CC BY
242
Противоопухолевая активность производных фуллерена : и возможности их использования ?
для адресной доставки лекарств
ВС
М.А. Орлова1, Т.П. Трофимова1, А.П. Орлов2, О.А. Шаталов3 ,
Ю.К. Наполов3, А.А. Свистунов3, В.П. Чехонин2 О
1Химический факультет, кафедра радиохимии ФГБОУВПО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова»; 2медико-биологический факультет, кафедра медицинских нанобиотехнологий ГБОУ ВПО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова» Минздрава России, Москва; 3фармацевтический факультет, кафедра фармакологии ГБОУВПО «Первый Московский государственный медицинский
университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России Е
Контакты: Марина Алексеевна Орлова [email protected]
Antitumor activity of fullerene derivatives and their possible use for target drug delivery
M.A. Orlova1, T.P. Trofimova1, A.P. Orlov2, O.A. Shatalov3, Yu.K. Napolov3, A.A. Svistunov3, V.P. Chekhonin2
1M.V. Lomonosov Moscow State University; 2N.I. Pirogov Russian National Research Medical University, Ministry of Health of Russia, Moscow; 3I.M. Sechenov Moscow State Medical University, Ministry of Health of Russia
Из-за способности вызывать в определенных условиях гибель клеток фуллерены являются потенциальными противоопухолевыми агентами. Однако прогнозирование про- и антиапоптотических свойств различных производных фуллерена, тем более для различных типов клеток, пока еще затруднено. В связи с этим активно используют компьютерные подходы и метод теории функционала плотности (density fUnctional theory, DFT) для расчета физико-химических свойств производных фуллерена [1]. Было показано, что использование С60(ОН)х активирует перито-неальные макрофаги в результате воздействия на лизосомальные ферменты аргиназу и кислую фосфа-тазу и может ингибировать рост опухоли. Эффект зависел от дозы и размера частиц. При воздействии С60(ОН)х в диапазоне доз 0,2—2 мг/кг продукция TNF-a фуллерол-стимулируемыми макрофагами значительно увеличивалась, при этом острой токсичности не наблюдалось до дозы 5 мг/кг. При исследовании противоопухолевого и антиметастатического эффекта фуллерола С60(ОН)20 на метастатической модели рака груди ЕМТ-6 использовали дозы 0,08 и 0,4 мг/мл в день [2]. Помимо ожидаемой модуляции оксидатив-ного стресса наблюдалось снижение экспрессии нескольких факторов ангиогенеза опухолевыми тканями, в частности, экспрессии CD31 (PECAM-1 — молекула адгезии эндотелиальных клеток и тромбоцитов (platelet/ endothelial cell adhesion molecule 1)) и снижение сосудистой плотности. Таким способом С60(ОН)20 ингиби-рует рост опухоли и подавляет метастазирование через сигнальный путь, связанный с тирозинкиназой. Цито-токсичность по отношению к клеткам линии проми-
елоцитарного лейкоза (HL-C60) продемонстрировал и бис-^^-диметил-пирролидин йодид)-С60 [3].
Особый интерес для терапии рака представляют эндофуллерены. В настоящее время in vivo достаточно подробно изучен противоопухолевый эффект гидрок-силированного металлофуллерена, содержащего гадолиний [Gd@C82(OH)x], действие которого связано со стимуляцией и пролиферацией лимфоцитов. Однако in vitro это соединение практически отсутствовало в опухолевых клетках, что предполагает взаимосвязь ингибирования роста опухоли с активацией противоопухолевого иммунитета [4]. Такое стимулирование иммунного ответа in vivo является желательной стратегией для лечения рака. Показано, что Gd@C82(OH)22, имеющий размер 2 нм и средний размер агрегатов 100 нм, обладает иммуномодулирующим действием in vivo и in vitro [5, 6]. Он стимулирует макрофаги и Т-клетки к синтезу нескольких цитокинов: IL-2, IL-4, IL-5, TNF-a и IFN-y, которые способствуют ингибирова-нию роста опухоли in vivo. Специфическое иммуномо-дулирующее влияние на Т-клетки и макрофаги включают в себя смещение цитокинового баланса в сторону Th1 (Т-хелперы I типа) цитокинов за счет снижения продукции Th2 цитокинов (IL-4, IL-5 и IL-6), что зависит от дозы препарата. В низких концентрациях наночастицы Gd@C82(OH)22 слабо влияют на активность иммунных клеток in vitro, при высокой концентрации они заметно усиливают иммунный ответ и стимулируют секрецию цитокинов, способствуя устранению аномальных клеток. В частности, наблюдается увеличение уровня TNF-a, который играет ключевую роль в иммунных процессах. При введении
со
о
ej
N
мышам [Gd@C82(OH)22] было отмечено увеличение активированного частичного тромбопластинового времени и уменьшение протромбинового времени по сравнению с контрольной группой, а также повышенное содержание фибриногена [4]. Таким образом, препарат in vivo уменьшал кровоснабжение опухоли [7].
