммуноцитохимически доказать иммунохимическую специфичность полученных конъюгатов антигенам клеток глиомы Сб.

5) Определить среднее время циркуляции в крови и биораспределение в организме крыс с экспериментальной глиомой С6 конъюгатов наночастиц с антителами к глиома-ассоциированным белкам после внутривенного введения.

6) Исследовать влияние внутривенного введения конъюгатов магнитных наночастиц с моноклональными антителами к опухоль ассоциированным белкам на интенсивность сигнала от опухолевой и здоровой ткани в SWI режиме МРТ и определить перспективы их клинического применения.

Научная новизна

Разработан способ стабилизации водных коллоидных растворов магнитных наночастиц водорастворимыми биосовместимыми полимерами, таким как полиглутаминовая кислота-15000 (ПГК), блок-сополимер полиглутаминовой кислоты-15000 и полиэтиленгликоля-5000 (ПГК-ПЭГ). полиаспарагиновая-14000 кислота (ПАспК), блок-сополимер полиаспарагиновой кислоты-14000 и полиэтиленгликоля-5000 (ПАспК-ПЭГ), полшшзин-16000 (ПЛ), блок-сополимер полилизина-16000 и полиэтиленгликоля-5000 (ПЛ-ПЭГ), бычий сывороточный альбумин (БСА), человеческий сывороточный альбумин (ЧСА).

Впервые получены и физико-химически охарактеризованы с помощью просвечивающей электронной микроскопии и метода динамического светорассеяния биосовместимые водные суспензии наночастиц оксида железа, покрытых БСА.

Впервые получены конъюгаты магнитных наночастиц оксида железа с моноклональными антителами к коннексину 43 (Сх43) и фактору роста эндотелия сосудов (VEGF), сохраняющие свою специфичность к клеткам глиомы С6 крысы.

Проведено исследование распределения конъюгатов магнитных наночастиц оксида железа с моноклональными антителами к опухоль-ассоциированным антигенам в организме крыс с экспериментальной глиомой С6, а также рассчитано время их полувыведения из кровотока после внутривенного введения.

Продемонстрирована специфическая МРТ-визуализация, в режиме SWI, экспериментальной глиомы С6 крысы с помощью конъюгатов магнитных наночастиц оксида железа и моноклональных антител к фактору роста эндотелия сосудов через 24 часа после внутривенного введения.

Теоретическая значимость работы

1) Обобщен обширный литературный материал, касающийся способов синтеза, стабилизации, векторизации и применения магнитных наночастиц в медицине, а также выделены основные проблемы возникающие на каждом этапе получения диагностического препарата для биомедицинского применения.

2) Произведено сравнение физико-химических характеристик магнитных наночастиц, полученных различными способами и показано, что введение органических стабилизаторов, содержащих хелатирующие агенты, негативно влияет на растворимость и стабильность водных суспензий и релаксивность магнитных наночастиц.

3) Радиоизотопный и МРТ анализ распределения конъюгатов магнитных наночастиц, с моноклональными антителами к опухоль ассоциированным антигенам, в организме

крыс с экспериментальной глиомой С6 показал его высокую специфичность при визуализации клеток глиомы Сб.

Научно-практическое значение работы

1) Предложен метод синтеза магнитных наночастиц разложением ацетилацетоната в бензиловом спирте, позволяющий получать наночастицы легко суспендирующиеся в воде при рН 11 в отсутствии каких либо стабилизаторов.

2) Предложен способ иммобилизации белковых молекул на поверхности магнитных наночастиц с целью создания низкотоксичного биодеградируемого покрытия.

3) Разработан способ МРТ-визуализации в режиме SWI глиом головного мозга с использованием Т2-контрастных агентов, на основе конъюгатов магнитных наночастиц и моноклональных анти-VEGF антител.

Основные положения, выносимые на защиту

1) Наночастицы оксида железа, полученные термическим разложением ацетилацетоната железа (III) и покрытые БСА, проявляют высокую Т2 релаксивность, высокую кристалличность и низкую токсичность, что обуславливает перспективность их применения в медицине.

2) Использование глутарового альдегида для стабилизации БСА на поверхности магнитных наночастиц позволяет получить стабильные водные коллоидные растворы магнитных наночастиц.

3) Время полувыведения магнитных наночастиц, покрытых БСА из крови составляет 20±1,5 минут, что обеспечивает их полное выведение из организма через сутки, а данные о низком накоплении магнитных наночастиц в остальных органах свидетельствуют об их деградации и последующем выведении из организма.

4) Имеются значимые достоверные различия в накоплении в опухолевой ткани магнитных наночастиц, конъюгированных с моноклонапьными антителами к опухоль-ассоциированным белкам по сравнению с их неспецифическими аналогами.

5) Использование конъюгатов магнитных наночастиц с моноклональными анти-VEGF антителами в качестве Т2-контрастных агентов для МРТ позволяет диагностировать наличие экспериментальной глиомы С6 у животных, а также более точно установить границы ее инвазии и степень васкуляризации.

Аппробация работы.

Основные результаты работы были представлены на международных конференциях

«Nano DDS» (Омаха, США, 2010), «Роснанофорум» (Москва, 2010), «Биотехнология:

состояние и перспективы развития» (Москва 2012), «Bionanotox» (Ираклион, Крит, 2012), а

также на 2-ой Международной школе - Нано 2011. Наноматериалы и нанотехнологии в живых системах. Безопасность и наномедицина (Пансионат «Заря», 2011).

Апробация работы проведена на совместной научно-практической конференции коллектива сотрудников кафедры и Отдела медицинских нанобиотехнологий медико-биологического факультета ГБОУ ВПО Российского Национального Исследовательского Медицинского Университета им. Н.И. Пирогова Минздравсоцразвития России и сотрудников кафедры химической этимологии Химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова (протокол № 5-12 от 18 мая 2012 г).

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 2 статьи и 8 тезисов докладов международных конференций.

Объём н структура работы.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов и их обсуждения; выводов и списка цитируемой литературы, включающего 203 ссылки. Работа изложена на 121 странице, включает в себя 30 рисунков и 2 таблицы.

Материалы и методы.

Синтез магнитных наночастиц. Синтез магнитных наночастиц, покрытых олеиновой кислотой проводили из пентакарбонила железа и ацетилацетоната железа. Синтез из пентакарбонила железа проводили согласно протоколу [12]. Синтез из ацетилацетоната проводили согласно протоколу [13].

Синтез магнитных наночастиц разложением ацетилацетоната железа (III) в бензиловом спирте проводили в трёхгорлой тщательно высушенной и заполненной азотом колбе с обратным водяным холодильником, термометром и газовым инжектором. В колбу помещали 45 мл бензинового спирта и 2,18 г ацетилацетоната железа (III). Затем, при постоянном перемешивании, реакционную смесь продували азотом и медленно нагревали до температуры 383 К, после чего выдерживали 1 ч при данной температуре для выпаривания воды из раствора Затем температуру реакционной смеси со скоростью 25 градусов в час поднимали до 473 К, и выдерживали при данной температуре 40 часов. Через 40 часов реакционную смесь медленно охлаждали до комнатной температуры, добавляли 90 мл безводного ацетона и отделяли наночастицы центрифугированием при 2000 в в течении 10 минут Полученный осадок дважды промывали избытком ацетона после чего высушивали на роторном испарителе до полного удаления ацетона.

Стабилизация водных суспензий магнитных наночастиц. Синтез графт сополимера поли(малеинового ангидрида-альт-1-октадекана) и ПЭГа проводили в соответствии с методикой [14].

Для стабилизации водных суспензий магнитных наночастиц, покрытых олеиновой кислотой, были использованы графт сополимер поли(мапеинового ангидрида-альт-1-октадекана) и ПЭГа (PMAO-PEG), а также полиэтиленгликоль-2000-1,2-дистеароил-3-5П-фосфатидилэтаноламин (DSPE-PEG).

Для стабилизации водных суспензий магнитных наночастиц, полученных разложением ацетилацетоната железа (III) в бензиловом спирте были использованы полиглутаминовая кислота-15000 (ПГК), блок-сополимер полиглутаминовой кислоты-15000 и полиэтиленгликоля-5000 (ПГК-ПЭК), полиаспарагиновая-14000 кислота (ПАспК), блок-сополимер полиаспарагиновой кислоты-14000 и полиэтиленгликоля-5000(ПАспК-ПЭГ), полилизин-16000 (ПЛ), блок-сополимер полилизина-16000 и полиэтиленгликоля-5000 (ПЛ-ПЭГ) и бычий сывороточный альбумин (БСА).

Для стабилизации водных суспензий наночастиц оксида железа, покрытых БСА к 20 мл раствора с концентрацией белка и НЧ оксида железа 4мг/мл и 2 мг/мл соответственно добавляли 500 мкл 1M NaOH, а затем по каплям при перемешивании 2,3 мл 25% водного раствора глутарового альдегида. Полученную смесь инкубировали при перемешивании 15 минут, а затем добавляли 500 мкл ЗМ глицина с рН 9,2 для связывания непрореагировавших альдегидных групп. К полученному раствору добавляли 1 мл раствора боргидрида натрия в фосфатно-солевом буфере (PBS) концентрацией 2мг/мл. Затем инкубировали 60 минут.

Конъюгация моноклональных антител с магнитными наночастицами. Конъюгацию моноклональных антител с магнитными наночастицами проводили с использованием карбодиимида для активации карбоксильных групп на поверхности магнитных наночастиц и последующей реакцией активированных карбоксильных групп с е-аминогруппами аминокислотных остатков лизина антитела, модифицированных гетеробифункциональным линкером амино-(ПЭГ7500)-малеимид.

Иммунохимическую активность полученных конъюгатов моноклональных антител с магнитными наночастицами подтверждали методами иммуноферментного анализа и иммунофлуоресцентного анализа срезов мозжечка в случае магнитных наночастиц, покрытых PMAO-PEG и клеток глиомы С6 в случае магнитных наночастиц, покрытых БСА.

Биораспределение конъюгатов магнитных наночастиц с моноклоналъными антителами к опухоль-ассоциированньш антигенам.

Для изучения биораспределения магнитных наночастиц, покрытых БСА, после внутривенного введения, аминокислотные остатки тирозина БСА, иммобилизованного на НЧ, модифицировали радиоактивным изотопом 1251. Введение радиоактивной метки осуществляли с помощью хлорамина. Для этого к 1,2 мл раствора НЧ в PBS с концентрацией 25 мг/мл добавляли 40 мкл раствора NaI25I с удельной активностью 1 ГБк. Затем добавляли 100 мкл (Юмг/мл) раствора хлорамина и инкубировали 5 мин. Реакцию останавливали добавлением 100 мкл (10 мг/мл) тиосульфата натрия.