Эксперименты на мышиных моделях показали эффективность применения С60 для подавления роста различных опухолей [8]. Это было связано не только с антиоксидантной активностью С60, но и с блокировкой специфических клеточных рецепторов, в частности рецептора эндотелиального фактора роста. В обзоре [9] проанализированы перспективы возможного фармакологического применения С60 и С70-фуллеро-пирролидинов, среди которых есть как противоопухолевые, так и антиоксидантные препараты. Что касается биораспределения металлсодержащих фуллеролов, то после внутривенного введения мышам Gd@C82(OH)40 накапливается главным образом в почках, печени, легких и селезенке [10], а [Gd@C82(OH)22]-наночастицы аккумулировались в костной ткани, поджелудочной железе, почках, селезенке и печени, небольшое количество обнаружено в легких [4].
Широкое распространение в последнее время получили исследования действия конъюгатов фулле-ренов с известными лекарствами. Примером может служить доксорубицин-фуллерен C60 [11]. Однако биораспределение конъюгатов, включающих фуллерены, часто существенно отличается от такового для свободных молекул препарата. Например, если доксоруби-цин распределяется в ядро клетки, то его конъюгат с фуллереном находится в цитоплазме. Поэтому каждый новый конъюгат требует тщательного исследования в этом направлении.
Наночастицы C60 повышают восприимчивость раковых клеток к химиотерапевтическим агентам в эксперименте in vitro. Предполагается, что механизм включает не только обычную для nC60 атаку активных форм кислорода (АФК), но и усиление аутофагии.
В последние годы особое внимание привлекает использование фуллеренов для транспорта лекарств. Пока это еще сравнительно новое, хотя и бурно развивающееся направление в химии фуллеренов и их применения, которое требует новых идей и тщательных исследований. Описаны некоторые современные примеры drug delivery, а также общая стратегия применения наночастиц в качестве транспортеров [12].
Наиболее привлекательная концепция состоит в том, чтобы иметь мультиединицу со свойствами транспортера и несколькими «пришитыми» лекарственными частями (например, фотосенсибилизаторами), а также адресующую единицу, обладающую высокой селективностью к целевым клеткам [13].
В другом варианте наноконтейнерной функции фуллереновых аддуктов в качестве структурного элемента «транспортера» может использоваться дополнительный сенсибилизатор. При этом наночастицы
должны быть гидро- и липофильными и не обладать острой токсичностью [14]. Одним из перспективных путей в этом направлении является использование порфирин-фуллеренов.
Порфирины обладают рецепторными свойствами, т. е. способны вступать в реакции комплексообразо-вания с катионами металлов с выходом металлопор-фиринов. Класс дендритных порфиринов, содержащих центральный атом цинка и 32 аммонийные группы, оказался сильнейшим цитотоксическим агентом, индуцирующим синглетный кислород [15].
Оказалось возможным образование различных супрамолекулярных комплексов фуллеренов и метал-лопорфиринов (рис. а).
Такие супрамолекулы, помимо собственного модулирующего влияния на клетки, могут служить транспортерами при адресной доставке фуллерен-конъюгатов (и самих фуллеренов) к биологическим мишеням в организме.
Порфирин-фуллерен РМС16 (рис. б) [16] использовали для доставки магнитных ядер 25Mg, которые способны увеличивать более чем в 2 раза выход адено-зинтрифосфата [17] и уменьшать последствия ацидоза, возникающего при химиотерапии, не проявляя токсичности в широком диапазоне концентраций. При введении в организм PMC16 предпочтительно аккумулируется в сердечной мышце, меньше в лимфоцитах и мозге. Для сравнения: накопление nC60 наблюдается в основном в печени и селезенке и значительно меньше в других органах [18]. Являясь катионообменни-ком, РМС16 пролонгирует выделение ионов металлов только в условиях ацидоза. РМС16 использовался также для доставки изотопов цинка в лимфоциты здоровых доноров и больных острыми лимфобластными и миелобластными лейкозами, что приводило в ряде случаев к увеличению апоптоза бластных клеток.
Новую систему лекарственной доставки представляют амфифильные производные С70, в частности ма-лонил-фуллерены-С70, рациональным образом упакованные в липидные бислои, эффективно «тушили» супероксид- и гидроксил-радикалы и ингибировали перекисное окисление липидов, поддерживая целостность структуры липидного бислоя [19].
Для терапии злокачественных новообразований разработаны конъюгаты фуллерола с доксорубици-ном — (C60(OH)8)-DOX, способные in vitro подавлять пролиферацию злокачественных клеток, блокируя G^M-фазу клеточного цикла [20]. Фуллеролы могут служить транспортерами радиоактивных нуклидов in vivo. C60(OH)20, меченый 99mTc(CO)3 [21], в виде комплекса быстро доставлялся ко всем тканям, за исключением мозга, и сохранялся там, не теряя активности, в течение 3 ч. Скорость очистки от радиоактивности составляла 24 ч. В будущем аналогично предлагается использовать фуллероловую платформу для доставки цисплатина. Для транспорта через офтальмологический барьер используются фуллеролы С60(ОН)22-26,
Liposome
С,
Супрамолекулярные комплексы фуллеренов и металлопорфиринов
однако водорастворимые фуллерены оказались токсичны по отношению к эпителиальным клеткам человеческого хрусталика (ЫЬБ-В-3) [22]. При этом нано-частицы С60(ОН) рассматриваются в качестве транспортера фотосенсибилизаторов в глазные (и кожные) клетки при фотодинамической терапии опухолей в офтальмологии и дерматологии [23—25].
При поглощении света фуллерены могут усиленно генерировать АФК, что делает их возможным агентом при фотодинамической терапии. В настоящее время фотосенсибилизаторы на основе углеродных наноструктур не прошли клинические испытания и пока не разрешены к практическому применению [26]. Тем не менее широко ведутся исследования с целью последующего их использования в практике.
В зависимости от функциональных групп, введенных в молекулу, фуллерены способны эффективно инактивировать патогенные микробные и злокачественные клетки. Однако при определенных условиях многие из аддуктов фуллерена способны, наоборот, защищать клетки от ультрафиолетового и других облучений. Для определения роли фуллеренов в фотодинамической терапии большое значение имеют как физико-химические свойства конкретного производного, так и условия проведения эксперимента: время и интенсивность облучения, концентрация препарата, размеры наночастиц, способность к самоагрегированию.
■Г 1-
Iii-Hir Jl.-H-.I'
NjL алг' 4ir
Различают 2 типа воздействия при фотодинамической терапии [27], где действующими агентами предпочтительно являются либо супероксидрадика-лы, либо синглетный кислород. Для фуллеренов метод основан на избирательном накоплении фотосенсибилизатора в опухолевых клетках и его способности генерировать в результате облучения светом с определенной длиной волны оба эти агента. Была показана способность генерации фуллереном в этих условиях радикальных форм кислорода со скоростью 10 нмоль/мл мин [28].
Инкубация опухолевых клеток с фуллеренами с последующим облучением белым светом вызывает апоптоз при различных типах рака через 4—6 ч после облучения [29]. При этом моно-аддукты С60 (по сравнению с бис- и трис-аддуктами) проявили наибольшую активность по отношению к раковым клеткам за счет активного поглощения клеткой и преимущественной локализации в митохондриях. С60 с несколькими полиэфирными цепями аккумулируются в раковых клетках и при облучении (к = 400—505 нм) вызывают некроз опухоли [30].
Селективностью к опухолевым клеткам (ЫеЬа) обладают и производные фенилаланин-С60, фолиевая кислота-С60, Ь-аргинин-С60 в концентрации 5 цг/мл [31]. При облучении видимым светом наблюдалось снижение митохондриального мембранного потенциала,
со
о
ej
СМ
а
г
в
со
о
ej
СМ
жизнеспособности клеток, активности супероксид-дисмутазы, каталазы, глютатион-пероксидазы, а также увеличение апоптоза за счет повышения активности каспазы-3.
PEG-сопряженные фуллерены, содержащие ион гадолиния (Gd3+), использовали в фотодинамической терапии, успешно сочетая этот подход с магнитно-резонансной томографией [32]. Высокую фотоцитоток-сичность показали сополимеры С60-К-винилпирроли-дон по отношению к клеткам HeLa и клеткам остеогенной саркомы [33]. Апоптоз клеток наблюдался уже при низких концентрациях (5 цг/мл) такого сополимера, а при концентрации 100 цг/мл погибает более 30 % клеток. Мишенью для повреждения являлась клеточная мембрана.
Фуллерол C60(OH)24 является мощным фотосенсибилизатором [34] за счет генерации супероксидради-калов и синглетного кислорода [35] и используется при фотодинамической терапии в офтальмологии, так как способен преодолевать глазные барьеры. Наблюдается некоторая корреляция между его внутриклеточным распределением и прогрессией в повреждение линзы и сетчатки человека in vivo [36].