Стереотаксическое введение клеток Сб-глиомы и любые манипуляции с животными выполняли на половозрелых самках крыс в соответствии требованиями предъявляемыми приложением к приказу Министерства высшего и среднего образования СССР от 13.11.1984г. №742 и № 267 МЗ РФ от 19.06.2003, а также международным правилам «Guide for the саге and use of Laboratory Animals». Все манипуляции, причиняющие животным болевую или иную травму, выполняли при обезболивании, животных наркотизирули интраперитонеальным введением Кетамина (50 мг/кг) и Седуксена (5 мг/кг), через 2-3 минуты вводят 0.1 мл атропина подкожно.

МРТ визуализация глиомы С6 in vivo. Для моделирования глиомы С6 производили срединный надрез вдоль черепа, кости отделяли от соединительной ткани. За точку отсчета принамали Bregma, образованная пересечением сагитального (sagittalsuture) и венечного (coronalsuture) швов. Трспанашно черепа производили с помощью краниотома по следующим координатам: Ар -1; L 3,0; V 4,5, TBS -5 мм (SwansonL.W. BrainMaps). Далее клетки глиомы С6 ресуспендировали и отбирали в микрошприц. 4x101 клеток имплантировали с помощью стереотаксического аппарата Narishige через гамильтоновский микрошприц, соединенный с инфузоматом, в правый стриатум со скоростью 5 мкл/мин в объеме 15 мкл. По окончании введения иглу не извлекали и оставляли в том же положении на 5 минут, после чего медленно извлекали со скоростью 2,5 мм/мин.

МРТ исследование эффективности визуализации опухолей головного мозга проводили на животных с экспериментальной моделью глиомы Сб. Для визуализации глиомы животным вводили внутривенно раствор наночастиц, конъюгированных с антителами к VEGF (МНЧ-БСА-VEGF), а также с антителами к Сх43 (МНЧ-БСА-Сх43). В качестве контроля использовали МНЧ-БСА, конъюгированные с неспецифическими иммуноглобулинами мыши IgG (МНЧ-БСА-IgG), а также коммерческий препарат Feridex (Guerbet, Advanced Magnetics). Введённая доза МНЧ в пересчёте на концентрацию железа

составляла 10 мг/кг. МРТ-сканирование проводили на томографе Сіішсап 7Т фирмы Вгикег в режиме 5ШІ с параметрами, перечисленными в Таблица 1.

Время повтора импульса Время эхо Кол-во повторов Тип Толщина среза Параметры матрицы Параметры поля снимка Время исследования

33 мс 19 мс 1 3D 0,5 мм 320*230 пикселей 45*32 мм 2:58

Таблица 1. Параметры режима используемого для диагностики глиомы С6 с помощью МНЧ-БСА.

Последующую обработку изображений проводили с помощью пакета программ Syngo Siemens для обработки МР-снимков. Результаты и их обсуждение.

В результате синтеза термическим разложением пентакарбонила железа были получены сферические наночастицы, при этом их размер составил 8±0,6 нм. Полученные НЧ легко растворялись в органических неполярных растворителях (гексане, хлорформе), образуя стабильные магнитные суспензии (Рисунок 1).

Рисунок 1. Электронная микрофотография наночастиц оксида железа, полученных термическим разложением пентакарбонила железа.

Наночастицы, полученные разложением ацетилацетоната железа (III), несмотря на наличие отдельных наночастиц (6,5±4 нм), образовывали агрегаты, которые были

нерастворимы даже в органических растворителях и дальнейшее их использование было невозможно (Рисунок 2).

Рисунок 2. Электронная микрофотография наночастиц оксида железа, полученных термическим разложением ацетилацетоната железа в дибензиловом эфире.

Для получения наночастиц, не содержащих гидрофобных стабилизаторов был

использован способ разложения ацетилацетоната железа (III) в бензиловом спирте. Получаемые этим методом наночастицы также имеют близкую к сферической форму, но размер их больше, чем в случае наночастиц, полученных разложением пентакарбонила (12,5±1,5 нм). Разброс размеров наночастиц также больше (Рисунок 3).

Ш«* ' . * "

* ■ А

+' Г' , • 1

•»- ■ ■ * ,, ,,, • V . * -...... Ш"

ь ... * ■ ...... , _ г , " «г мгшттп „ " > « ' ..« • . .. * • ^ : 1

Рисунок 3. Электронная микрофотография наночастиц оксида железа, полученных термическим разложением ацетилацетоната железа в бензиловом спирте.

Для перевода гидрофобных МНЧ в водорастворимое состояние необходимо было экранировать гидрофобную оболочку НЧ от полярных молекул воды. В нашем случае мы

использовали НЧ, полученные термическим разложением пентакарбонила железа и два типа покрытия на основе амфифильных молекул: низкомолекулярный ОБРЕ-РЕО и графт сополимер РМАО-РЕО. После процедуры стабилизации были получены растворы тёмно коричневого оттенка. Средний размер частиц, измеренный методом динамического светорассеяния, составил 108±10 нм в случае ОБРЕ-РЕв (МНЧ-ОБРЕ-РЕО) и 131±10 нм для РМАО-РЕО (МНЧ-РМАО-РЕО). Просвечивающая электронная микроскопия водных суспензий показала, что наночастицы оксида железа заключены в центр мицелл, образованных молекулами амфифильного покрытия (Рисунок 4, А). Гидродинамический диаметр и ^-потенциал МНЧ, покрытых БСА, составили 53±5 нм и -41± 4 мВ соотвественно. . Просвечивающая электронная микроскопия показала, что наночастицы покрытые БСА не образуют агрегатов (Рисунок 4, Б).

Рисунок 4. Электронные микрофотографии водной суспензии наночастиц оксида железа, покрытых РМЛО-РЕО (А) и покрытых БСА (Б).

Чтобы предотвратить десорбцию молекул БСА с поверхности наночастиц их необходимо было стабилизировать, что было достигнуто с помощью межмолекулярной сшивки глутаровым альдегидом. После очистки от несвязанных с поверхностью молекул белка размер наночастиц, покрытых БСА и сшитых глутаровым альдегидом (МНЧ-БСА), составил 90±5 нм , а ¡^-потенциал был равен -35 ±мВ.

Измерение Т2 релаксивности показало, что релаксивность МЫЧ-ББРЕ-РЕО составила 82,88±12 мМ"'с"', релаксивность МИЧ-РМАО-РЕй - 76,72±13 мМ"'с"',а релаксивность МНЧ-БСА - 270±10 мМ"'с'' (Рисунок 5).

В случае МНЧ-РМАО-РШ, МНЧ-БЯРЕ-РЕО величина релаксивности в 3 раза ниже, чем в случае МНЧ-БСА, что может быть объяснено негативным влиянием стабилизаторов, содержащих карбоксильные группы на упорядоченность кристаллической структуры магнитного ядра [15].

0,01 С,,мг/мл

♦ МНЧ-05РЕ-РЕб ШМИЧ-РМАО-РЕв А МНЧ-БСА

Рисунок 5. Зависимость Т2 релаксации (К2) протонов воды от концентрации магнитных центров.

. Оценить упорядоченность, степень кристалличности и тип кристаллической решетки наночастиц полученных разложением пентакарбонилом железа не представляется возможным, так как невозможно отделить наночастицы от олеиновой кислоты и получить препарат, содержащий только оксид железа. МНЧ полученные разложением ацетилацетоната железа (III) в бензиловом спирте представляют собой порошок, спектр дифракции рентгеновских лучей с которого показан на Рисунок 6.

Расположение максимумов дифракции свидетельствует о наличии одной кристаллической фазы высокой степени упорядоченности со структурой шпинели, а структуру шпинели имеет двойной оксид железа РеО РегОз (маггемит).

Рисунок 6. Спектр порошковой рентгеновской дифракции магнитных напочастнц, полученных термическим разложением ацетнлацетоната железа (III) в бензиловом спирте.

Для оценки специфичности конъюгатов монокпональных антител с МНЧ-БСА использовали метод иммунофлуоресцентного анализа, который проводили на фиксированной культуре клеток глиомы Сб. МНЧ-БСА, конъюгированные с моноколональными антителами к экстраклеточному фрагменту Е2 коннексина 43 (МНЧ-БСА-МаЬ-апИ-Сх43) проявляли высокую специфичность по отношению к опухолевым клеткам. Они позволяют визуализировать плакоидные структуры, характерные для локализации мембранного Сх43, подобные тем, которые визуализируются с помощью первичных анти-Сх43 антител. Важно отметить, что МНЧ-БСА, конъюгированные с неспецифическими иммуноглобулинами мыши (МНЧ-БСА-^С) не взаимодействовали с поверхностью клеток при любых концентрациях, тогда как взаимодействие МНЧ-БСА-МаЬ-агШ-Сх43 с опухолевыми клетками наблюдалось вплоть до концентрации 2 мкг/мл (Рисунок 7).

А Б

Рисунок 7. Иммунофлюоресцентный анализ наночастиц оксида железа, конъюгированных с моноклональными антителами к Сх43 (А) и с неспецифическими иммуноглобулинами мыши (Б) на фиксированной культуре клеток глиомы Сб. В качестве флуоресцентного красителя использовали иммуноглобулины козы специфичные к иммуноглобулинам мыши, меченные флуоресцентным красителем Alexa fluor 488. Увеличение хЮОО, масляная иммерсия.

На основе данных по удельной радиоактивности в крови было рассчитано значение времени полувыведения наночастиц из крови, которое составило 20±1,5 минуты и было равно как для MH4-BCA-Mab-anti-Cx43, так и дня МНЧ-БСА-IgG (Рисунок 8).

3 1

О S 10 15 20 25 30

Время после введения, ч.

Рисунок 8. Оценка среднего времени циркуляции наночастиц в крови.

Исследование распределения радиоактивной метки по органам через 24 часа после введения показало, что наибольшее накопление наблюдается в щитовидной железе (19%), печени (5%) и почках (1%), тогда как уровень радиоактивности в остальных органах

составлял менее 0,1 % от введённой дозы (Рисунок 9). Как и в случае значений времени полувыведения из крови значения остаточной радиоактивности в органах были одинаковы для МНЧ-БСА-МаЬ-апЦ-Сх43 и МНЧ-БСА-^С. Столь высокий уровень радиоактивности в щитовидной железе вызван высоким уровнем интенсивности захвата йодсодержащих остатков тирозина её клетками.

■ Печень Почки

■ Селезёнка

■ Лёгкие

■ Сердце Щитовидная железа

Щитовидная

^^ Сердце

® Лёгкие железа

Сх43 Печень СеЛе3ёНКЭ

Рисунок 9. Распределение МНЧ-БСА-МаЬ-аШі-Сх43 и \lH4-GCA-IgG по организму через 24 часа после внутривенного введения

Отдельно было изучено накопление МНЧ-БСА-МаЬ-апІі-Сх43 и МНЧ-БСА-1§0 в здоровом и поражённом глиомой полушарии мозга. В случае здорового полушария ни один тип наночастиц не продемонстрировал высокого накопления, что объясняется наличием интактного гематоэнцефалического барьера. В поражённом глиомой полушарии крыс получавших МНЧ-БСА-МаЬ-апІі-Сх43 наблюдалось более высокое накопление наночастиц (Рисунок 10).