Фотосенсибилизирующая и фотопротекторная роли фуллеренов переплетаются. Ряд работ посвящен совокупной роли фуллерена как и про-окис-лителя, и антиоксиданта при ультрафиолет-инду-цированных повреждениях различных тканей, т. е. синергическому или кумулятивному действию эффектов при фотодинамической терапии. Этот эффект особенно важен при производстве косметических противозагарных средств, а также при некоторых заболеваниях кожи. Известно, что при ультрафиолетовом облучении на клеточном уровне наблюдается ряд событий, ведущих к апоптозу [37]. У мышей роль главной мишени для образования АФК при ультрафиолетовом облучении играют сальные железы [38]. Использование в этих условиях С60 не приводило к токсичности, зато индекс образования АФК и индекс апоптоза снижались. Еще более значительное их уменьшение фиксировали при одновременном использовании аскорбиновой кислоты (AA) и фуллерена, что, возможно, обусловлено связыванием фуллерена с АА. Использование конструкции фуллерен + АА при ультрафиолетовом облучении является эффективным средством против окислительного повреждения кожи.
Карбоксифуллерены значительно уменьшали блок пролиферации кератиноцитов человека под действием ультрафиолетового облучения [39], одновременно уменьшая содержание клеток с деполяризованными митохондриями. Механизм действия включал вмешательство препарата в генерацию АФК деполяризованными митохондриями. В то же время катионный ад-дукт С60 (рис. в, г), встроенный в липосому, в клетках HeLa показал высокую эффективность их поражения при фотодинамической терапии [18].
Водорастворимое производное фуллерена (у-СБ)2/ С60 применялось в двойном качестве: транспортера лекарственного средства через глазные барьеры и фотосенсибилизатора при фотодинамической терапии опухолей [40]. Фотодинамическая активность С70-у-СБ комплекса оказалась намного выше, чем в случае с С60.
Некоторые фуллеролы вызывают фототоксичность пигментных эпителиальных клеток сетчатки человека. Апоптоз происходит уже при концентрации > 5 цмоль/л и дозе 8,5 Дж/см2 видимого света (при этом квантовый выход синглетного кислорода составляет 0,05). Для селективной деградации белка-мишени, протеазы ВИЧ-1, при ультрафиолетовом или видимом фотооблучении использовали фуллерен-углеводный гибрид, который не требовал каких-либо добавок. Углевод-С60 действует через образование синглетного кислорода при лазерном облучении с X = 355 нм [41]. При фотодинамической терапии не наблюдалось цито-токсичности в присутствии гликоконъюгатов фуллерена в отношении нормальных фибробластов, а мишенью служили именно раковые клетки [42].
Одновременное действие коллоидного раствора С60 (12—50 нм, 50 цмоль/л) и облучения в ультрафиолетовом и видимом диапазоне вызывало цитотоксиче-ский эффект на лейкемические Т-клетки и клетки линии .Тигка1 (но не на тимоциты) [43]. Процесс проходил с увеличением активации каспазы-3 и зависел от концентрации С60.
Таким образом, фотосенсибилизирующее действие производных фуллерена может осуществляться за счет 1О2 (примером является С60) и усиления образования АФК (например, в случае С60(ОН)18). При этом следует учитывать результат дифференциального взаимодействия с различными структурами, например связывания молекул липидной мембраны, усиления ОН-генерации и др. Эффект можно дополнительно усиливать, используя светособирающую липосомаль-ную систему за счет введения светособирающей антенной молекулы [30]. В последних работах [44] рассматривается идея ассоциации фуллерена с порфи-риновыми структурами с целью создания новых фотосенсибилизаторов с увеличенной генерацией синглетного кислорода и улучшенным проникновением в опухоли. Некоторые современные аспекты фуллерен-опосредованной фотодинамической терапии, в частности перспективы использования, рассмотрены в обзоре [45].
Поражающее действие радиации в значительной степени определяется возникновением большого количества АФК и активации протеаз. Цитотоксическое или, наоборот, антиоксидантное действие фуллеренов может играть в этих случаях существенную роль, усиливая или дезавуируя воздействие ионизирующего излучения на организм. Помимо этого, свойства самих фуллеренов могут изменяться при воздействии ионизирующего излучения. Известно, что нано-С60 при определенных условиях подавляет рост опухолевых
клеток, проявляя свойства сенсибилизатора при радиотерапии, усиливая апоптоз [46].
С другой стороны, известна радиопротекторная (антирадикальная) активность гидратированного фул-лерена С60ЫуРп и его лабильных наноразмерных кластеров при определенных условиях [47].
Лизин-С60, не проявлявший видимой токсичности по отношению к лимфобластным клеткам человека АНН -1, использовали для предобработки клеток перед у-облучением. Это значительно увеличивало выживаемость клеток после облучения, снижая уровень апоп-тоза дозозависимым образом [48].
Наблюдаемое защитное действие полигидрокси-лированных производных фуллерена от ионизирующего излучения вызывает большой интерес, однако механизм его действия пока не ясен, если не считать антиоксидантных свойств [49].
Поскольку известно, что производные фуллерена преимущественно связываются с митохондриями, возможно, что наноразмерные частицы могут захватываться ретикуло-эндотелиальными клетками [50, 51]. Именно локализация тех или иных фуллерен-произ-водных может быть решающим фактором их эффек-торного действия. Использование С60(ОН)24 в дозе 40 мг/кг в течение 2 нед перед облучением всего тела мышей смертельной дозой у-излучения (60Со) [52] привело к уменьшению смертности за счет повышения иммунитета, снижения окислительных повреждений и улучшения функции митохондрий (наблюдалось восстановление митохондриального мембранного потенциала). Фуллеролы, проявляя защитное действие на сердце и ткани печени против хронической токсичности, индуцированной доксорубицином [53], обладали и радиозащитным эффектом при Х-облучении животных в дозе 8 Гр [54].
С60-РУР и у-СБ-С60, действуя как антиоксиданты, способны выступать стабилизаторами радиопротекторных свойств р-каротина, предотвращая его окисление [55], что повышает интерес к ним как к компенсационным препаратам при использовании радиотерапии. Совместное действие сульфосодержащих препаратов-радиопротекторов и производных фулле-рена С60 в ряде случаев приводит к уменьшению побочных эффектов исходного препарата (например, амифостина) [56].
Таким образом, для фармацевтического использования фуллеренов нужно иметь полное представление об их влиянии на процессы производства/поглощения АФК, так как они являются в большинстве случаев основой биологических эффектов фуллеренов, включая их воздействие на соответствующие сигнальные пути апоптоза. Следует также учитывать те факторы, которые модифицируют эти процессы и меняют их соотношение. К ним относятся способы получения и условия действия фуллеренов, а также спонтанные процессы их модификации в некоторых условиях, например при облучении ионизирующим излучением.
Полное исследование этих взаимоотношений необходимо для того, чтобы четко контролировать АФК-зави-симые биологические эффекты различных фуллеренов и представлять их потенциал для терапевтического использования. Очевидно, первоначально следует провести теоретический анализ препаратов. Для этого разработан метод РКАЯ, который заключается в анализе взаимосвязи наноструктура — активность [57], а также активно используется докинг.
Выбор размера наночастиц является одним из наиболее важных параметров, отвечающих за их цито-токсичность или, наоборот, ее отсутствие. Совокупная оценка всех параметров, способных воздействовать на сигнальные пути апоптоза, является серьезной проблемой нанотехнологии.
Один из важных аспектов нанобиотехнологии связан с иммунореактивностью организма на наномате-риалы. Являясь мощным антиоксидантом, фуллерен способен непосредственно вмешиваться в клеточные процессы, в частности, связанные с воспалением.
Пока нет точного ответа на вопрос — способна ли иммунная система распознавать чисто углеродный каркас фуллерена. Некоторые исследования показали, что ни фуллерен, ни его производные не способны генерировать С60-специфические антитела и не являются аллергенами, а выраженность системной анафилаксии у сенсибилизированных мышей, обработанных папо-С60, достоверно ниже по сравнению с контрольной группой. Однако однозначного ответа нет.
Другим фактором, который следует учитывать, является то, что при каждом последующем удвоении дозы лекарств на основе нановеществ их позитивный эффект может быть менее ощутимым, а цитоксиче-ский эффект способен значительно возрастать. В то же время несомненно, что фуллерены в качестве лекарственных транспортеров [58] гораздо предпочтительней в ряде случаев, чем углеродные нанотрубки, обладающие различной (в зависимости от формы и размеров), но значительной и устойчивой токсичностью, в частности легочной [58].
При участии фуллеренов возможно создание такой системы, когда в одной молекуле имеется и действующее начало, и система его направленной доставки к молекуле-мишени, а иногда и пролонгированность действия. Очевидно, что надо развивать новые подходы к дизайну как конъюгатных препаратов-транспортеров, так и расширять возможности экспериментов по оценке наноматериалов на животных.
Весьма перспективным кажется применение фул-леренов в фото- и радиотерапии рака. Продолжается успешный поиск антиопухолевых препаратов среди самих фуллеренов. Описано много возможностей применения производных фуллерена в медицине [59]. К настоящему времени имеются патенты по лечению конкретных заболеваний [60].
В целом, активное применение любых наночас-тиц в медицине должно быть под пристальным кон-
«ч
о
еч
СМ
со
о
ej
СМ
тролем, пока не будут досконально выяснены все их возможные последствия (включая отдаленные) для организма [61].