ь о

X ОС 0,03 -

m 3 0,025

jO Б О о Ct

X m >х о 0,02

1 X :0)

0 1 Ч Ф m m 0,015

о.

к го 0,01

с:

2 0,005

I Глиома MH4-Mab-ant¡-

Cx43 l. Глиома МНЧ-lgG

Ш Интактное полушарие

MH4-Mab-anti-Cx43 ib Интактное полушарие МНЧ- IgG

Рисунок 10. Накопление меченных I МНЧ-lgG И MH4-Mab-anti-Cx43 в здоровой ткани и глиоме.

Исследование эффективности визуализации глиомы MH4-BCA-Mab-anti-Cx43 и МНЧ-БСА-Mab-anti-VEGF in vivo.

Основываясь на данных полученных при МРТ исследованиях можно сделать вывод о том, что все используемые в работе магнитные НЧ сразу после введения преимущественно находятся в кровеносной системе. Кроме того, на МР-томограммах через 10 минут после введения отчетливо визуализируется структура кровеносных сосудов опухоли, которая позволяет определить очаг опухолевого процесса, тогда, как до введения магнитных наночастиц точно установить границы и локализацию опухоли не представляется возможным (Рисунок 11).

При исследовании влияния МНЧ-БСА-Mab-anti-VEGF на интенсивность сигнала в опухоли отличий от МНЧ-БСА-IgG и MH4-ECA-Mab-anti-Cx43 через 10 минут после введения обнаружено не было. Тем не менее, важно отметить, что все используемые нами препараты на основе МНЧ-БСА показали заметно лучшую визуализацию, чем коммерческий препарат Feridex, который практически не накапливался в опухоли даже непосредственно после внутривенного введения.

Рисунок 11. MPT снимки головного мозга крысы до внутривенного введения препарат магнитных наночастиц (А, В, Д, Ж) и через 10 минут после внутривенного

введения (Б, Г, Е, 3)

МРТ-исследование, проведённое через 2 часа после внутривенного введения, показывает, что интенсивность сигнала постепенно возвращается к прежнему уровню, что связано с понижением концентрации наночастиц в крови, согласно экспериментам по биораспределению, проведёнными с меченными 1251 наночастицами. Через 24 часа интенсивность сигнала от опухолевой ткани возвращается к уровню, характерному для нормальной ткани до введения контрастного агента в случае всех препаратов векторных магнитных наночастиц, кроме МНЧ-БСА-МаЬ-ап^-УЕОР, которые показывают накопление в опухоли, в области, где наиболее активно проходит неоангиогенез, за счёт специфического захвата анти-УЕОР-антител на поверхности эндотелиоцитов опухолевых сосудов. МНЧ-БСА-МаЬапи-Сх43, чьё связывание было показано в экспериментах с радиоактивной меткой, подобного захвата не продемонстрировали, что объясняется более низким уровнем экспрессии этого белка клетками глиомы, и, следовательно, относительно

А, Б - Feridex

Д, Е - МНЧ-БСА- Mab anti-VEGF

В, Г - МНЧ-БСА-IgG

Ж, 3 - МНЧ-БСА- Mab anti-Cx43

малым количеством наночастиц, связанных с опухолью, которого недостаточно для эффективного влияния на сигнал.

Рисунок 12. МРТ снимки головного мозга крысы до внутривенного введения препарат магнитных наночастиц (А, Г, Ж, К), через 2 (Б, Д, 3, Л) и через 24 часа (В, Е, И, М) после внутривенного введения

А, Б, В - Feridex Г, Д, Е - МНЧ-БСА-IgG

Ж, 3, И - МНЧ-БСА- Mab-anti-VEGF Л, М, К - МНЧ-БСА-МаЬ anti-Cx43

Таким образом, нами было показано, что МНЧ вне зависимости от типа антител позволяют визуализировать опухоли головного мозга с развитой сосудистой сетью, что наблюдается на последних стадиях развития опухолевого процесса, а МНЧ-БСА-VEGF способны специфично визуализировать опухолевую ткань, в которой идёт активный синтез проангиогенного фактора роста эндотелия сосудов, что более характерно для ранних стадиях опухолевого неоангиогенеза.

Список литературы.

1. Holland Е. С. // Glioblastoma multiforme: The terminator //Proc Natl Acad Sci USA.

2000, том 97, стр. 6242-6244.

2. Ishii M, Tada M., Hamou M. F., Janzer R. C., Meagher-Villemure K„ Weistler O. D., Tribolet N„ Van Meier E. G. //Cells with TP53 mutations in low grade astrocytic tumors evolve clonally to malignancy and are an unfavorable prognostic factor. // Oncogene. 1999, том 18, стр. 5870-5878.

3. Rizvi S., Asghar A.H., Mehboob J. // Gliosarcoma: a rare variant of glioblastoma multiforme. //J Pak. Med. Assoc. 2010. том 60, стр. 773-775.

4. Giannopoulos S„ Kyritsis Л.Р. // Diagnosis and management of multifocal gliomas. // Oncology. 2010. том 79, стр. 306-312.

5. Pankhurst Q. A., Connolly J., Jones S. K., J Dobson. II Applications of magnetic nanoparticles in biomedicine J. Phys. D: Appl. Phys. //2003. том Зб.стр. 167.

6. Dilnawaz F„ Singh A., Mohanly C. et al. // Dual drug loaded superparamagnetic iron oxide nanoparticles for targeted cancer therapy//Biomaterials. 2010. том 31, стр. 36943706.

7. Gonzales-Weimuller M., Zeisberger M., Krishnan К. M. // Size-dependant heating rates of iron oxide nanoparticles for magnetic fluid hyperthermia // J. Magn. Magn. Mater. 2009. том 321, стр. 1947-1950.

8. Molda R. S., MacKenzie D. II Immunospecific ferromagnetic iron-dextran reagents for the labeling and magnetic separation of cells // J. Immunol. Methods. 1982. том 52, стр. 353.

9. Laurent S„ Forge D., Port M. et al И Magnetic Iron Oxide Nanoparticles: Synthesis, Stabilization, Vectorization, Physicochemical Characterizations, and Biological Applications // Chem. Rev.2008. том 108, стр. 2064-2110

10. Kim D. K„ Zhang Y„ KehrJ. et al II Characterization and MRI study of surfactant-coated superparamagnetic nanoparticles administered into the rat brain // J. Magn. Magn. Mater.

2001. том 225, стр. 256-261

11. Sahoo Y., Goodarzi A., Swihart M. T. et al. II Aqueous Ferrofluid of Magnetite Nanoparticles: Fluorescence Labeling and Magnetophoretic Control // J. Phys. Chem. B. 2005. том 109, стр. 3879-3885.

12 .ParkJ., Lee E„ Hwang N.. KangM., Kim S. C„ Hwang Y„ ParkJ.-G„ Noh H.-J.,. Kim J.Y, Park J.-H., Hyeon. T. //One-Nanometer-Scale Size-Controlled Synthesis of Monodisperse Magnetic Iron Oxide Nanoparticles. // Angew. Chem. Int. Ed. 2005, том 44, стр. 2872 -2877

13. Zhang et al. II Synthesis of polyacrylamide modified magnetic nanoparticles and radiolabeling with 188Re for magnetically targeted radiotherapy. // J.of Magn. and Magn. Mat. 2005. том 293, стр. 193-198.

14. Yu W.W., Chang E., Sayes С. M, Drezek R., Colvin V. II Aqueous dispersion of monodisperse magnetic iron oxide nanocrystals through phase transfer // Nanotechnology. 2006. том. 17, стр. 4483-4487.

15. Liu С., Huang P. M. И Atomic Force Microscopy and Surface Characteristics of Iron Oxides Formed in Citrate Solutions // Soil Sci. Soc. Am. J. 1999, том 63, стр. 65.

Выводы

1) Разложение ацетиладетоната железа (III) в бензиловом спирте с дальнейшей стабилизацией магнитных наночастиц БСА позволяет получать стабильные водные коллоидные растворы наночастиц не обладающие токсичностью до концентрации 2,5 мг/мл.

2) Межмолекулярная сшивка магнитных наночастиц БСА глугаровым альдегидом приводит к получению стабильных водных магнитных суспензий с средним гидродинамическим размером наночастиц 95 нм, Ç-потенциалом -35 мВ, и значением Т2 релаксивности равному 270±10 мМ''с''

3) Конъюгация магнитных наночастиц оксида железа с моноклональными антителами с использованием амино-ПЕГ(7500)-малеимида позволяет сохранить их иммунохимическую активность и повысить специфичность взаимодействия полученных конъюгатов с антигенами на поверхности клеток глиомы.

4) Коньюгаты магнитных наночастиц с моноклональными антителами анти-Сх-43 характеризуются низкой токсичностью (до 2,5 мг/мл), временем их полувыведения из крови равным 20 ± 1,5 минутам, и высокой специфичностью (3,5-4 кратное накопление по сравнению с неспецифическими IgG).

5) Внутривенное введение конъюгатов магнитных наночастиц, с моноклональными анти-VEGF антителами в дозе 10 мг/кг позволяет специфично визуализировать экспериментальную глиому С6 с помощью МРТ-исследования в режиме SWI.

Практические рекомендации

Полученные конъюгаты магнитных наночастиц оксида железа, с моноклональными антителами к VEGF, могут быть использованы для повышения достоверности диагностики опухолей головного мозга на ранней стадии с помощью МРТ-исследования в режиме SWI.

Список опубликованных научных работ по теме диссертации

1. М.А. Абакумов, В.П. Баклаушев, Я.А. Зоркина, А.Е. Чеканова, Е.А. Гудилин, В.П. Чехонин. Система направленной визуализации глиом на основе наночастиц оксида железа. Материалы V Международной (XIV Всероссийская) Пироговской научной медицинской конференции студентов и молодых ученых, г.Москва, 2010, стр. 488.

2. Abakumov М.А., Sandalova Т.О., Yusubalieva G.M., Grinenko N.F, Baklaushev V.P., Vishvasrao H., Sokolsky-Papkov M., Kabanov A.V., Chekhonin V.P. Magnetic biocompatible iron oxide nanoparticles for MRI-diagnostics. Nano Drug Delivery Symposium, Omaha, Nebraska, Usa, 2010, стр. 85.

3. Абакумов М.А., Зоркина Я.А., Чеканова A.B., Гудилин Е.А., Баклаушев В.П., Юсубалиева Г.М., Гриненко Н.Ф., Чехонин В.П., Кабанов A.B. Способ получения биосовместимых магнитных нанокапсул для визуализации сосудов методом МРТ, III Международный форум по нанотехнологиям, Москва, Россия. 2010, стр. 57.