Одним из наиболее перспективных направлений дальнейшего изучения фуллеренов как фармакофоров представляется выяснение влияния этих агентов на сигнальные пути апоптоза. На сегодняшний день имеются сведения как о безусловно положительных возможностях фуллереновых наночастиц, так и об их потенциально опасных свойствах [62]. Фуллерены при некоторых условиях in vitro высокотоксичны [63]. Опасно накопление наночастиц в клеточной среде при биодеградации, что может приводить к нарушению
целостности органелл и геномным изменениям. В то же время при терапии таких тяжелых заболеваний, как рак, ВИЧ-инфекция, латеральный амиотрофический склероз, болезни Альцгеймера и Паркинсона, применение фуллереновых наночастиц может принести серьезный успех уже сегодня.
По-видимому, наибольший прогресс в ближайшем будущем будет заключаться в создании супрамолеку-лярных наноплатформ c наполнением разнодейству-ющими лекарствами и с их адресной доставкой для разработки таргетной терапии (targeted delivery of drugs) в контексте персонифицированной, пациент-ориентированной медицины.
ЛИТЕРАТУРА
1. Jalbout A.F., Hameed A.J., Trzaskowski B. Study of the structural and electronic properties of 1-(4, 5 and 6-selenenyl derivatives-3-formyl-phenyl) pyrrolidinofullerenes. J Organometal Chem 2007;692:1039-47.
2. Jiao F., Liu Y., Qu Y. et al. Studies on antitumor and antimetastatic activities of fullerenol in a mouse breast cancer model. Carbon 2010;48:2231-43.
3. Nishizawa C., Hashimoto N., Yokoo S.
et al. Pyrrolidinium-type fullerene derivative-induced apoptosis by the generation of reactive oxygen species in HL-60 cells. Free Radic Res 2009;43:1240-7.
4. Wang J., Chen C., Li B. et al. Antioxidative function and biodistribution of [Gd@C82(OH)22]n nanoparticles in tumor-bearing mice. Biochem Pharmacol 2006;71:872-81.
5. Liu Y., Jiao F., Qiu Y. et al. Immunostimulatory properties and enhanced TNF-a mediated cellular immunity for tumor therapy by C60(OH)20 nanoparticles. Nanotechnology 2009;20:415102-11.
6. Liu Y., Jiao F., Qiu Y. et al. The effect of Gd@C82(OH)22 nanoparticles on the release of Th1/Th2 cytokines and induction of TNF-a mediated cellular immunity. Biomaterials 2009;30:3934-45.
7. Meng H., Xing G., Sun B. et al. Potent angiogenesis inhibition by the particulate form of fullerene derivatives. Acs Nano 2010;4:2773-83.
8. Prylutska S., Burlaka A.P., Klymenko P.P. et al. Using water-soluble C60 fullerenes in anticancer therapy. Cancer Nanotechnol 2011;2:105-10.
9. Kharisov B.I., Kharissova O.V.,
Gomez M.J., Mendez U.O. Recent advances in the synthesis, characterization, and applications of fulleropyrrolidines. Ind Eng Chem Res 2009;48:545-71.
10. Mikawa M., Kato H., Okumura M. et al. Paramagnetic water-soluble
metallofullerenes having the highest relaxivity for MRI contrast agents. Bioconjug Chem 2001;12:510-4.
11. Liu J.H., Cao L., Luo P.G. et al. Fullerene-conjugated doxorubicin in cells. Acs Appl Mater Interf 2010;2:1384-9.
12. Montellano A., Da Ros T., Bianco A.,
Prato M. Fullerene C as a multifunctional
60
system for drug and gene delivery. Nanoscale 2011;3:4035-44.
13. Rancan F., Helmreich M., Molich A. et al. Fullerene-pyropheophorbide
a complexes as sensitizer for photodynamic therapy: uptake and photo-induced cytotoxicity on Jurkat cells. J Photochem Photobiol B 2005;80:1-7.
14. Boyd P.D., Hodgson M.C., Rickard C.E.F. et al. Selective supramolecular porphyrin/fullerene interactions. J Am Chem Soc 1999;121:10487-95.
15. Nishiyama N., Stapert H.R., Zhang G.D. et al. Light-harvesting ionic dendrimer porphyrins as new photosensitizers for photodynamic therapy. Bioconjugate Chem 2003;14:58-66.
16. Rezayat S.M., Boushehri S.V.S., Salmanian B. et al. The porphyrin-fullerene nanoparticles to promote the ATP overproduction in myocardium: 25Mg2+-magnetic isotope effect. Eur J Med Chem 2009;44:1554-69.
17. Buchachenko A.L., Kuznetsov D.A., Breslavskaya N.N., Orlova M.A. Magnesium isotope effect in enzymatic phosphorylation. J Phys Chem B 2008;112:2548-56.
18. Nikolic N., Vranjes-EthuriC S., Jankovic D. et al. Preparation and biodistribution of radiolabeled fullerene C60 nanocrystals. Nanotechnol 2009;20:385102.
19. Zhou Z., Lenk R.P., Dellinger A. et al. Liposomal formulation of amphiphilic fullerene antioxidants. Bioconj Chem 2010;21:1656-61.
20. Chaudhuri P., Paraskar A., Soni S. et al. Fullerenol-cytotoxic conjugates
for cancer chemotherapy. ACS Nano 2009;3: 2505-14.
21. Song H., Luo S., Wei H. et al. In vivo biological behavior of 99mTc(CO)3 labelled fullerol. J Radioanal Nucl Chem 2010;285:635-9.
22. Roberts J.E., Wielgus A.R., Boyes W.K. et al. Phototoxicity and cytotoxicity of fullerol in human lens epithelial cells. Toxicol Appl Pharmacol 2008;228: 49-58.
23. Zhao B., Yin J.J., Bilski P. et al. Enhanced photodynamic efficacy towards melanoma cells by encapsulation of Pc4 in silica nanoparticles. Toxicol Appl Pharmacol 2009;241:163-72.
24. Prow T.W., Bhutto I., Kim S.Y. et al. Ocular nanoparticle toxicity and transfection of the retina and retinal pigment epithelium. Nanomedicine 2008;4:340-9.
25. Bejjani R.A., Benezra D., Cohen H. et al. Nanoparticles for gene delivery to retinal pigment epithelial cells. Mol Vis 2005;17:124-32.
26. Мешалкин Ю.П., Бгатова Н.Р. Перспективы и проблемы использования неорганических материалов в онкологии. Ж Сиб Фед Ун-та В 2008;3:248-68.
27. Mroz P., Tegos G.P., Gali H. et al. Photodynamic therapy with fullerenes. Photochem Photobiol Sci 2007;6:1139-49.
28. Burlaka A.P., Sidorik U.P., Prylutska S.V. Catalytic system of the reactive oxygen species on the C60 fullerene basis. Exp Oncol 2004;26:326-7.
29. Mroz P., Pawlak A., Satti M. Functionalized fullerenes mediate photodynamic killing of cancer cells: Type I versus Type II photochemical mechanism. Free Radical Biol Med 2007;43:711-9.
30. Yano S., Hirohara S., Obata M. et al. Current states and future views in photodynamic therapy. J Photochem Photobiol C 2011;12:46-67.
31. Hu Z., Zhang C., Huang Y. et al. Photodynamic anticancer activities of water-
soluble C60 derivatives and their biological consequences in a HeLa cell line. Chem Biol Inter 2012;195:86-94.
32. Liu J., Ohta S., Sonoda A. Preparation of PEG-conjugated fullerene containing
Gd3+ ions for photodynamic therapy. J Controlled Release 2007;117:104-10.
33. Jiang G., Li G. Preparation, characterization, and properties of fullerene-vinylpyrrolidone copolymers. Biotechnol Prog 2012;28:215-22.
34. Vileno B., Jeney S., Sienkiewicz A. et al. Evidence of lipid peroxidation and protein phosphorylation in cells upon oxidative stress photo-generated by fullerols. Biophys Chem 2010;152:164-9.
35. Badireddy A.R., Hotze E.M., Chellam S. et al. Inactivation of bacteriophages via photosensitization of fullerol nanoparticles. Environ Sci Technol 2007;41:6627-32.
36. Taroni P., D'Andrea C., Valentini G. et al. Fullerol in human lens and retinal pigment epithelial cells: time domain fluorescence spectroscopy and imaging. Photochem Photobiol Sci 2011;10:904-10.
37. Straface E., Santini M.T., Donelli G.
et al. Vitamin E prevents UVB-induced cell blebbing and cell death in A431 epidermoid cells. Int J Rad Biol 1995;68:579-87.
38. Ito S., Itoga K., Yamato M. et al.
The co-application effects of fullerene and ascorbic acid on UV-B irradiated mouse skin. Toxicology 2010;267:27-38.
39. Fumelli C., Marconi A., Salvioli S. et al. Carboxyfullerenes protect human keratinocytes from ultraviolet-B-induced apoptosis. J Invest Dermatol 2000;115: 835-41.
40. Zhao B., He Y.Y., Chignell C.F. et al. Difference in phototoxicity of cyclodextrin complexed fullerene [(y-CyD)2/C60j and its aggregated derivatives toward human lens epithelial cells. Chem Res Toxicol 2009;22:660-7.