Международная (XI' Всероссийская) Пироговская научная медицинская конференция студентов и молодых ученых, Москва, 2011, стр. 227.

5. Abakumov MA., Sandalova Т.О., YusubaJieva G.M., Grinenko N.F., Baklaushev V.P., Vishvasrao H., Sokolsky-Papkov M., Kabanov A.V., Chekhonin V.P. Magnetic biocompatible iron oxide nanoparticles for MRI-diagnostics. Материалы 2-ой Международной школы «Наноматериалы и нанотехнологиив живых системах. Безопасность и наномедицина», 19-24.09.2011, стр. 162.

6. Abakumov М.А.,, Vishwasrao H., Sokolsky-Papkov M., Nukolova N.,Sandalova Т.О., Yusubalieva G.M., Grinenko N.F., Baklaushev V.P., Kabanov A.V., Chekhonin V.P. Magnetic biocompatible iron oxide nanoparticles jor MRI-diagnostics. Материалы международной конференции «Биотехнология- состояние и перспективы развития», Москва, 20-22.03.2012, стр. 215.

7. Abakumov М.А., Grinenko N.F., Sandalova Т.О., Nukolova N.V., Kabanov A.V. Magnetic biocompatible iron oxide nanoparticles for MRI-diagnostics. VII Международная (XVI Всероссийская) Пироговская научная медицинская конференция студентов и молодых ученых, 2012, стр. 198

8. Abakumov М.А., Vishwasrao H.,Sandalova Т.О., Nukolova N.V.,Yusubalieva G.M., Grinenko N.F., Baklaushev V.P., Sokolsky-Papkov M., Kabanov A.V., Chekhonin V.P. Glioma C6 visualization by MRI with conjugale of magnetic iron oxide nanoparticles and monoclonal antibodies to connexin 43. 3rd Russian-Hellenic simposium with international participation, Heraclion, Greece, 2012, стр. 32.

9. Абакумов M. A., Гольдт A. Е.,Сокольски-Папков M., Зоркина Я. A., Баклаушев В. П., Гудилин Е.А., Кабанов А. В и Чехонин В. П. Векторизованные наночастицы оксида железа для визуализации эндотелиоцитов методом магнитно-резонансной томографии. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2011, Том 151, №6, стр. 672-677

10.М.А. Абакумов, Н.Ф. Гриненко, В.П. Баклаушев, Т.О. Сандалова, Н.В. Нуколова, А.В. Семенова, М. Сокольски-Папков, X. Вишвасрао, А.В. Кабанов, В.П. Чехонин. Опухоль-специфичный контрастный агент на основе суперпарамагнитных наночастиц оксида железа для визуализации глиом методом магнито-резонансной томографии. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2012, Том 153, №1, стр. 101-106.

Подписано в печать:

31.05.2012

Заказ № 7417 Тираж - 100 экз. Печать трафаретная. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 www.autoreferat.ru

Содержание диссертации, кандидата химических наук, Абакумов, Максим Артёмович

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1.Синтез и применение магнитных наночастиц в медицине.

1.2. Постсинтетическая модификация наночастиц оксида железа для биомедицинских применений

1.3. Способы модификация поверхности наночастиц для конъюгации с векторными молекулами.

1.4. Использование наночастиц оксида железа в медицине.

Глава 2. Материалы и методы.

2.1. Материалъг.

2.2. Приборы и оборудование.

2.3. Методы.

Глава 3. Результаты иследования.

3.1. Синтез наночастиц оксида железа.

3.2. Получение водных коллоидных растворов гидрофобных НЧ оксида железа.

3.3. Получение водных коллоидных растворов гидрофильных НЧ оксида железа.

3.4. Измерение Т2 релаксивности водных коллоидных растворов МНЧ-Ъ^РЕ-РЕО, МНЧ-РМАО-РЕО, МНЧ-БСА.

3.5. Цитотоксичностъ водных коллоидных растворов МИЧ-ЬБРЕ-РЕО, МНЧ-РМАО-РЕО, МНЧ-БСА.

3.6. Рентгенофазовый анализ МНЧ-БСА.

3.7. Иммунофлуоресцентный анализ конъюгатов МНЧ-РМАО-РЕО и моноклоналъных антител МАЪ2В6.

3.8. Иммунофлуоресцентный анализ конъюгатов МНЧ-БСА и моноклоналъных антител к экстраклеточному фрагменту Е2 коннексина 43.

3.9. Иммунофлуоресцентный анализ конъюгатов МНЧ-БСА и моноклоналъных антител к фактору роста эндотелия сосудов.

3.10. Биораспределение МНЧ-БСА.

3.11 Исследование эффективности визуализации глиомы МНЧ-БСА-\iAb-anti-Cx43 и

МНЧ-БСА-МАЪ-апП-УЕвР.

Глава 4. Обсуяедение результатов.

4.1. Физико-химическая характеристика магнитных наночастиц и их водных коллоидных растворов.

4.2. Цитотоксичностъ МНЧ-РМАО-РЕО, МНЧ-ОБРЕ-РЕО и МНЧ-БСА.

4.3 Конъюгация МНЧ-РМАО-РЕО и МНЧ-БСА с моноклональными антителами.

4.4. Биораспределение МНЧ-БСА-МАЬ-апП-Сх43 и МНЧ-БСА-^О.

4.5 Визуализация экспериментальной глиомы Сб с помощью МРТ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Системы направленной визуализации глиом на основе наночастиц железа"

Низкодифференцированные глиомы занимают лидирующее место в структуре нейроонкологических заболеваний [1]. Быстрое прогрессирование и инвазивный характер роста приводит к тому, что хирургическое лечение проводится на стадии, когда опухоль уже глубоко инфильтрирует окружающую ткань. На этом этапе полностью удалить глиому практически невозможно, что приводит к 100% рецидиву [2]. При этом такие глиомы, как правило, высоко резистентны к химио- и лучевой терапии, а медиана выживаемости составляет шесть месяцев [3]. Прежде всего, это связано с отсутствием способов ранней диагностики, когда размер опухоли ещё мал и ее удаление в полном объеме не привело бы к нарушениям, не сопоставимым с поддержанием жизненно важных функций головного мозга.

Основным методом прижизненной диагностики опухолей головного мозга является МРТ с использованием контрастных агентов [4]. МРТ-контрастные агенты делятся на Т1 и Т2 типы по их способности взаимодействовать с магнитным полем и вызывать изменения интенсивности сигнала в Т1 и Т2 режиме соответственно. Т1 контрастами являются комплексы ионов переходных металлов, в частности Gd (III) с различными хелатирующими агентами [5]. Т1 контрастные агенты способны увеличивать время релаксации протонов в Т1 режиме за счёт координации молекул воды вокруг иона металла. Препараты на основе Gd-DTPA полностью выводится из организма в течение 20 минут после внутривенного введения [6], именно из-за короткого времени полувыведения векторные конструкции на основе хелатных комплексов гадолиния не могут быть использованы в качестве векторных контрастных агентов. Времени, которое контрастный агент находиться в кровотоке недостаточно, чтобы произошло накопление в органе мишени.

Единственным Т2 контрастным агентом широко применяющимся в МРТ являются наночастицы оксидов железа у-БегОз и Fe304 с диаметром магнитного ядра не более 20 нм [7]. Такой размер наночастиц обуславливает феномен суперпарамагнетизма наночастицы оксида железа после снятия внешнего магнитного поля имеют остаточную намагниченность равную нулю. Это свойство позволяет использовать водные суспензии наночастиц в качестве контрастного агента для МРТ, не опасаясь образования в результате магнитного взаимодействия конгломератов наночастиц, которые могут привести к эмболизации микрососудов.

Магнитные наночастицы оксида железа (МНЧ) вследствие высокой удельной намагниченности и большого разнообразия возможных покрытий являются перспективным материалом для разработки как опухоль селективных МРТ-контрастов [8, 9], так и различных конструкций на основе МНЧ для адресной доставки лекарственных средств [10, 11] или противоопухолевой терапии методом локальной гипертермии [12]. Коллоидные растворы наночастиц чистого железа крайне нестабильны, окисляются на воздухе и в сухом виде пирофорны, поэтому чаще всего 1 используют наночастицы оксида железа Fe304 или у-РегОз, обладающие схожими магнитными свойствами. В связи с невысокой стабильностью коллоидных растворов наночастиц оксида железа большинство методов синтеза предполагает модификацию их поверхности веществами, препятствующими агрегации, такими как высокомолекулярные - декстран [13], хитозан [14], ПЭГ [15], или же низкомолекулярные - фосфатидилхолин, цитрат натрия [16]. Поскольку адсорбция молекул происходит за счёт ионных и электростатических взаимодействий, сильно зависящих от рН и ионной силы раствора, эти покрытия в большинстве случаев не могут обеспечить достаточной устойчивости в физиологических средах. Кроме того, ковалентное присоединение векторных или транспортируемых молекул к подобным лигандам зачастую оказывается затруднительным из-за отсутствия легкодоступных активных групп (карбоксильной, аминогруппы и Т.д.).

Суммируя выше перечисленное, следует отметить, что перспективы ранней диагностики опухолей головного мозга требуют создания контрастных агентов, которые было бы возможно конъюгировать с V векторными лигандами, и среди наилучших кандидатов на эту роль могут быть рекомендованы магнитные наночастицы железа и его оксидов. Цель работы

Разработать способ получения векторного Т2 -контрастного препарата для МРТ на основе магнитных наночастиц оксида железа и антител к антигенам клеток глиомы, оценить его биораспределение в организме и биосовместимость, а также изучить перспективы его применения для МРТ-диагностики опухолей головного мозга. Задачи исследования

1) Адаптировать метод синтеза магнитных наночастиц оксида железа,для соответствия предъявляемым требованиям к контрастирующим агентам для МРТ- диагностики.

2) Разработать метод модификации поверхности наночастиц с целью I получения стабильных водных коллоидных растворов магнитных I наночастиц.

5) Определить среднее время циркуляции в крови и биораспределение в организме конъюгатов наночастиц с антителами к глиома-ассоциированным белкам после внутривенного введения.

6) Исследовать влияние внутривенного введения конъюгатов магнитных наночастиц с опухоль-специфическими антителами на интенсивность сигнала от опухолевой и здоровой ткани в SWI режиме МРТ и определить перспективы их клинического применения.

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Абакумов, Максим Артёмович

5. Выводы

1) Разложение ацетилацетоната железа (III) в бензиловом спирте с дальнейшей стабилизацией магнитных наночастиц БСА позволяет получать наиболее стабильные водные коллоидные растворы наночастиц не обладающие токсичностью до концентрации 2,5 мг/мл.