41. Mikata Y., Takagi S., Tanahashi M. et al. Detection of 1270 nm emission from singlet oxygen and photocytotoxic property of sugar-pendant 60 fullerenes. Bioorg Med Chem Lett 2003;13:3289-92.
42. Otake E., Sakuma S., Torii K. et al. Effect and mechanism of a new photodynamic therapy with glycoconjugated fullerene. Photochem Photobiol 2010;86:1356-63.
43. Palyvoda K.O., Grynyuk I.I., Prylutsk S.V. et al. Apoptosis photoinduction by C60 fullerene in human leukemic T cells. Ukr Biochem J 2010;82:121-7.
44. Constantin C., Neagu M., Ion R. et al. Fullerene-porphyrin nanostructures in photodynamic therapy. Nanomedicine 2010;5:307-17.
45. Sharma S.K., Chiang L.Y., Hamblin M.R. Photodynamic therapy with fullerenes in vivo: reality or a dream? Nanomedicine 2011;6:1813-25.
46. Ni J., Wu Q.Y., Li Y.G. et al. Cytotoxic and radiosensitizing effects of
nano-C,„ on tumor cells in vitro.
60
J Nanoparticle Res 2008;10:643-51.
47. Andrievsky G., Bruskov V.I., Tykhomyrov A.A., Gudkov S.V. Peculiarities of the antioxidant and radioprotective effects of hydrated C60 fullerene nanostuctures
in vitro and in vivo. Free Radic Biol Med 2009;47:786-93.
48. Huang S.Q., Gao Y., Li F. et al. Synthesis of fullerene derivative C(60)-Lys and its radio-protection effects in AHH-1 cell. J Rad Res Rad Proces 2010;1:37-41.
49. Theriot A.C., Casey R.C., Moore V.C. et al. Dendro[C60]fullerene DF-1 provides radioprotection to radiosensitive mammalian cells. Rad Envir Biophys 2010;49:437-45.
50. Chirico F., Fumelli C., Marconi A. et al. Carboxyfullerenes localize within mitochondria and prevent the UVB-induced intrinsic apoptotic pathway. Exp Dermatol 2007;16:429-36.
51. Dobrovolskaia M.A., McNeil S.E. Immunological properties of engineered nanomaterials. Nat Nanotechnol 2007;2:469-78.
52. Cai X., Hao J., Zhang X. et al. The polyhydroxylated fullerene derivative C60(OH)24 protects mice from ionizing-radiation-induced immune and
mitochondrial dysfunction. Toxicol Appl Pharmacol 2010;243:27-34.
53. Injac R., Perse M., Cerne M. et al. Protective effects of fullerenol C60(OH)24 against doxorubicin-induced cardiotoxicity and hepatotoxicity in rats with colorectal cancer. Biomaterials 2009;30:1184-96.
54. Dordevic A., Bogdanovic G. Fullerenol — a new nanopharmaceutic? Arch Oncol 2008;16:42-5.
55. Takada H., Kokubo K., Matsubayashi K., Oshima T. Antioxidant activity of supramolecular water-soluble fullerenes evaluated by ß-carotene bleaching assay. Biosci Biotechnol Biochem 2006;70: 3088-93.
56. Vavrova J., Rezacova M., Pejchal J. Fullerene nanoparticles and their anti-oxidative effects: a comparison to other radioprotective agents. J Appl Biomed 2012;10:1-8.
57. Fourches D., Pu D., Tassa C. et al. Quantitative nanostructure-activity relationship modeling. Acs Nano 2010;4:5703-12.
58. Kayat J., Gajbhiye V., Tekade R.K., Jain N.K. Pulmonary toxicity of carbon nanotubes: a systematic report. Nanomed Nanotechnol Biol Med 2011;7:40-9.
59. Miller J., Lam M., Lebovitz R. Derivatized fullerenes: a new class of therapeutics and imaging agents. HeinOnline. Nanotech. L. & Bus., 2007.
60. Kepley C. Use of fullerenes for the treatment of mast cell and basophil-mediated disease. US Patent, № 7947262, 2006.
61. Kateb B., Chiu K., Black K.L. et al. Nanoplatforms for constructing new approaches to cancer treatment, imaging, and drug delivery: What should be the policy? Neurolmage, 2011;54:106-24.
62. Bystrzejewska-Piotrowska G., Golimowski J., Urban P.L. Nanoparticles: Their potential toxicity, waste and environmental management. Waste Management 2009;29:2587-95.
63. Lewinski N., Colvin V., Drezek R. Cytotoxicity of nanoparticles. Small 2008;4:26-49.
со о
Cd
CM