2) Межмолекулярная сшивка магнитных наночастиц БСА глутаровым альдегидом приводит к получению стабильных водных магнитных суспензий с средним гидродинамическим размером наночастиц 95±5 нм, ^-потенциалом -35±4 мВ, и значением Т2 релаксивности равному 270±10 mM'V1'

Список опубликованных научных работ по теме диссертации

2. Abakumov М.А., Sandalova Т.О., Yusubalieva G.M., Grinenko N.F, Baklaushev V.P., Vishvasrao H., Sokolsky-Papkov M., Kabanov A.V., Chekhonin V.P. Magnetic biocompatible iron oxide nanoparticles for MRI-diagnostics. Materials of Nano Drug Delivery Symposium, Omaha, Nebraska, Usa, 2010, стр. 85.

3. Абакумов M.А., Зоркина Я.А., Чеканова A.B., Гудилин Е.А., Баклаушев В.П., Юсубалиева Г.М., Гриненко Н.Ф., Чехонин В.П., Кабанов A.B. Способ получения биосовместимых магнитных нанокапсул для визуализации сосудов методом МРТ, Материалы III Международного форума по нанотехнологиям, Москва, Россия. 2010, стр. 57.

4. Абакумов М.А., Сандалова Т.О, Юсубалиева Г.М., Гриненко Н.Ф., Баклаушев В.П.,Вишвасрао X., Сокольски-Папков М., Кабанов A.B., Чехонин В.П. Магнитные биосовместимые наночастицы оксида железа для МРТ-диагностики. Материалы VI Международной (XV Всероссийской) Пироговской научной медицинской конференции студентов и молодых ученых, Москва, 2011, стр. 227.

5. Abakumov М.А., Sandalova Т.О., Yusubalieva G.M., Grinenko N.F., Baklaushev V.P., Vishvasrao H., Sokolsky-Papkov M., Kabanov A.V.,

100

Chekhonin V.P. Magnetic biocompatible iron oxide nanoparticles for MRI-diagnostics. Материалы 2-ой Международной школы «Наноматериалы и нанотехнологиив живых системах. Безопасность и наномедицина», 19-24.09.2011, стр. 162.

6. Abakumov М.А., , Vishwasrao H., Sokolsky-Papkov M., Nukolova N.,Sandalova Т.О., Yusubalieva G.M., Grinenko N.F., Baklaushev V.P., Kabanov A.V., Chekhonin V.P. Magnetic biocompatible iron oxide nanoparticles for MRI-diagnostics. Материалы международной конференции «Биотехнология- состояние и перспективы развития», Москва, 20-22.03.2012, стр. 215.

7. Abakumov M.A., Grinenko N.F., Sandalova Т.О., Nukolova N.V., Kabanov A.V. Magnetic biocompatible iron oxide nanoparticles for MRI-diagnostics. Материалы VII Международной (XVI Всероссийской) Пироговской научной медицинской конференции студентов и молодых ученых, 2012, стр. 198

8. Abakumov М.А., Vishwasrao H.,Sandalova Т.О., Nukolova N.V.,Yusubalieva G.M., Grinenko N.F., Baklaushev V.P., Sokolsky-Papkov M., Kabanov A.V., Chekhonin V.P. Glioma C6 visualization by MRI with conjugate of magnetic iron oxide nanoparticles and monoclonal antibodies to connexin 43. Materials of 3rd Russian-Hellenic simposium with international participation, Heraclion, Greece, 2012, стр. 32.

9. Абакумов M. А., Гольдт А. Е.,Сокольски-Папков M., Зоркина Я. А., Баклаушев В. П., Гудилин Е.А., Кабанов А. В и Чехонин В. П. Векторизованные наночастицы оксида железа для визуализации эндотелиоцитов методом магнитно-резонансной томографии. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2011, Том 151, №6, стр. 672

Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 2012, Том 153, №1, стр 101.

4.6. Заключение

Опираясь на всё выше сказанное, можно уверенно утверждать, что нами был разработан способ получения стабильных водных коллоидных растворов магнитных наночастиц, обладающих низкой цитотоксичностью, а также проведена их физико-химическая характеристика современными методами. Конъюгаты, полученых нами магнитных наночастиц оксида железа с моноклональными антителами к коннексину 43 и фактору роста эндотелия сосудов, сохраняют свою специфичность к клеткам глиомы С6 крысы, а проведенное исследование распределения конъюгатов магнитных наночастиц оксида железа с моноклональными антителами к второму экстраклеточному фрагменту коннексина 43 в организме крыс с экспериментальной глиомой С6 после внутривенного введения свидетельствует о более высоком уровне накопления конъюгатов с антителами к коннексину 43 по сравнению с их неспецифическим аналогами

Всё это, а также показанная нами специфическая МРТ-визуализация, в режиме SWI, экспериментальной глиомы С6 крысы с помощью конъюгатов магнитных наночастиц оксида железа и моноклональных антител к фактору роста эндотелия сосудов через 24 часа после внутривенного введения свидетельствует о том, что использование векторных магнитных наночастиц в качестве Т2 контрастных агентов для МРТ позволяет диагностировать наличие экспериментальной глиомы С6 у крыс, а также более точно установить степень её васкуляризации, что может серьёзно улучшить качество диагностики опухолей головного мозга, а следовательно проводить лечение на более ранней стадии и более точно контролировать его ход

Библиография Диссертация по биологии, кандидата химических наук, Абакумов, Максим Артёмович, Москва

1. Holland Е. С. II Glioblastoma multiforme: The terminator //Proc Natl Acad Sci USA. 2000, том 97, стр. 6242-6244.

2. Rizvi S., Asghar A.H., Mehboob J. // Gliosarcoma: a rare variant of glioblastoma multiforme. // J Pak. Med. Assoc. 2010. том 60, стр. 773-775.

3. Giannopoulos S., Kyritsis A.P. II Diagnosis and management of multifocal gliomas. // Oncology. 2010. том 79, стр. 306-312.

4. Goldstein E.J., Burnett K.R., Hansell J.R. et al II Gadolinium DTPA (an NMR proton imaging contrast agent): chemical structure, paramagnetic properties and pharmacokinetics. // Physiol. Chem. Phys. Med. NMR.1984. том 16, стр. 97-104.

5. Barnhart J.L., Kuhnert N. Bakan D.A. et al II Biodistribution of GdC13 and Gd-DTPA and their influence on proton magnetic relaxation in rat tissues. // Magn. Reson. Imaging. 1987. том 5, стр. 221-231.

6. Fergusona R. M., Minard К R., Krishnan KM. et al II Optimization of nanoparticle core size for magnetic particle imaging. // J. Magn. Magn. Mater. 2009. том 321, стр. 1548-1551

7. Pankhurst Q. A., Connolly J., Jones S. K, J Dobson. II Applications of magnetic nanoparticles in biomedicine J. Phys. D: Appl. Phys. // 2003. том Зб.стр. 167.

8. Peng X., Qian X., Mao H. et al. И Targeted magnetic iron oxide nanoparticles for tumor imaging and // Journal of Nanomedicine. 2008. том 3, стр . 311-321.

9. Dilnawaz F., Singh A., Mohanty C. et al. II Dual drug loaded superparamagnetic iron oxide nanoparticles for targeted cancer therapy // Biomaterials. 2010. том 31, стр. 3694-3706.

10. Gonzales-Weimuller M., Zeisberger M., Krishnan К. M. // Size-dependant heating rates of iron oxide nanoparticles for magnetic fluid hyperthermia // J. Magn. Magn. Mater. 2009. том 321, стр. 1947-1950.

11. Molda R. S., MacKenzie D. II Immunospecific ferromagnetic iron-dextran reagents for the labeling and magnetic separation of cells // J. Immunol. Methods. 1982. том 52, стр. 353.

12. Laurent S., Forge D., Port M. et al II Magnetic Iron Oxide Nanoparticles: Synthesis, Stabilization, Vectorization, Physicochemical Characterizations, and Biological Applications // Chem. Rev.2008. том 108, стр. 2064-2110.

13. Kim D. K, Zhang Y., Kehr J. et al II Characterization and MRI study of surfactant-coated superparamagnetic nanoparticles administered into the rat brain // J. Magn. Magn. Mater. 2001. том 225, стр. 256-261

14. Sahoo Y., Goodarzi A., Swihart M. T. et al. И Aqueous Ferrofluid of Magnetite Nanoparticles: Fluorescence Labeling and Magnetophoretic Control // J. Phys. Chem. B. 2005. том 109, стр. 3879-3885.

15. Jolivet J. P., Chaneac С., Tronc E. И Iron oxide chemistry. From molecular clusters to extended solid networks // Chem. Commun., 2004, том 5, стр. 481.

16. Boistelle R., AstierJ. P. II Crystallization mechanisms in solution // J. Cryst. Growth, 1988, том 90, стр.14.

17. Lifshitz I. M., Slyozov V. V. II The kinetics of precipitation from supersaturated solid solutions // J. Phys. Chem. Solids, 1961, том 19, стр. 35.

18. Wagner С. Z. //Elektrochem. //1961, том 65, стр. 581.

19. Tokuyama M., Kawasaki K., Enomoto Y. II Kinetic equations for Ostwald ripening // Physica A 1986, том 134A, стр. 323.

20. Jolivet J. P., Belleville P., Tronc E„ Livage J. // Influence of Fe(II) on the Formation of the Spinel Iron Oxide in Alkaline Medium // Clays Clay Miner. 1992, том 40, стр. 531.

21. Jiang W., Yang H.-C., Yang S. Y., Horng H, E., Hung J. C., Chen Y. C., Hong C.-Y. II Preparation and properties of superparamagnetic nanoparticles with narrow size distribution and biocompatible // J. Magn. Magn. Mater. 2004, том 283, стр. 210.

22. Jolivet, J. P. Metal Oxide Chemistry and Synthesis. From Solution to Solid State. Wiley: Chichester, U.K., 2000.

23. Massart R. I I Preparation of aqueous magnetic liquids in alkaline and acidic media // IEEE Trans. Magn. 1981, том 17, стр. 1247.

24. Fauconnier, N.; Bee, A.; Roger, J.; Pons, J. N. И Adsorption of gluconic and citric acids on maghemite particles in aqueous medium // Prog. Colloid Polym. Sci. 1996, том 100, стр .212.

25. Denizot В., Tanguy G., Hindre F., Rump E., Le Jeune J. J., Jallet P. // Phosphorylcholine Coating of Iron Oxide Nanoparticles //J. Colloid Interface ScL 1999, том 209, стр. 66.

26. Bee A., Massart R., Neveu S. II Synthesis of very fine maghemite particles //J. Magn. Magn. Mater. 1995, том 149, стр.6.

27. Morales M. P., Veintemillas-Verdaguer S., Montero M., Serna C. J., Roig A., Casas L., Martinez В., Sadiumenge F. И Surface and Internal Spin Canting in y-Fe203 Nanoparticles //Chem. Mater. 1999, том 11, стр. 3058.

28. Santra S., Tapec R., Theodoropoulou N., Dobson J., Hebard A., Tan W. II Synthesis and Characterization of Silica-Coated Iron Oxide Nanoparticles in Microemulsion: The Effect of Nonionic Surfactants//Langmuir 2001, том 17, стр. 2900.

29. Dresco P. A., Zaitsev V. S., Gambino R. J., Chu В. II Preparation and Properties of Magnetite and Polymer Magnetite Nanoparticles // Langmuir 1999, том 15, стр. 1945.

30. Нои Y„ Kondoh Я, Shimojo M., Sako E. О., Ozaki N. Kogure Т. II Inorganic Nanocrystal Self-Assembly via the Inclusion Interaction of (3-Cyclodextrins: Toward 3D Spherical Magnetite // J. Phys. Chem. В 2005, том 109, стр. 4845.

31. Inouye К., Endo R., Otsuka Y., Miyashiro К., Kaneko K., Ishikawa Т. II Oxygenation of ferrous ions in reversed micelle and reversed microemulsion // J. Phys. Chem. 1982, том. 86, стр. 1465.

32. Pinelli M. P., Feltin N. Moumen N. II Scientific and Clinical Applications of Magnetic Carriers // Plenum Press: New York, 1997, стр. 117.

33. PileniM. P. //Reverse micelles as microreactors//J. Phys. Chem. 1993, том 97,стр. 6961.

34. Lopez-Quintela M. A., Tojo C., Blanco M. C., Garcia-Rio L., Leis J. R. II Microemulsion dynamics and reactions in microemulsions // Curr. Opin. Colloid Interface Sci 2004, том 9, стр. 264.

35. Munshi N. De Т. K., Maitra А. И Size Modulation of Polymeric Nanoparticles under Controlled Dynamics of Microemulsion Droplets //J. Colloid Interface Sci. 1997, том. 190, стр. 387.I

36. Salazar-Alvarez G. Doctoral Thesis, Stockholm, Sweden, 2004.

37. Kandori K., Fukuoka M., Ishikawa Т. II Effects of citrate ions on the formation of ferric oxide hydroxide particles // J. Mater. Sci. 1991, том. 26, стр. 3313.

38. Bonacchi D., Caneschi A., Dorignac D., Falqui A., Gatteschi D., Rovai D., Sangregorio C., Sessoli R. // Nanosized Iron Oxide Particles Entrapped in Pseudo-Single Crystals of y-Cyclodextrin // Chem. Mater. 2004, том. 16, стр. 2016.

39. Meldrum F. C., Heywood B. R., Mann S. II Magnetoferritin: in vitro synthesis of a novel magnetic protein //Science. 1992, том. 257, стр. 522.

40. De Cuyper M., Joniau M. II Magnetoliposomes //Eur. Biophys. J. 1988, том. 15, стр. 311.

41. Pauser S., Reszka R., Wagner S., Wolf K. J., Buhr H. J., Berger G. II Liposomeencapsulated superparamagnetic iron oxide particles as markers in an MRI-guided search fori

42. Sangregorio С., Wieman J. К, O'Connor С., Rosenzweig Z. II A new method for the synthesis of magnetoliposomes // J. Appl. Phys. 1999, том. 85, стр. 5699.

43. Peira E., Marzola P., Podio V., Aime S„ Sbarbati A., Gasco M. R. I/ In Vitro and In Vivo Study of Solid Lipid Nanoparticles Loaded with Superparamagnetic Iron Oxide //J. Drug Targeting. 2003, том. 11,стр. 19.

44. Chin А. В., Yaacob I. I. II Synthesis and characterization of magnetic iron oxide nanoparticles via w/o microemulsion and Massart's procedure// J. Mater. Process. TechnoL 2007, том. 191, стр. 235-237.

45. Hyeon Т., Seong Lee S., Park J., Chung Y., Na H. В. II Synthesis of Highly Crystalline and Monodisperse Maghemite Nanocrystallites without a Size-Selection Process // J. Am Chem. Soc. 2001, том. 123, стр. 12798.

46. Woo K, Hong J., Ahn J.-P. II Morphological analysis of mouse lungs after treatment with magnetite-based magnetic fluid stabilized with DMS// J. Magn. Magn. Mater. 2005, том. 293, стр. 177.

47. Sun S., Zeng H., Robinson D. В., Raoux S., Rice P. M., Wang S. X., Li G. И Monodisperse MFe204 (M = Fe, Co, Mn) Nanoparticles // J. Am. Chem. Soc. 2004, том. 126, стр. 273.

48. Cai W., Wan J. II Facile synthesis of superparamagnetic magnetite nanoparticles in liquid polyols//J. Colloid Interface Sci. 2007, том. 305, стр. 366.

49. Sra A. K., Ewers T. D., Schaak R. E. И Direct solution synthesis of intermetallic AuCu and АиСиз nanocrystals and nanowire networks // Chem. Mater. 2005, том. 17, стр. 758.

50. Merikhi J., Jungk H.-O., Feldmann С. II Sub-micrometer C0AI2O4 pigment particles — synthesis and preparation of coatings // J. Mater. Chem. 2000, том. 10,стр. 1311.

51. Li Z., Sun Q., Gao M. II Preparation of water-soluble magnetite nanocrystals from hydrated ferric salts in 2-pyrrolidone: mechanism leading to Рез04 // Angew. Chem., Int. Ed. 2004, том. 44 ,стр. 123.

52. Livage J., Henry M., Sanchez С. II Sol-gel chemistry of transition metal oxides // Prog. Solid State Chem. 1988,том. 18, стр. 259.

53. Duraes L., Costa B. F. O., Vasques J., Campos J., Portugal A. II Phase investigation of as-prepared iron oxide/hydroxide produced by sol-gel synthesis // Mater. Lett. 2005, том. 59, стр. 859.

54. Solinas S., Piccaluga G„ Morales M. P., Serna C. J. II Sol-gel formation of Y-Fe203/Si02 nanocomposites //Acta Mater. 2001, том. 49, стр. 2805.

55. Raileanu M., Crisan M., Petrache C., Crisan D., Zaharescu M. // FeiCb-SiCb nanocomposites obtained by different sol-gel routes // J. Optoelectron. AdV. Mater. 2003, том. 5, стр. 693.

56. Alvarez G. S., Muhammed M., Zagorodni A. A. II Novel flow injection synthesis of iron oxide nanoparticles with narrow size distribution//Chem. Eng. ScL 2006, том. 61, стр. 4625.

57. Gonzalez-Carreno Т., Morales M. P., Gracia M., Serna C. // Preparation of uniform Y-Fe203 particles with nanometer size by spray pyrolysis // J. Mater. Lett. 1993, том. 18, стр. 151.

58. Morales M. P., Bomati-Miguel O., Perez de Alejo R., Ruiz-Cabello J., Veintemillas-Vendaguer S., Ogrady К. II Contrast agents for MRI based on iron oxide nanoparticles prepared by laser pyrolysis/Л. Magn. Magn. Mater. 2003, том. 266, стр. 102.

59. Alexandrescu R., Morjan I., Voicu I., Dumitrache F., Albu L., Soare I., Prodan G. II Combining resonant/non-resonant processes: Nanometer-scale iron-based material preparation via C02 laser pyrolysis//Appl. Surf. Sci. 2005, том. 248, стр. 138.

60. Abu Mukh-Qasem R., Gedanken A. II Sonochemical synthesis of stable hydrosol of РезС>4 nanoparticles /Л. Colloid Interface Sci. 2005, том. 284, стр. 489.

61. Kim E. H., Lee H. S., Kwak, В. K., Kim B.-K. И Synthesis of ferrofluid with magnetic nanoparticles by sonochemical method for MRI contrast agent Hi. Magn. Magn. Mater. 2005, том. 289, стр. 328.

62. Shaft К V. P. M., Ulman A., Yari X., Yang N. L„ Estournes C„ White H„ Rafailovich M. II Sonochemical Synthesis of Functionalized Amorphous Iron Oxide Nanoparticles // Langmuir 2001, том 17, стр. 5093.

63. Vijayakumar R., Koltypin Yu., Felner I., Gedanken A. II Sonochemical synthesis and characterization of pure nanometer-sized Fe3C>4 particles // Mater. Sci. Eng., A. 2000, том 286, стр. 101.

64. Derjaguin В. V., Landau L. // Theory of the stability of strongly charged lyophobic sols and ofthe adhesion of strongly charged particles in solution of electrolytes // Acta Physicochim. URSS, 1941, том 14, стр. 633.

65. Verwey E. J. W„ Overbeek J. T. G. Theory ofthe Stability of Lyophobic Colloids; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 1948.

66. Cornell R. M., Schertmann U. Iron Oxides in the Laboratory Preparation and Characterization; VCH Publishers: Weinheim, Germany, 1991.

67. Fritz G., Schadler V., Willenbacher N., Wagner N. J. II Electrosteric Stabilization of Colloidal Dispersions //Langmuir 2002, том 18, стр. 6381.

68. Kobayashi M., Skarba M., Galletto P., Cakara D., Borbovec M. II Effects of heat treatment on the aggregation and charging of Stober-type silica // J. Colloid Interface Sci. 2005, том 292, стр. 139.

69. Lattuada M, Sandkuhler P., Wu H., Sefcik J., Morbidelli M. 11 Aggregation kinetics of polymer colloids in reaction limited regime: experiments and simulations // AdV. Colloid Interface Sci. 2003, том 103, стр. 33

70. Mylon S. E., Loon Chen K, Elimelech M. II Influence of natural organic matter and ionic composition on the kinetics and structure of hematite colloid aggregation: implications to iron depletion in estuaries//Langmuir 2004, том 20, стр. 9000.

71. Lefebure S., Dubois E., Cabuil V., Neveu S., Massart R. II Monodisperse magnetic nanoparticles: Preparation and dispersion in water and oils // J. Mater. Res. 1998, том 13, стр. 2975.

72. BacriJ.-C., Perzynski R., Salin D. II Ionic ferrofluids: A crossing of chemistry and physics HJ. Magn. Magn. Mater. 1990, том 85, стр. 27.

73. Sahoo Y., Pizem H., Fried 71, Golodnitsky D., Burstein L., Sukenik C. N., Markovich G. II AlkyI phosphonate/phosphate coating on magnetite nanoparticles: a comparison with fatty acids // Langmuir 2001, том. 17, стр. 7907.

74. Liu С., Huang P. M. // Atomic Force Microscopy and Surface Characteristics of Iron Oxides Formed in Citrate Solutions // Soil Sci. Soc. Am. J. 1999, том 63, стр. 65.

75. Kandori К, Kawashima Y., Ishikawa Т. II Effects of citrate ions on the formation of monodispersed cubic hematite particles // J. Colloid Interface Sci. 1992, том 152, стр. 284.

76. Yee С., Kataby G., Ulman G., Prozorov Т., White H„ King A., Rafailovich M., Sokolov J., Gedanken A. II Self-Assembled Monolayers of Alkanesulfonic and -phosphonic Acids on Amorphous Iron Oxide Nanoparticles // Langmuir 1999, том. 15, стр. 7111.

77. Persson P., Nilsson N. Sjo'berg S. И Structure and Bonding of Orthophosphate Ions at the Iron Oxide-Aqueous Interface // J. Colloid Interface Sci. 1996, том 177, стр. 263.

78. Mohapatra S., PramanikN., Ghosh S. K, Pramanik P. II Synthesis and Characterization of Ultrafine Poly(vinylalcohol phosphate) Coated Magnetite Nanoparticles // J. Nanosci. Nanotechnol. 2006, том 6, стр. 823.

79. Chen M., Yamamuro S., Farrell D., Majetich S. А. И Gold-coated iron nanoparticles for biomedical applications // J. Appl. Phys. 2003, том 93, стр. 7551.

80. Lesnikovich A. E., Shunkevich Т. M., Naumenko V. N., Vorobyova S. A., Baykov M. W. II Dispersity of magnetite in magnetic liquids and the interaction with a surfactant // J. Magn. Magn. Mater. 1990, том 85, стр. 14

81. Sun Y., Duan L., Guo Z-, DuanMu Y., Ma M., Xu L., Zhang Y, Gu N. II An improved way to prepare superparamagnetic magnetite-silica core-shell nanoparticles for possible biological application // J. Magn. Magn. Mater. 2005, том 285, стр. 65.

82. Deng Y.-H., Wang C.-C., Ни J.-H., Yang W.-L., Fu S.-K. II Investigation of formation of silica-coated magnetite nanoparticles via sol-gel approach // Colloids Surf., A. 2005, том 262, стр. 87.I

83. Butterworth M. D., Bell S. A, ArmesS. P., Simpson A. W. //Synthesis and Characterization of Polypyrrole- Magnetite-Silica Particles //J. Colloid Interface Sci. 1996, том 183, стр. 91.

84. Liu X., Xing J., Guan Y„ Shan G., Liu H. // Synthesis of amino-silane modified superparamagnetic silica supports and their use for protein immobilization // Colloids Surf., A 2004, том 238, стр. 127.

85. Tartaj P., Serna C. J. И Synthesis of Monodisperse Superparamagnetic Fe/Silica Nanospherical Composites II J. Am. Chem. Soc. 2003, том 125, стр. 15754.

86. Mornet S., Portier J., Duguet E. И A method for synthesis and fimctionalization of ultrasmall superparamagnetic covalent carriers based on maghemite and dextran // J. Magn. Magn. Mater. 2005, том 293, стр. 127.

87. Lin J., Zhou W., Kumbhar A., Fang J., Carpenter E. E., O'Connor C. J. II Gold-Coated Iron (Fe@Au) Nanoparticles: Synthesis, Characterization, and Magnetic Field-Induced Self-Assembly //J. Solid State Chem. 2001, том 159, стр. 26.

88. Lyon J. L., Fleming D. A., Stone В., Schiffer P., Willians M. E. II Synthesis of Fe Oxide Core/Au Shell Nanoparticles by Iterative Hydroxylamine Seeding // Nano. Lett. 2004, том 4, стр. 719.

89. MoldayR. S., MacKenzie D. II Immunospecific ferromagnetic iron-dextran reagents for the labeling and magnetic separation of cells // J. Immunol. Methods 1982, том 52, стр. 353.

90. Paul К. G„ Frigo Т. В., Groman J. Y., Groman E. V. II Synthesis of Ultrasmall Superparamagnetic Iron Oxides Using Reduced Polysaccharides // Bioconjugate Chem. 2004, том 15, стр. 394.

91. Fournier С., Leonard M., Le Coq-Leonard L, Delacherie E. II Coating Polystyrene Particles by Adsorption of Hydrophobically Modified Dextran // Langmuir 1995, том 11, стр. 2344.

92. Kang H. W., Josephson L., Petrovsky A., Weissleder R., Bogdanov A. J. И Magnetic Resonance Imaging of Inducible E-Selectin Expression in Human Endothelial Cell Culture // Bioconjugate Chem. 2002, том 13, стр. 122.

93. Schellenberger E. A., Bogdanov A. J., Hogemann D., Tait J., Weissleder R., Josephson L. И Annexin V-CLIO: a nanoparticle for detecting apoptosis by MRI. // Mol. Imaging 2002, том 1, стр. 102.

94. Lee J., Lsobe Т., Senna M. II Preparation of Ultrafine РезС>4 Particles by Precipitation in the Presence of PVA at High pH //J. Colloid Interface Sci. 1996, том 177, стр. 490.

95. Chastellain M., Petri A., Hofmann H. I I Particle size investigations of a multistep synthesis of PVA coated superparamagnetic nanoparticles // J. Colloid Interface Sci. 2004, том 278, стр. 353.

96. Osada Y., Gong J. II Soft and Wet Materials: Polymer Gels // AdV. Mater. 1998, том. 10, стр. 827.

97. Albornoz С., Jacobo S. E. II Preparation of a biocompatible magnetic film from an aqueous ferrofluid //J. Magn. Magn. Mater. 2006, том 305, стр. 12.

98. Sipos, P.; Berkesi, O.; Tombacz, E.; St. Pierre, T. G.; Webb, J. J. Inorg. Biochem. 2003, 95, 55.

99. Kim E. H., Lee H. S., Kwah В. K, Kim B.-K. И Synthesis of ferrofluid with magnetic nanoparticles by sonochemical method for MRI contrast agent // J. Magn. Magn.Mater. 2005, том 289, стр. 328.

100. Lee H. S., Kim E. #., Shao H„ KwakB. К. I I Synthesis of SPIO-chitosan microspheres for MRI-detectable embolotherapy // J. Magn. Magn. Mater. 2005, том 293, стр. 102.

101. Doan Т. К. D., Tran H. H., Le Hong P., Bui D. L., Le Khanh V., Phan N. Т., 2009 APCTP-ASEAN Workshop on Advanced Materials Science and Nanotechnology (AMSN08) IOP PublishingJournal of Physics: Conference Series 187

102. Ge Y., Zhang. Y., He S., Nie F., Teng G., Gu N. II Fluorescence Modified Chitosan-Coated Magnetic Nanoparticles for High-Efficient Cellular Imaging // Nanoscale Res. Lett. 2009, том. 4, стр. 287.

103. Kim D. К, Mikhaylova M., Wang F. H„ Kehr J., Bjelke В., Zhang Y., Tsakalakos Т., Muhammed M. II Starch-Coated Superparamagnetic Nanoparticles as MR Contrast Agents // Chem. Mater. 2003, том 15, стр. 4343.

104. Iijima M., Yonemochi Y., Tsukada M., Kamiya H. II Microstructure control of iron hydroxide nanoparticles using surfactants with different molecular structures // J. Colloid Interface Sci. 2006, том 298, стр. 202.

105. Mendenhall G. D„ Geng Y., Hwang J. II Optimization of Long-Term Stability of Magnetic Fluids from Magnetite and Synthetic Polyelectrolytes // J. Colloid Interface Sci. 1996, том 184, стр. 519.

106. Wormuth К. // Superparamagnetic Latex via Inverse Emulsion Polymerization // J. Colloid Interface Sci. 2001, том 241, стр. 366.

107. Liu H.-L., Ко S. P., Wu J.-H., Jung M.-H., Min J. H„ Lee J. H, An. В. H., Kim Y. К. И One-pot polyol synthesis of monosize PVP-coated sub-5nm Fe304 nanoparticles for biomedical applications // J. Magn. Magn. Mater. 2006, том 310, стр. 815.

108. Arias J. L., Gallardo V., Gomez-Lopera S. A., Delgado A. V. II Loading of 5-Fluorouracil to Poly(ethyl-2-cyanoacrylate) Nanoparticles with a Magnetic Core // J. Biomed. Nanotechnol. 2005, том 1, стр. 214.

109. Gomez-Lopera S. A., Arias J. L., Gallardo V., Delgado A. V. // Colloidal Stability of Magnetite/Poly(lactic acid) Core/Shell Nanoparticles // Langmuir. 2006, том 22, стр. 2816.

110. Arias J. L., Lopez-Viota M., Ruiz M. A., Lopez-Viota J., Delgado A. V. II Development of carbonyl iron/ethylcellulose core/shell nanoparticles for biomedical applications // Int. J. Pharm. 2007, том 339, стр. 237.

111. Flesch C., Delaite C., Dumas P., Bourgeaut-Lami E., Duguet E. II Grafting of poly(e-caprolactone) onto maghemite nanoparticles // J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2004, том. 42, стр. 6011-6020.

112. Groman E. V., Enriquez P. M., Jung C., Josephson L. И Arabinogalactan for Hepatic Drug Delivery // Bioconjugate Chem. 1994, том 5 , стр. 547.

113. Finotelli P. V., Morales M. A., Rocha-Leao M. H., Baggio- Saitovitch E. M., Rossi A. M. // Magnetic studies of iron(III) nanoparticles in alginate polymer for drug delivery applications // Mater. Sci. Eng. 2004, том 24, стр. 625.

114. Viau G., Fievet-Vincent F., Fievet F. II Monodisperse iron-based particles: precipitation in liquid polyols // J. Mater. Chem. 1996, том 6, стр. 1047.

115. Yu W.W., Chang E., Sayes С. M., Drezek R., Colvin Vicki II Aqueous dispersion of monodisperse magnetic iron oxide nanocrystals through phase transfer // Nanotechnology. 2006. том. 17, стр. 4483^1487.

116. Arkles, B. Chem. Tech. 1977, 7(12), 766.

117. Peng S., Wang C„ Xie J., Sun S. И Synthesis and Stabilization of Monodisperse Fe Nanoparticles // J. Am. Chem. Soc. 2006, том 128, стр. 10676-10677.

118. Wang В., Xu С., Xie J., Yang Z, Sun S. II pH Controlled Release of Chromone from Chromone-Fe304 Nanoparticles//J. Am. Chem. Soc., 2008, том 130, стр. 14436-14437.

119. Lee J.-H.,. Huh Y.-MJun,Y.-W., Seo J.-W., JangJ.-T., Song H.-T., Kim S., Cho E.-J., Yoon H.-G., Suh J.-S., J. Cheon II Artificially engineered magnetic nanoparticles for ultra-sensitive molecular imaging//Nat. Med., 2007, том 13, стр. 95-99.

120. Pirko I., Johnson A., Ciric В., Gamez J., Macura S. I., Pease L., Rodriguez M. И In vivo magnetic resonance imaging of immune cells in the central nervous system with superparamagnetic antibodies // FASEB J. 2004, том 18, стр. 179.

121. Moore A., Medarova Z, Potthast A., Dai G. II In vivo targeting of underglycosylated MUC-1 tumor antigen using a multimodal imaging probe // Cancer Res. 2004, том 64, стр. 1821-1827.

122. Sun С., Sze R., Zhang M. II Folic acid-PEG conjugated superparamagnetic nanoparticles for targeted cellular uptake and detection by MRI. // J Biomed Mater Res A, 2006, том 78, стр 550-557.

123. KohlerN., Fryxell G. E., Zhang M. И A bifunctional poly(ethylene glycol)silane immobilized on metallic oxide-based nanoparticles for conjugation with cell targeting agents. // J Am Chem Soc, 2004, том 126, стр 7206-7211.

124. Suwa Т., Ozawa S., Ueda M., Ando N. Kitajima M. II Magnetic resonance imaging of esophageal squamous cell carcinoma using magnetite particles coated with anti-epidermal growth factor receptor antibody // Int. J. Cancer 1998, том 75, стр. 626-634.

125. Jung H. I., Kettunen M. I., Davletov В., Brindle К. M. И Detection of Apoptosis Using the C2A Domain of Synaptotagmin I // Bioconjugate Chem. 2004, том 15, стр. 983-987.

126. Sun E. Y., Josephson L., Kelly K. A., Weissleder R. II Development of Nanoparticle Libraries for Biosensing//Bioconjugate Chem. 2006, том 17, стр. 109-113.

127. Funovics M. A., Kapeller В., Hoeller C., Su H. S., KunstfeldR., Puig S., Macfelda К. II MR imaging of the her2/neu and 9.2.27 tumor antigens using immunospecific contrast agents // Magn. Reson. Imaging 2004, том 22, стр. 843-850.

128. Ge Y., Zhang Y„ He S., Nie F„ Teng G., GuN. II Fluorescence Modi-fied Chitosan-Coated Magnetic Nanoparticles for High-Efficient Cellular Imaging. // Nanoscale Res Lett. 2009; том 4, стр. 287-295.

129. Hogemann D., Josephson L., Weissleder R., Basilion J. P. II Improvement of MRI Probes To Allow Efficient Detection of Gene Expression // Bioconjugate Chem. 2000, том 11, стр. 941946.

130. Kelly К. A., Allport J. R., Tsourkas A., Shinde-Patil V. R., Josephson L., Weissleder R. II Detection of Vascular Adhesion Molecule-1 Expression Using a Novel Multimodal Nanoparticle // Circ. Res. 2005, том 96, стр. 327-336.

131. Kircher M. F., Mahmood U., King R. S., Weissleder R., Josephson L. И A Multimodal Nanoparticle for Preoperative Magnetic Resonance Imaging and Intraoperative Optical Brain Tumor Delineation // Cancer Res. 2003, том 63, стр. 8122-8125.

132. Weissleder R., Kelly K, Sun E. Y., Shtatland Т., Josephson L. II Cell-specific targeting of nanoparticles by multivalent attachment of small molecules // Nat. Biotechnol. 2005, том 23, стр. 1418-1423.

133. Suzuki M., Shinkai M., Kamihira M., Kobayashi Т. II Preparation and characteristics of magnetite-labelled antibody with the use of poly(ethylene glycol) derivatives. // Biotechnol. Appl. Biochem. 1995, том 21, стр. 335-345.

134. Renshaw P. F., Owen C. S., Evans A. E., Leigh J. S. II Immunospecific NMR contrast agents // Magn. Reson. Imaging 1986, том 4, стр. 351.

135. Zhou J., Leuschner C., Kumar C., Hormes J. F., Soboyeyo W. О. II Sub-cellular accumulation of magnetic nanoparticles in breast tumors and metastases // Biomaterials 2006,том 27, стр. 2001-2008.i

136. Sun С., Sze R., Zhang M. II Folic acid-PEG conjugated superparamagnetic nanoparticles for targeted cellular uptake and detection by MRI // J. Biomed. Mater. Res. A, 2006, том 78, стр. 550-557.

137. Lee J. H, Huh Y. M., Jun Y. W„ Seo J. W., Jang J. Т., Song H. Т., Kim S., Cho E. J., Yoon H. G., Suh J. S., Cheon J. II Artificially engineered magnetic nanoparticles for ultra-sensitive molecular imaging //Nat. Med. 2007, том 13, стр. 95-99.

138. Purcell E. M., Torrey H. C., Pound R. V. II Resonance Absorption by Nuclear Magnetic Moments in a Solid // Phys. Rev. 1949, том. 69, стр. 37.

139. McLachlan S. J., Morris M. R., Lucas M. A., Fisco R. A., Eakins M. N., Fowler D. R., Scheetz R. В. II Phase I clinical evaluation of a new iron oxide MR contrast agent // J. Magn. Reson. Imaging. 1994, том 43, стр. 301.

140. Jung C. W. // Surface properties of superparamagnetic iron oxide MR contrast agents: Ferumoxides, ferumoxtran, ferumoxsil // Magn. Reson. Imaging 1995, том 13, стр. 675-691.

141. Jones A., Harris A. L. И New developments in angiogenesis: a major mechanism for tumor growth and target for therapy. // Cancer J. Sci. Am. 1998, том 4, стр. 209-217.

142. Hobbs S. K., Monsky W. L., Yuan F„ Roberts W. G., Griffith L., Torchilin V. P., Jain R. K. II Regulation of transport pathways in tumor vessels: role of tumor type and microenvironment. // Proc Natl Acad Sci USA. 1998, том 95, стр. 4607-4612.

143. Yarn 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, том 55, стр. 3752-3756.

144. Allen Т. M., Cullis P. R. // Drug delivery systems: entering the mainstream. 11 Science. 2004, том 303, стр.1818-1822.

145. Byrne J. D., Betancourt Т., Brannon-Peppas L. И Active targeting schemes for nanoparticle systems in cancer therapeutics. // Adv Drug Deliv Rev. 2008, том 60, стр. 16151626.

146. James J. S., Dubs G. II FDA approves new kind of lymphoma treatment. // AIDS Treat News 1997, том 284, стр. 2-3.

147. AlbanellJ., BaselgaJ. И Trastuzumab. A humanized anti-HER2 monoclonal antibody, for the treatment of breast cancer. // Drugs Today. 1999, том 35, стр. 931-946.

148. Ferrara N. IIVEGF as a therapeutic target in cancer. // Oncology. 2005, том 69, стр. 1116.

149. Van Cutsem E., Kohne С. H., Hitre E., ZaluskiJ., Chang Chien C. R, Makhson A., et al. II Cetuximab and chemotherapy as initial treatment for metastatic colorectal cancer. // N Engl J Med. 2009, том 360, стр. 1408-1417.

150. Ling Y, Wei К., Luo Y., Gao X., ZhongS. И Dual docetaxel/superparamagnetic iron oxide loaded nanoparticles for both targeting magnetic resonance imaging and cancer therapy. // Biomaterials. 2011, том 32, стр. 7139-7150.

151. Wang A. Z, GuF., Zhang L., Chan J. M„ Radovic-Moreno A., Shaikh M. R., Farokhzad O. С. И Biofunctionalized targeted nanoparticles for therapeutic applications. // Expert Opin Biol Ther. 2008, том 8, стр. 1063-1070.

152. McCarthy J. R., Bhaumik J., Karver M. R„ Sibel Erdem S„ Weissleder R. // Targeted nanoagents for the detection of cancers. // Mol Oncol. 2010, том 4, стр. 511-528.

153. Chen K, Xie J., Xu Я, Behera D., Michalski M. H„ Biswal S., Wang A., Chen X. II Triblock copolymer coated iron oxide nanoparticle conjugate for tumor integrin targeting // Biomaterials, 2009, том 30, стр. 6912-6919

154. Foraker А. В., Khantwal С. M., Swaan P. W. II Current perspectives on the cellular uptake and trafficking of riboflavin. // Adv Drug De-liv Rev. 2003, том 55, стр. 1467-1483.

155. Kim E. M., Jeong H. J., Moon M. H. II Asialoglycoprotein receptor targeted gene delivery using galactosylated Polyethylenimine- graft -Poly (ethylene glycol): In vitro and in vivo studies. // J Control Release. 2005, том 108, стр. 557-567.

156. Yang Y., Zhang Z., Chen L., Gu W., Li Y. // Galactosylated poly(2-(2-aminoethyoxy)ethoxy)phosphazene/DNA complex nanoparticles: in vitro and in vivo evaluation for gene delivery. // Biomacromolecules. 2010, том 11, стр. 927-933.

157. Pratten M. K. and Lloyd J. В. II Pinocytosis and phagocytosis: the effect of size of a particulate substrate on its mode of capture by rat peritoneal macrophages cultured in vitro. // Biochim. Biophys. Acta. 1986, том 881, стр. 307-313.

158. Metz S., Bonaterra G., Rudelius M., Settles M., Rummeny E. J., Daldrup-Link H. E. II Capacity of human monocytes to phagocytose approved iron oxide MR contrast agents in vitro. // Eur. Radiol. 2004, том 14, стр. 1851-1858.

159. Fawell S., Seery J., Daikh Y., Moore C., Chen L. L., Pepinsky В., Barsoum J. II Tatmediated delivery of heterologous proteins into cells. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1994, том 91, стр. 664-668.

160. LewinM., Carles so N., Tung C.-H., TangX.-W., Cory D., Scadden D. Т., Weissleder R. II Tat peptide-derivatized magnetic nanoparticles allow in vivo tracking and recovery of progenitor cells. //Nat. Biotechnol. 2000, том 18, стр. 410-414.

161. Jordan A., Wust P., Fahling H., John W„ Hinz A., Felix R. И Inductive heating of ferrimagnetic particles and magnetic fluids: Physical evaluation of their potential for hyperthermia // Int. J. Hyperthermia 1993, том 9, стр. 51-68.

162. Moroz P., Jones S. K, Gray B. N. II Magnetically mediated hyperthermia: current status and future directions // Int. J. Hyperthermia 2002, том 18, стр. 267.

163. Babincova M., Ciemanece P., Altanerova V., Altaner C., Babinece P. И AC-magnetic field controlled drug release from magnetoliposomes: design of a method for site-specific chemotherapy // Bioelectrochemistry 2002, том 55, стр. 17.

164. Wang Y. X., Hussain S. M., Krestin G. P. II Superparamagnetic iron oxide contrast agents: physicochemical characteristics and applications in MR imaging. // Eur. Radiol. 2001, том 11, стр. 2319-31.

165. Чехонин В.П., Шеин С.А., Корчагина А.А., Турина О.И. // Вестник Российской академии медицинских наук 2012, том 2, стр.23-34

Информация о работе

Абакумов, Максим Артёмович
кандидата химических наук
Москва, 2012
ВАК 03.01.04

Диссертация

Системы направленной визуализации глиом на основе наночастиц железа - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно