CC BY
24
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2023. Т. 23, вып. 1. С. 56-67 Izvestiya of Saratov University. Physics, 2023, vol. 23, iss. 1, pp. 56-67
https://fizika.sgu.ru https://doi.org/10.18500/1817-3020-2023-23-1-56-67, EDN: XFFREE
Научная статья УДК 577.344.3
Субмикронные частицы ватерита, загруженные фотосенсибилизатором порфиразиновой природы, для фотодинамической терапии клеток карциномы мочевого пузыря
Л. Н. Шестакова1 н, Н. Е. Галочкина1, Д. Б. Трушина2, Л. Г. Клапшина3, С. А. Лермонтова3, И. В. Балалаева1, Н. Ю. Шилягина1
1 Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского, Россия, 603022, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, д. 23 2Первый Московский государственный медицинский университет имени И. М. Сеченова, Россия, 119991, г. Москва, ул. Большая Пироговская, д. 2, стр. 4
3Институт металлоорганической химии им. Г. А. Разуваева Российской академии наук, Россия, 603137, г. Нижний Новгород, ул. Тропинина, д. 49
Шестакова Лидия Николаевна, аспирант кафедры биофизики Института биологии и биомедицины, [email protected], https://orcid.org/0000-0003-3885-6085
Галочкина Наталия Евгеньевна, магистрант кафедры биофизики Института биологии и биомедицины, [email protected], https:// orcid.org/0000-0001-9434-3247
Трушина Дарья Борисовна, кандидат физико-математических наук, заведующая лабораторией направленного транспорта лекарственных препаратов, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-9871-8050
Клапшина Лариса Григорьевна, кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории функциональных металл-органических соединений, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-2686-980X
Лермонтова Светлана Алексеевна, кандидат химических наук, научный сотрудник лаборатории функциональных металл-органических соединений, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-8366-3886
Балалаева Ирина Владимировна, кандидат биологических наук, доцент кафедры биофизики Института биологии и биомедицины, irin-b@ mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-3245-3907
Шилягина Наталья Юрьевна, кандидат биологических наук, доцент кафедры биофизики Института биологии и биомедицины, nat-lekanova@ yandex.ru, https://orcid.org/0000-0001-5766-6880
Аннотация. Рак мочевого пузыря входит в десятку самых распространенных онкологических заболеваний, обусловливающих высокий процент смертельных исходов. Фотодинамическая терапия является одним из перспективных способов лечения этого заболевания. Для повышения эффективности фотодинамической терапии необходимо обеспечить селективную доставку фотосенсибилизатора в опухоль. Одним из подходов к повышению избирательности накопления фотосенсибилизатора является использование различных транспортных систем доставки. В частности, в качестве такой системы большой интерес представляют нано- и микрочастицы карбоната кальция в полиморфной модификации ватерит.
Целью данной работы было исследование субмикронных частиц ватерита (Vp) в качестве агентов для избирательной доставки фотосенсибилизатора тетракис(4-бензилоксифенил)тетрацианопорфиразина (PzBn) на клеточной культуре карциномы мочевого пузыря человека Т24. Было показано, что процент загрузки PzBn в частицы ватерита составляет более девяти процентов. Продемонстрировано, что PzBnVp характеризуется низкой темновой токсичностью при высокой фотодинамической активности. По полученным данным частицы ватерита могут рассматриваться как перспективные агенты для избирательной доставки фотосенсибилизатора PzBn при терапии рака мочевого пузыря.
Ключевые слова: фотодинамическая терапия, фотосенсибилизатор, ватерит, порфиразин, рак мочевого пузыря Благодарности: Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ (грант№ 07292020-0061).
Для цитирования: Шестакова Л. Н., Галочкина Н. Е., Трушина Д. Б., Клапшина Л. Г., Лермонтова С. А., Балалаева И. В., Шилягина Н. Ю. Субмикронные частицы ватерита, загруженные фотосенсибилизатором порфиразиновой природы, для фотодинамической терапии клеток карциномы мочевого пузыря // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2023. Т. 23, вып. 1. С. 56-67. https://doi.org/10.18500/1817-3020-2023-23-1-56-67, EDN: XFFREE
Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0)
© Шестакова Л. Н., Галочкина Н. Е., Трушина Д. Б., Клапшина Л. Г., Лермонтова С. А., Балалаева И. В., Шилягина Н. Ю., 2023
Submicron vaterite particles, loaded with porphyrazine photosensitizer for photodynamic therapy of bladder carcinoma cells
L. N. Shestakova10, N. E. Galochkina1, D. B. Trushina2, L. G. Klapshina3, S. A. Lermontova3, I. V. Balalaeva1, N. Yu. Shilyagina1
1Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod, 23 Gagarin Av., Nizhny Novgorod 603950, Russia
2First Moscow State Medical University, 2-4 Bolshaya Pirogovskaya St., Moscow 119991, Russia
institute of Organometallic Chemistry of Russian Academy of Sciences, 49 Tropinina St., Nizhny Novgorod 603137, Russia
Lydia N. Shestakova, [email protected], https://orcid.org/0000-0003-3885-6085
Natalia E. Galochkina, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-9434-3247
Daria B. Trushina, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-9871-8050
Larisa G. Klapshina, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-2686-980X
Svetlana A. Lermontova, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-8366-3886
Irina V. Balalaeva, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-3245-3907
Natalia Yu. Shilyagina, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-5766-6880
Abstract. Background and Objectives: Bladder cancer is one of the ten most common cancers causing a high mortality rate. Photodynamic therapy (PDT) is one of the promising ways to treat this disease. To increase the effectiveness of PDT it is necessary to ensure selective delivery of photosensitizer to the tumor. Selective delivery systems such as nano- and microparticles of calcium carbonate in the polymorphic modification of vaterite are of great interest to solve this problem. Therefore, the aim of this study was to investigate submicron particles of vaterite as agents for selective delivery of photosensitizer PzBn on human bladder T24 cell culture. Materials and Methods: Calcium carbonate particles were obtained by mixing equimolar solutions of CaCl2 and Na2CO3 salts in the presence of glycerol. PzBn was immobilized by adsorbing the substance on preliminarily synthesized vaterite particles. The loading efficiency was evaluated using the spectrophotometric method. The experiments were carried out on the T24 human bladder carcinoma cell line. Intracellular localization was assessed using fluorescent laser confocal scanning microscopy. The study of the dynamics of PzBnVp accumulation by cells was carried out by spectrophotometry. Dark toxicity and photodynamic activity were analyzed using the MTT test. Results: The efficiency of loading porphyrazine into vaterite particles is over 9%. It has been shown that PzBnVp is characterized by rather rapid accumulation by T24 cells: the maximum accumulation is recorded already 30 minutes after its addition, after which the intensity of the fluorescence signal remains at a constant level for 5 hours of observation. It has been demonstrated that PzBnVp is characterized by low dark toxicity with high photodynamic activity. Conclusion: The possibility of loadingvaterite particles with the photodynamic dye porphyrazine has been demonstrated. A high rate of entry of vaterite particles into the cell and the release of the loaded photosensitizer from particles and its subsequent redistribution over subcellular structures have been shown. The preservation of the photodynamic activity of porphyrazine in the composition of vaterite particles and the absence of dark toxicity in the studied concentration range have been demonstrated. Vaterite particles can be considered as promising agents for the selective delivery of porphyrazine to the tumor in order to increase the efficiency of photodynamic therapy.
Keywords: photodynamic therapy, photosensitizer, vaterite, porphyrazine, bladder cancer
Acknowledgments: This work was carried out in the framework of the State Task of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (grant no. 0729-2020-0061).
For citation: Shestakova L. N., Galochkina N. E., Trushina D. B., Klapshina L. G., Lermontova S. A., Balalaeva I. V., Shilyagina N. Yu. Submicron vaterite particles, loaded with porphyrazine photosensitizer for photodynamic therapy of bladder carcinoma cells. Izvestiya of Saratov University. Physics, 2023, vol. 23, iss. 1, pp. 56-67 (in Russian). https://doi.org/10.18500/1817-3020-2023-23-1-56-67, EDN: XFFREE
This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC0-BY 4.0)
Введение
Рак мочевого пузыря входит в десятку самых распространенных онкологических заболеваний в мире [1]. По данным на 2020 год рак мочевого пузыря занимает шестое место в мире среди всех видов онкологических заболеваний по количеству новых случаев (573 278) и четырнадцатое место по смертности (212 536 летальных случаев) [2]. Тактика лечения рака мочевого пузыря зависит от стадии опухолевого роста и степени выраженности патологии на момент проведения диагностических тестов. Наиболее распространено хирургическое удаление опухоли через уретру. При необходимости может производить-
ся радикальная цистэктомия мочевого пузыря. Альтернативными способами лечения являются химиотерапия, лучевая терапия, иммунотерапия, фотодинамическая терапия, а также комбинация из нескольких вышеперечисленных методов [3].
Фотодинамическая терапия (ФДТ) является одним из перспективных способов лечения рака мочевого пузыря. При ФДТ рака мочевого пузыря фотоактивное соединение - фотосенсибилизатор (ФС) - вводится либо в кровоток, либо внутрипузырно. Далее к опухолевому участку с помощью световода подводится лазерное излучение для активации фотосенсибилизатора и развития последующих фотохимических реак-
ций с образованием активных форм кислорода, которые и вызывают гибель опухолевых клеток [4].
Существенным ограничением для применения большинства известных на сегодняшний день фотосенсибилизаторов является их фототоксичность в отношении здоровых тканей организма [5]. Кроме того, для достижения эффективных концентраций в опухоли, как правило, требуется введение в организм больших доз ФС, что может приводить к проявлению сильного токсического эффекта. К настоящему моменту были предложены различные методы и подходы к направленной доставке ФС к клеткам-мишеням с использованием в качестве транспортных агентов липосом, углеродных на-ночастиц, дендримеров, мицелл и полимерных наночастиц [6]. Такие наночастицы обладают рядом важных характеристик: биосовместимостью, биоразлагаемостью [1], нетоксичностью и низкой иммуногенностью [7].
В качестве системы доставки лекарственных препаратов большой интерес представляют на-но- и микрочастицы карбоната кальция СаС03. В природе карбонат кальция может существовать в нескольких полиморфных формах: кальцит, арагонит и ватерит. Для инкапсуляции биологически активных веществ активно исследуются частицы ватерита [8-12]. Интерес к ним обусловлен пористой структурой (в среднем размер пор колеблется от 20 до 60 нм), позволяющей эффективно загружать молекулы различного размера Следует также отметить рН-чувствительную деградацию частиц, которая обеспечивает высвобождение агента, доставляемого с помощью частиц ватерита, преимущественно в опухолевых очагах, характеризующихся пониженным значением внеклеточного рН - около 6.8-7.3 [13, 14]. Исследования последних лет убедительно доказывают, что нано- и субмикронные частицы карбоната кальция могут быть успешно использованы в качестве контейнеров для инкапсуляции и последующей доставки соединений с противоопухолевой активностью, таких как доксоруби-цин [15-17], цисплатин [18, 19], доцетаксел [20], камптотецин [21], гипокреллин В [22], фотосенс [23] и другие [24, 25].
Ранее нами было показано, что для соединений из группы порфиразинов характерно сочетание свойств фотосенсибилизаторов и сенсоров локального микроокружения [26]. Благодаря такой особенности порфиразинов их можно использовать в качестве фотодинамических
агентов, позволяющих контролировать функциональное состояние облучаемой ткани в режиме реального времени.
В этой работе исследованы субмикронные частицы карбоната кальция (Ур) в полиморфной модификации ватерит в качестве агентов для избирательной доставки фотосенсибилизатора тетракис(4-бензилоксифенил)тетрацианопор-фиразина (PzBn) на клеточной культуре карциномы мочевого пузыря человека Т24. В рамках данного исследования оценена эффективность загрузки PzBn в частицы ватерита, проанализировано поступление загруженных частиц в клетки и оценена фотодинамическая активность частиц, загруженных PzBn.
Материалы и методы
Фотосенсибилизатор
В работе исследован тетракис(4-бензилокси-фенил)тетрацианопорфиразин (рис. 1) - соединение из класса порфиразинов, синтез которого был описан ранее [27].
9.
N=7
Рис. 1. Структурная формула тетракис(4-бензилоксифе-нил)тетрацианопорфизина
Fig. 1. Structural formula of tetrakis(4-benzyloxyphenyl)tet-racyanoporphyrazine
PzBn имеет несколько областей поглощения, локализованных в диапазоне 340-400 нм (коротковолновая область, полоса Соре; максимум при 360 нм) и в диапазоне 550-660 нм (длинноволновая область, Q-полоса; максимум при 590 нм). Флуоресценция PzBn регистрируется в диапазоне 625-825 нм с пиком при 675 нм [27].
Ватерит
Частицы ватерита были синтезированы в соответствии с методикой, описанной ранее в работе [28]. Равные объемы 0.1 М водных растворов CaCl2 и Na2CO3 смешивали при постоянном перемешивании при 500 об./мин с глицерином (соотношение объемов водной и глицериновой фаз составляло 1: 5). После 60 мин непрерывного перемешивания при 25°C суспензию центрифугировали в течение 5 мин при 10000 об./мин для осаждения частиц, которые затем трижды промывали деионизированной водой для удаления непрореагировавших ионов и молекул глицерина. Далее частицы сушили при 70°C в вакууме и хранили в сухом виде.
Размер и морфологию частиц карбоната кальция оценивали с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) на микроскопе TM4000Plus (Hitachi, Япония). Гидродинамический размер частиц карбоната кальция и электрокинетический потенциал определяли с помощью анализатора Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments Ltd, Великобритания).
Загрузка частиц ватерита порфиразином
Иммобилизацию PzBn осуществляли путем адсорбции вещества на предварительно синтезированных частицах ватерита. Для этого 5 мг частиц ватерита диспергировали в 500 мкл 10 мМ водного раствора PzBn и инкубировали в течение 30 мин с последующей трёхкратной промывкой деионизированной водой. Эффективность загрузки частиц ватерита PzBn оценивали с помощью планшетного спектрофотометра Synergy Mx (BioTek, США). Регистрацию спектров поглощения проводили в диапазоне длин волн 190-900 нм. Эффективность загрузки PzBn определяли по поглощению на длине волны 590 нм. Концентрацию загруженного PzBn определяли как разницу между начальной концентрацией раствора PzBn и концентрацией PzBn в надосадочной жидкости после адсорбции на частицах ватерита. PzBn, загруженный в частицы Vp, далее сокращали как PzBnVp.
Эффективность инкапсуляции (EE) определяли в соответствии с формулой:
Массовый процент загрузки (M%) рассчитывали по формуле:
EE
CaÄÄ Cs
sup
CaÄÄ
x 100%,
(1)
где Сам - концентрация PzBn, добавленного к частицам, С8ир - концентрация PzBn в надоса-дочной жидкости после адсорбции.
M%
mpzBn mvp ''
(2)
где mPzBn - масса загруженного PzBn, mVp - масса частиц ватерита.
Клеточная линия
Эксперименты проводили на клеточной линии карциномы мочевого пузыря человека Т24 (Всероссийская коллекция клеточных культур, Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург, Россия). Клетки культивировали в среде Игла-МЕМ (MEM HyClone, США), содержащей 2 мМ L-глу-тамин (ПанЭко, Россия) и 10%-ной фетальной бычьей сыворотки (FBS Thermo Fisher США) при 37°C в атмосфере 5%-ного CO2. Для пассирования использовали раствор Трипсина-Версена (1: 1) (ПанЭко, Россия).
Исследование динамики накопления PzBnVp клетками
Клетки T24 высаживали в 96-луночный планшет в количестве 10000 клеток на лунку и культивировали в течение ночи. Затем культуральную среду заменяли на бессывороточную среду, содержащую порфиразин, загруженный в частицы ватерита, в концентрации 5 мкМ (по порфиразину). Накопление порфира-зина клетками регистрировали без замены среды по интенсивности флуоресценции на длине волны 660 нм при возбуждении на 590 нм. Сигнал флуоресценции нормировали на значение в максимуме, зарегистрированное в конце инкубации, с целью исключения влияния вариации в плотности клеточной культуры в разных лунках планшета.
Оценка внутриклеточной локализации PzBnVp
Клетки высаживали в лунки 96-луночного планшета в количестве 20000 клеток на лунку. Через 12 часов инкубации заменяли культураль-ную среду на бессывороточную, содержащую PzBnVp в концентрации 5 мкМ, и помещали в СО2-инкубатор. После окончания инкубации (30 минут или 4 часа) среду с красителями заменяли на ростовую среду без сыворотки. Клетки визуализировали с использованием системы лазерной сканирующей микроскопии Axio Observer Z1 LSM 710 (Carl Zeiss, Германия). Возбуждение PzBn проводили на длине волны 594 нм; флуоресценцию регистрировали
в диапазоне 625-825 нм. Обработку результатов проводили в программе Zen Blue (Carl Zeiss, Германия).
Анализ темновой токсичности и фотодинамической активности
Клетки T24 высаживали на 96-луночный планшет в количестве 3000 клеток на лунку и культивировали в течение 12 часов. Затем к клеткам добавляли Vp или PzBnVp в бессывороточной среде и инкубировали в течение 4 часов. После этого заменяли среду с Vp или PzBnVp на полную ростовую питательную среду.
Для анализа фотодинамической активности клетки подвергали световому воздействию в дозе 20 Дж/см2 (kex 615-635 нм, 20 мВт/см2) с использованием светодиодного излучателя [29]. Для анализа темновой токсичности клетки инкубировали в темноте. В качестве контроля использовали клетки без добавления Vp или PzBnVp.
Фотодинамическую активность оценивали методом МТТ-теста. Для этого среду заменяли на свежую ростовую среду без сыворотки с добавлением 0.5 мг/мл MTT-реагента (Alfa Aesar, Lancashire, Великобритания) и инкубировали в течение 4 часов. Затем среду отбирали и добавляли 200 мкл диметилсульфоксида (ДМСО, ПанЭко, Россия) для растворения образовавшихся кристаллов формазана. Оптическую плотность получившегося раствора измеряли на длине волны 570 нм с использованием планшетного спектрофотометра Synergy MX. Рассчитывали отношение оптической плотности раствора формазана в каждой лунке к контролю и полученные зависимости доза-эффект использовали для расчета концентрации полумаксимального ингибирования 1С50. Расчёт проводили в программе GraphPad Prism (v.9.0 GraphPad Software, США).
Результаты и их обсуждение
Характеризация частиц ватерита
Анализ водной суспензии полученных частиц ватерита методом динамического светорассеяния показал, что их средний гидродинамический диаметр составляет 560 ± 110 нм (рис. 2, табл. 1). В водной суспензии частицы имеют отрицательный поверхностный электрический заряд, что связано с гидролизом карбоната кальция и слоем захваченных противоионов HCO3,
находящихся вблизи поверхности частиц. Электрокинетический потенциал (дзета-потенциал) поверхности частиц определённый по их элек-трофоретической подвижности, составил — 7 ± ± 1 мВ (см. табл. 1). Представленные параметры структуры частиц позволили достичь 9.1 мас.% адсорбции PzBn при эффективности капсули-рования 89.2% (см. табл. 1). Важно отметить, что процент загрузки PzBn в частицы ватерита превышает таковой для клинически одобренных фотосенсибилизаторов - 3.2 и 14-20 мас.% для фотодитазина [28, 30] и фотосенса [31, 32] соответственно. По всей видимости, на эффективность загрузки большое влияние оказывает
Т I I Г"
Size (nm)
б/b
Рис. 2. Форма и размер частиц ватерита: а - СЭМ-изображение субмикронных частиц ватерита, б - гистограмма распределения частиц по гидродинамическому диаметру
Fig. 2. Shape and size of vaterite particles: a - SEM-image of submicron vaterite particles, b - histogram of particle distribution by hydrodynamic diameter
Спецификация полученных частиц ватерита, загруженных PzBn Specification of the obtained vaterite particles loaded with PzBn
Таблица 1 / Table 1
Гидродинамический диаметр, нм / Hydrodynamic diameter, nm Дзета-потенциал, мВ / Z-potential, mV М, % EE, %
560±110 -7±1 9.1 89.2
растворимость фотосенсибилизатора и его заряд. Так, Фотосенс является гидрофильным анионным красителем и демонстрирует более низкий процент адсорбции. При этом для гидрофобных соединений, таких как Фотодитазин и PzBn, процент загрузки становится выше.
Анализ спектра поглощения PzBnVp показал, что положение максимумов поглощения PzBn при нахождении его в составе частиц ва-терита сохраняется - регистрируется максимум в коротковолновой области спектра на длине волны 360 нм и максимум - на длине волны 590 нм, что свидетельствует о сохранении изначальной структуры соединения и отсутствии агрегатов (рис. 3).
за низкой вязкости среды. При попадании пор-фиразина в клетку с гораздо большей вязкостью флуоресцентный сигнал порфиразина многократно увеличивается, и, следовательно, можно регистрировать его накопление в клетке в разные моменты времени без дополнительных манипуляций. Показано, что PzBnVp характеризуется достаточно быстрым накоплением клетками Т24 - максимум накопления регистрируется уже через 30 минут после его добавления, после чего интенсивность сигнала флуоресценции сохраняется на постоянном уровне в течение 5 часов наблюдения (рис. 4). Таким образом, связывание с Vp не препятствует поступлению PzBn в опухолевые клетки.
Рис. 3. Спектр поглощения PzBn после загрузки в частицы Vp Fig. 3. Absorption spectra of PzBn after loading into Vp particles
Динамика накопления PzBnVp клетками
Авторами статьи была исследована динамика накопления PzBnVp клетками карциномы мочевого пузыря человека Т24. Для исследования был использован метод спектрофлуориметрии. Следует отметить, что уникальные фотофизические свойства порфиразина позволяют использовать методику измерений, основанную на непрерывной регистрации сигнала флуоресценции клеток. Порфиразин, добавленный в культураль-ную среду, практически не флуоресцирует из-
Рис. 4. Динамика накопления PzBnVp (5 мкМ) клетками карциномы мочевого пузыря T24. Регистрацию интенсивности флуоресценции проводили без замены среды. Сигнал флуоресценции нормировали на максимальное значение, зарегистрированное в конце периода инкубации. Планки погрешностей представлены стандартным отклонением ±SD (n = 3)
Fig. 4. Dynamics of PzBnVp accumulation in bladder carcinoma T24 cells. The fluorescence intensity was recorded without replacing the medium. The fluorescence signal was normalized to the maximum value recorded at the end of the incubation period to eliminate the effect of cell culture density on the result. The data are presented as the mean values ±SD (n = 3)
Внутриклеточная локализация
Методом флуоресцентной конфокальной микроскопии были оценены внутриклеточное поступление PzBnVp и выход порфиразина
из частиц. Время инкубации клеток с PzBnVp составило 30 минут и 4 часа. Через 30 минут показано поступление частиц ватерита в опухолевые клетки, при этом сигнал флуоресценции PzBn локализуется в частицах ватерита (рис. 5).
Через 4 часа инкубации был зарегистрирован высокий уровень диффузной флуоресценции в цитоплазме клеток, что свидетельствует о выходе загруженного фотосенсибилизатора из носителя и его перераспределении по субклеточным структурам. Предполагаем, что механизм выхода PzBn из частиц ватерита связан с рН-зависимым
растворением частиц, обусловленным пониженным значениям рН во внутриклеточной среде, в частности, в лизосомах клетки, благодаря которому происходит выход PzBn из состава частиц и дальнейшее диффузное распределение PzBn в цитоплазме клеток (рис. 6).
Оценка темновой токсичности и фотодинамической активности РгВиУр
Важным свойством применяемых в терапии агентов для доставки ФС является отсутствие у носителей собственной темновой токсично-
А
t
■ t . 20 цт ,
Рис. 5. Внутриклеточная локализация PzBnVp (5 мкМ) в клетках Т24 при инкубации в течение 30 минут; Xex = 596 нм, Xem = 673 нм: а - просветное изображение, б - флуоресцентный канал PzBnVp. Стрелками указаны частицы ватерита
Fig. 5 Intracellular localization of PzBnVp (5 цМ) in T24 cells after incubation for 30 minutes; Xex = 596 nm, Xem = 673 nm: a - bright field microscopic image, b - fluorescent channel of PzBnVp. The arrows indicate vaterite particles
Рис. 6. Внутриклеточная локализация PzBnVp (5 мкМ) в клетках Т24 при инкубации в течение 4 часов; Xex = 596 нм, Xem = 673 нм: а - просветное изображение б - флуоресцентный канал PzBnVp. Стрелками указаны частицы ватерита
Fig. 6. Intracellular localization of PzBnVp (5 цМ) in T24 cells after incubation for 4 hour; Xex = 596 nm, Xem — 673 nm: а - bright field microscopic image, b - fluorescent channel of PzBnVp. The arrows indicate vaterite particles
сти, которая может приводить к ряду побочных эффектов, в первую очередь, повреждению здоровых тканей, в том числе кожных покровов и сетчатки глаза [33]. В качестве контейнеров для доставки ФС порфиразиновой природы ранее были исследованы липосомы [34-36], полимерные щетки [37] и мицеллы [38]. При использовании этих контейнеров была продемонстрирована высокая селективность накопления препарата опухолевыми клетками по сравнению с применением препарата без носителя, а также существенное снижение темновой токсичности используемого препарата. По сравнению с упомянутыми частицами частицы ватерита отличает относительная простота приготовления и pH-за-висимая деградация, что создаёт определённые преимущества при их использования для доставки ФС, в том числе порфиразиновой природы.
Было показано, что частицы ватерита в диапазоне, соответствующем концентрации при загрузке, демонстрируют низкую темновую и световую активность в отношении клеток Т24. Снижения жизнеспособности до 50% (IC50) не было достигнуто в диапазоне концентраций до 0.1 мг/мл, что соответствует концентрации загруженного PzBn 10 мкМ (рис. 7). Наблюдаемая незначительная цитотоксичность Vp может быть связана с влиянием на метаболизм высвобождающихся из ватерита ионов Ca2+. Однако при использовании ватерита для доставки агента in vivo изменение полиморфной формы частиц ватерита будет наблюдаться преимущественно в области опухолевых очагов из-за более кислой среды и подобный эффект может выступить как дополнительный фактор токсичности в отношении опухолевых клеток.
Оценка темновой и фотоиндуцирован-ной токсичности PzBnVp в отношении клеток Т24 показала, что 1С50 при инкубации в темноте и на свету составляет > 60 и 1,96 мкМ (95%-ный доверительный интервал 1.7-2.4 мкМ) соответственно (рис. 8). Полученные данные в целом согласуются с полученными ранее микромолярными значениями 1С50 для фотоин-дуцированной токсичности свободного PzBn при аналогичных условиях облучения [27]. В совокупности с такими свойствами частиц Vp, как биосовместимость, биоразлагаемость, сохранение фотодинамической активности PzBn в составе частиц ватерита, высокая скорость накопления PzBnVp опухолевыми клетками и высвобождение PzBn во внутриклеточном пространстве свидетельствуют о потенциальной перспективности использования PzBnVp в качестве агента для фотодинамической терапии.
Рис. 7. Темновая и фотоиндуцированная токсичность Vp
в отношении клеток Т24 Fig. 7. Dark toxicity and photodynamic activity of Vp against T24 cells
Рис. 8. Темновая и фотоиндуцированная токсичность
PzBnVp в отношении клеток Т24 Fig. 8. Dark toxicity and photodynamic activity of PzBnVp against T24 cells
Заключение
Продемонстрирована возможность загрузки частиц ватерита фотодинамическим красителем тетракис(4-бензилоксифенил)тетрациано-порфиразином. Показано, что эффективность загрузки порфиразина в частицы ватерита составляет более девяти процентов. В эксперименте на клеточных культурах карциномы мочевого пузыря Т24 зарегистрирована высокая скорость поступления частиц ватерита в клетку и выход загруженного фотосенсибилизатора из частиц и его последующее перераспределении по субклеточным структурам через четыре часа инкубации. Продемонстрированно сохранение фотодинамической активности порфиразина в составе частиц ватерита и отсутствие темновой токсичности
в исследуемом диапазоне концентраций Таким образом, частицы ватерита могут рассматриваться как перспективные агенты для избирательной доставки порфиразина в опухоль с целью повышения эффективности фотодинамической терапии.
Список литературы
1. Jain P., Kathuria H., Momin M. Clinical therapies and nano drug delivery systems for urinary bladder cancer // Pharmacology & Therapeutics. 2021. Vol. 226. Article number 107871. https://doi.org/10.1016/j.pharmthera. 2021.107871
2. Sung H., Ferlay J., Siegel R. L., Laversanne M., Soerjo-mataram I., Jemal A., Bray F. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries // CA : A Cancer Journal for Clinicians. 2021. Vol. 71, iss. 3. P. 209-249. https://doi.org/10.3322/caac.21660
3. DeGeorge K. C., Holt H. R., Hodges S. C. Bladder Cancer: Diagnosis and Treatment // American Family Physician. 2017. Vol. 96, iss. 8. P. 507-514.
4. Railkar R., Agarwal P. K. Photodynamic Therapy in the Treatment of Bladder Cancer: Past Challenges and Current Innovations // European Urology Focus. 2018. Vol. 4, iss. 4. P. 509-511. https://doi.org/10.1016/j.euf. 2018.08.005
5. Al-Omari S. Toward a molecular understanding of the photosensitizer-copper interaction for tumor destruction // Biophys Rev. 2013. Vol. 5, iss. 4. P. 305-311. https://doi.org/10.1007/s12551-013-0112-4
6. Kruger C. A., Abrahamse H. Utilisation of Targeted Nanoparticle Photosensitiser Drug Delivery Systems for the Enhancement of Photodynamic Therapy // Molecules. 2018. Vol. 23, iss. 10. Article number 2628. https://doi. org/10.3390/molecules23102628
7. Du Y., Chen B. Combination of drugs and carriers in drug delivery technology and its development // Drug Design, Development and Therapy. 2019. Vol. 13. P. 14011408. https://doi.org/10.2147/dddt.s198056
8. He X. W., Liu T., Chen Y. X., Cheng D. J., Li X. R., Xiao Y., Feng Y. L. Calcium carbonate nanoparticle delivering vascular endothelial growth factor-C siRNA effectively inhibits lymphangiogenesis and growth of gastric cancer in vivo // Cancer Gene Ther. 2008. Vol. 15, iss. 3. P. 193-202. https://doi.org/10.1038/sj. cgt.7701122
9. Peng C., Zhao Q., Gao C. Sustained delivery of doxorubicin by porous CaCO3 and chitosan/alginate multilayers-coated CaCO3 microparticles // Colloids and Surfaces A : Physicochemical and Engineering Aspects. 2010. Vol. 353, iss. 2. P. 132-139. https://doi.org/10. 1016/j.colsurfa.2009.11.004
10. Sato K., Seno M., Anzai J.-I. Release of Insulin from Calcium Carbonate Microspheres with and without Layer-by-Layer Thin Coatings // Polymers. 2014. Vol. 6, iss. 8. P. 2157-2165. https://doi.org/10.3390/polym6082157
11. Begum G., Reddy T. N., Kumar K. P., Dhevendar K., Singh S., Amarnath M., Misra S., Rangari V K.,
Rana R. K. In Situ Strategy to Encapsulate Antibiotics in a Bioinspired CaCO3 Structure Enabling pH-Sensitive Drug Release Apt for Therapeutic and Imaging Applications // ACS Applied Materials & Interfaces. 2016. Vol. 8, iss. 34. P. 22056-22063. https://doi.org/10.1021/ acsami.6b07177
12. Lengert E., Verkhovskii R., Yurasov N., Genina E., Svenskaya Y. Mesoporous carriers for transdermal delivery of antifungal drug // Materials Letters. 2019. Vol. 248. P. 211-213. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2019.04.028
13. Boedtkjer E., Pedersen S. F. The Acidic Tumor Microenvironment as a Driver of Cancer // Annual Review of Physiology. 2020. Vol. 82. P. 103-126. https://doi.org/ 10.1146/annurev- physiol- 021119-034627
14. Zhang X., Lin Y., Gillies R. J. Tumor pH and its measurement // Journal of Nuclear Medicine. 2010. Vol. 51, iss. 8. P. 1167-1170. https://doi.org/10.2967/jnumed. 109.068981
15. Chiang P. H., Fan C. H., Jin Q., Yeh C. K. Enhancing Doxorubicin Delivery in Solid Tumor by Superhy-drophobic Amorphous Calcium Carbonate-Doxorubicin Silica Nanoparticles with Focused Ultrasound // Mol. Pharmaceutics. 2022. Vol. 19, iss. 11. P. 3894-3905. https://doi.org/10.1021/acs.molpharmaceut.2c00384
16. Sudareva N., Suvorova O., Saprykina N., Vlasova H., VilesovA. Doxorubicin delivery systems based on doped CaCO3 cores and polyanion drug conjugates // J. Mi-croencapsul. 2021. Vol. 38, iss. 3. P. 164-176. https:// doi.org/10.1080/02652048.2021.1872724
17. Ibiyeye K. M., Nordin N., Ajat M., Zuki A. B. Z. Ultrastructural Changes and Antitumor Effects of Dox-orubicin/Thymoquinone-Loaded CaCO3 Nanoparticles on Breast Cancer Cell Line // Front Oncol. 2019. Vol. 9. Article number 599. https://doi.org/10.3389/fonc.2019. 00599
18. Khan M. W, Zou C, Hassan S., Din F. U. Cisplatin and oleanolic acid Co-loaded pH-sensitive CaCO3 nanopar-ticles for synergistic chemotherapy // RSC Advances. 2022. Vol. 12, iss. 23. P. 14808-14818. https://doi.org/ 10.1039/d2ra00742h
19. Zhao P., Li M., Chen Y., He C., Zhang X., Fan T., Yang T., Lu Y., Lee R. J., Ma X., Luo J., Xiang G. Selenium-doped calcium carbonate nanoparticles loaded with cisplatin enhance efficiency and reduce side effects // International Journal of Pharmaceutics. 2019. Vol. 570. Article number 118638. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2019. 118638
20. Hammadi N. I., Abba Y., Hezmee M. N. M., Razak I. S. A., Kura A. U., Zakaria Z. A. B. Evaluation of in vitro efficacy of docetaxel-loaded calcium carbonate aragonite nanoparticles (DTX-CaCO3NP) on 4T1 mouse breast cancer cell line // In Vitro Cellular & Developmental Biology. 2017. Vol. 53, iss. 10. P. 896-907. https://doi. org/10.1007/s11626-017-0197-3
21. Qiu N., Yin H., Ji B., Klauke N., Glidle A., Zhang Y., Song H., Cai L., Ma L., Wang G., Chen L., Wang W. Calcium carbonate microspheres as carriers for the anticancer drug camptothecin // Materials Science and Engineering : C. 2012. Vol. 32, iss. 8. P. 2634-2640. https://doi.org/10.1016/jj.msec.2012.08.026
22. Dong Q., Li J., Cui L., Jian H., Wang A., Bai S. Using porous CaCO3/hyaluronic acid nanocages to accommodate hydrophobic photosensitizer in aqueous media for photodynamic therapy // Colloids and Surfaces A : Physicochemical and Engineering Aspects. 2017. Vol. 516. P. 190-198. https://doi.org/10.1016/]'. colsurfa.2016.12.027
23. Svenskaya Y. I., Pavlov A. M., Gorin D. A., Gould D. J., Parakhonskiy B. V., Sukhorukov G. B. Photodynamic therapy platform based on localized delivery of photo-sensitizer by vaterite submicron particles // Colloids and Surfaces B : Biointerfaces. 2016. Vol. 146. P. 171-179. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2016.05.090
24. Zhao P., Tian Y., You J., Hu X. Recent Advances of Calcium Carbonate Nanoparticles for Biomedical Applications // Bioengineering. 2022. Vol. 9, iss. 11. Article number 691. https://doi.org/10.3390/ bioengineering9110691
25. Trofimov A. D., Ivanova A. A., Zyuzin M. V., Timin A. S. Porous Inorganic Carriers Based on Silica, Calcium Carbonate and Calcium Phosphate for Controlled / Modulated Drug Delivery: Fresh Outlook and Future Perspectives // Pharmaceutics. 2018. Vol. 10, iss. 4. Article number 167. https://doi.org/10.3390/ pharmaceutics10040167
26. Izquierdo M. A., Vysniauskas A., Lermontova S. A., Grigoryev I. S., Shilyagina N. Y., Balalaeva I. V., Klap-shina L. G., Kuimova M. K. Dual use of porphyrazines as sensitizers and viscosity markers in photodynamic therapy // Journal of Materials Chemistry B. 2015. Vol. 3, iss. 6. P. 1089-1096. https://doi.org/10.1039/ C4TB01678E
27. Lermontova S. A., Grigor'ev I. S., Peskova N. N., Ladilina E. Y., Balalaeva I. V., Klapshina L. G., Bo-yarskii V. P. New promising porphyrazine-based agents for optical theranostics of cancer // Russian Journal of General Chemistry. 2017. Vol. 87, iss. 3. P. 479-484. https://doi.org/10.1134/S1070363217030173
28. Trushina D. B., Bukreeva T. V., Antipina M. N. Size-Controlled Synthesis of Vaterite Calcium Carbonate by the Mixing Method: Aiming for Nanosized Particles // Crystal Growth & Design. 2016. Vol. 16, iss. 3. P. 13111319. https://doi.org/10.1021/acs.cgd.5b01422
29. Shilyagina N. Y., Plekhanov V., Shkunov I. V., Shilya-gin P. A., Dubasova L. V., Brilkina А. А., Sokolova Е. А., Turchin I. V., Balalaeva I. V. LED Light Source for in vitro Study of Photosensitizing Agents for Photodynamic Therapy // Sovremennye tekhnologii v meditsine. 2014. Vol. 6, iss. 12. P. 15-22.
30. Trushina D. B., Borodina T. N., Artemov V. V., Bukreeva T. V. Immobilization of Photoditazine on Vaterite Porous Particles and Analysis of the System Stability in Model Media // Technical Physics. 2018. Vol. 63, iss. 9. P. 1345-1351. https://doi.org/10.1134/ S1063784218090220
31. Svenskaya Y., Parakhonskiy B., Haase A., Atkin V., Lukyanets E., Gorin D., Antolini R. Anticancer drug delivery system based on calcium carbonate particles loaded with a photosensitizer // Biophys. Chem. 2013. Vol. 182. P. 11-15. https://doi.org/10.1016Zj.bpc.2013. 07.006
32. Svenskaya Y. I., Navolokin N. A., Bucharskaya A. B., Terentyuk G. S., Kuz'mina A. O., Burashnikova M. M., Maslyakova G. N., Lukyanets E. A., Gorin D. A. Calcium carbonate microparticles containing a photosensitizer photosens: Preparation, ultrasound stimulated dye release, and in vivo application // Nanotechnologies in Russia. 2014. Vol. 9, iss. 7. P. 398-409. https://doi. org/10.1134/S 1995078014040181
33. Correia J. H., Rodrigues J. A., Pimenta S., Dong T., Yang Z. Photodynamic Therapy Review: Principles, Photosensitizers, Applications, and Future Directions // Pharmaceutics. 2021. Vol. 13, iss. 9. Article number 1332. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics 13091332
34. Piskorz J., Lijewski S., Gierszewski M., Gorniak K., Sobotta L., Wicher B., Tykarska E., Düzgünee N., Konopka K., Sikorski M., Gdaniec M., Mielcarek J., Goslinski T. Sulfanyl porphyrazines: Molecular barrellike self-assembly in crystals, optical properties and in vitro photodynamic activity towards cancer cells // Dyes and Pigments. 2017. Vol. 136. P. 898-908. https://doi. org/10.1016/j.dyepig.2016.09.054
35. Wieczorek E., Mlynarczyk D. T., Kucinska M., Dlu-gaszewska J., Piskorz J., Popenda L., Szczolko W., Jurga S., Murias M., Mielcarek J., Goslinski T. Pho-tophysical properties and photocytotoxicity of free and liposome-entrapped diazepinoporphyrazines on LNCaP cells under normoxic and hypoxic conditions // European Journal of Medicinal Chemistry. 2018. Vol. 150, iss. P. 64-73. https://doi.org/10.1016/jj.ejmech.2018.02.064
36. Piskorz J., Konopka K., Düzgüne§ N., Gdaniec Z., Mielcarek J., Goslinski T. Diazepinoporphyrazines containing peripheral styryl substituents and their promising nanomolar photodynamic activity against oral cancer cells in liposomal formulations // ChemMedChem. 2014. Vol. 9, iss. 8. P. 1775-1782. https://doi.org/10.1002/ cmdc.201402085
37. Krasnopeeva E. L., Melenevskaya E. Y., Klapshina L. G., Shilyagina N. Y., Balalaeva I. V., Smirnov N. N., Smirnov M. A., Yakimansky A. V. Poly(methacrylic Acid)-Cellulose Brushes as Anticancer Porphyrazine Carrier // Nanomaterials. 2021. Vol. 11, iss. 8. Article number 1997. https://doi.org/10.3390/nano11081997
38. Synatschke C. V., Nomoto T., Cabral H., Förtsch M., Toh K., Matsumoto Y., Miyazaki K., Hanisch A., Schacher F. H., Kishimura A., Nishiyama N., Müller A. H., Kataoka K. Multicompartment micelles with adjustable poly(ethylene glycol) shell for efficient in vivo photodynamic therapy. ACS Nano, 2014, vol. 8, iss. 2, pp. 1161-1172. https://doi.org/10.1021/nn4028294
References
1. Jain P., Kathuria H., Momin M. Clinical therapies and nano drug delivery systems for urinary bladder cancer. Pharmacology & Therapeutics, 2021, vol. 226, article no. 107871. https://doi.org/10.1016/jj.pharmthera.2021. 107871
2. Sung H., Ferlay J., Siegel R. L., Laversanne M., Soerjo-mataram I., Jemal A., Bray F. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN Estimates of Incidence and Mortality Worldwide for 36 Cancers in 185 Countries. CA :
A Cancer Journal for Clinicians, 2021, vol. 71, iss. 3, pp. 209-249. https://doi.org/10.3322/caac.21660
3. DeGeorge K. C., Holt H. R., Hodges S. C. Bladder Cancer: Diagnosis and Treatment. American Family Physician, 2017, vol. 96, iss. 8, pp. 507-514.
4. Railkar R., Agarwal P. K. Photodynamic Therapy in the Treatment of Bladder Cancer: Past Challenges and Current Innovations. European Urology Focus, 2018, vol. 4, iss. 4, pp. 509-511. https://doi.org/10.1016/jj.euf.2018. 08.005
5. Al-Omari S. Toward a molecular understanding of the photosensitizer-copper interaction for tumor destruction. Biophys Rev., 2013, vol. 5, iss. 4, pp. 305-311. https:// doi.org/10.1007/s12551-013-0112-4
6. Kruger C. A., Abrahamse H. Utilisation of Targeted Nanoparticle Photosensitiser Drug Delivery Systems for the Enhancement of Photodynamic Therapy. Molecules, 2018, vol. 23, iss. 10, article no. 2628. https://doi.org/10. 3390/molecules23102628
7. Du Y., Chen B. Combination of drugs and carriers in drug delivery technology and its development. Drug Design, Development and Therapy, 2019, vol. 13, pp. 1401-1408. https://doi.org/10.2147/dddt.s198056
8. He X. W., Liu T., Chen Y. X., Cheng D. J., Li X. R., Xiao Y., Feng Y. L. Calcium carbonate nanoparticle delivering vascular endothelial growth factor-C siRNA effectively inhibits lymphangiogenesis and growth of gastric cancer in vivo. Cancer Gene Ther., 2008, vol. 15, iss. 3, pp. 193-202. https://doi.org/10.1038/sj.cgt. 7701122
9. Peng C., Zhao Q., Gao C. Sustained delivery of doxorubicin by porous CaCO3 and chitosan / alginate multilayers-coated CaCO3 microparticles. Colloids and Surfaces A : Physicochemical and Engineering Aspects, 2010, vol. 353, iss. 2, pp. 132-139. https://doi.org/10. 1016/j.colsurfa.2009.11.004
10. Sato K., Seno M., Anzai J.-I. Release of Insulin from Calcium Carbonate Microspheres with and without Layer-by-Layer Thin Coatings. Polymers, 2014, vol. 6, iss. 8, pp. 2157-2165. https://doi.org/10.3390/polym6082157
11. Begum G., Reddy T. N., Kumar K. P., Dhevendar K., Singh S., Amarnath M., Misra S., Rangari V. K., Rana R. K. In Situ Strategy to Encapsulate Antibiotics in a Bioinspired CaCO3 Structure Enabling pH-Sensitive Drug Release Apt for Therapeutic and Imaging Applications. ACS Applied Materials & Interfaces, 2016, vol. 8, iss. 34, pp. 22056-22063. https://doi.org/10.1021/ acsami.6b07177
12. Lengert E., Verkhovskii R., Yurasov N., Genina E., Svenskaya Y. Mesoporous carriers for transdermal delivery of antifungal drug. Materials Letters, 2019, vol. 248, pp. 211-213. https://doi.org/10.1016/jj.matlet. 2019.04.028
13. Boedtkjer E., Pedersen S. F. The Acidic Tumor Microenvironment as a Driver of Cancer. Annual Review of Physiology, 2020, vol. 82, pp. 103-126. https://doi.org/ 10.1146/annurev- physiol- 021119- 034627
14. Zhang X., Lin Y., Gillies R. J. Tumor pH and its measurement. Journal of Nuclear Medicine, 2010, vol. 51,
iss. 8, pp. 1167-1170. https://doi.org/10.2967/jnumed. 109.068981
15. Chiang P. H., Fan C. H., Jin Q., Yeh C. K. Enhancing Doxorubicin Delivery in Solid Tumor by Superhy-drophobic Amorphous Calcium Carbonate-Doxorubicin Silica Nanoparticles with Focused Ultrasound. Mol. Pharmaceutics, 2022, vol. 19, iss. 11, pp. 3894-3905. https://doi.org/10.1021/acs.molpharmaceut.2c00384
16. Sudareva N., Suvorova O., Saprykina N., Vlasova H., Vilesov A. Doxorubicin delivery systems based on doped CaCO3 cores and polyanion drug conjugates. J. Mi-croencapsul, 2021, vol. 38, iss. 3, pp. 164-176. https:// doi.org/10.1080/02652048.2021.1872724
17. Ibiyeye K. M., Nordin N., Ajat M., Zuki A. B. Z. Ultrastructural Changes and Antitumor Effects of Dox-orubicin/Thymoquinone-Loaded CaCO3 Nanoparticles on Breast Cancer Cell Line. Front Oncol., 2019, vol. 9, article no. 599. https://doi.org/10.3389/fonc.2019.00599
18. Khan M. W., Zou C., Hassan S., Din F. U. Cisplatin and oleanolic acid Co-loaded pH-sensitive CaCO3 nanoparticles for synergistic chemotherapy. RSC Advances, 2022, vol. 12, iss. 23, pp. 14808-14818. https://doi.org/10. 1039/d2ra00742h
19. Zhao P., Li M., Chen Y., He C., Zhang X., Fan T., Yang T., Lu Y., Lee R. J., Ma X., Luo J., Xiang G. Selenium-doped calcium carbonate nanoparticles loaded with cisplatin enhance efficiency and reduce side effects. International Journal of Pharmaceutics, 2019, vol. 570, article no. 118638. https://doi.org/10.1016/jj.ijpharm. 2019.118638
20. Hammadi N. I., Abba Y., Hezmee M. N. M., Razak I. S. A., Kura A. U., Zakaria Z. A. B. Evaluation of in vitro efficacy of docetaxel-loaded calcium carbonate aragonite nanoparticles (DTX-CaCO3NP) on 4T1 mouse breast cancer cell line. In Vitro Cellular & Developmental Biology, 2017, vol. 53, iss. 10, pp. 896907. https://doi.org/10.1007/s11626- 017- 0197- 3
21. Qiu N., Yin H., Ji B., Klauke N., Glidle A., Zhang Y., Song H., Cai L., Ma L., Wang G., Chen L., Wang W. Calcium carbonate microspheres as carriers for the anticancer drug camptothecin. Materials Science and Engineering : C, 2012, vol. 32, iss. 8, pp. 2634-2640. https://doi.org/10.1016/jj.msec.2012.08.026
22. Dong Q., Li J., Cui L., Jian H., Wang A., Bai S. Using porous CaCO3/hyaluronic acid nanocages to accommodate hydrophobic photosensitizer in aqueous media for photodynamic therapy. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2017, vol. 516, pp. 190-198. https://doi.org/10.1016/jj.colsurfa.2016. 12.027
23. Svenskaya Y. I., Pavlov A. M., Gorin D. A., Gould D. J., Parakhonskiy B. V., Sukhorukov G. B. Photodynamic therapy platform based on localized delivery of photo-sensitizer by vaterite submicron particles. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2016, vol. 146, pp. 171-179. https://doi.org/10.1016/jj.colsurfb.2016.05.090
24. Zhao P., Tian Y., You J., Hu X. Recent Advances of Calcium Carbonate Nanoparticles for Biomedical Applications. Bioengineering, 2022, vol. 9, iss. 11, article no. 691. https://doi.org/10.3390/bioengineering9110691
25. Trofimov A. D., Ivanova A. A., Zyuzin M. V., Timin A. S. Porous Inorganic Carriers Based on Silica, Calcium Carbonate and Calcium Phosphate for Controlled/Modulated Drug Delivery: Fresh Outlook and Future Perspectives. Pharmaceutics, 2018, vol. 10, iss. 4, article no. 167. https://doi.org/10.3390/ pharmaceutics10040167
26. Izquierdo M. A., Vysniauskas A., Lermontova S. A., Grigoryev I. S., Shilyagina N. Y., Balalaeva I. V., Klap-shina L. G., Kuimova M. K. Dual use of porphyrazines as sensitizers and viscosity markers in photodynamic therapy. Journal of Materials Chemistry B, 2015, vol. 3, iss. 6, pp. 1089-1096. https://doi.org/10.1039/ C4TB01678E
27. Lermontova S. A., Grigor'ev I. S., Peskova N. N., Ladilina E. Y., Balalaeva I. V., Klapshina L. G., Bo-yarskii V. P. New promising porphyrazine-based agents for optical theranostics of cancer. Russian Journal of General Chemistry, 2017, vol. 87, iss. 3, pp. 479-484. https://doi.org/10.1134/S1070363217030173
28. Trushina D. B., Bukreeva T. V., Antipina M. N. Size-Controlled Synthesis of Vaterite Calcium Carbonate by the Mixing Method: Aiming for Nanosized Particles. Crystal Growth & Design, 2016, vol. 16, iss. 3, pp. 13111319. https://doi.org/10.1021/acs.cgd.5b01422
29. Shilyagina N. Y., Plekhanov V., Shkunov I. V., Shilyagin P. A., Dubasova L. V., Brilkina A. A., Sokolova E. A., Turchin I. V., Balalaeva I. V. LED Light Source for in vitro Study of Photosensitizing Agents for Photodynamic Therapy. Sovremennye tekhnologii v meditsine, 2014, vol. 6, iss. 12, pp. 15-22.
30. Trushina D. B., Borodina T. N., Artemov V. V., Bukreeva T. V. Immobilization of Photoditazine on Vaterite Porous Particles and Analysis of the System Stability in Model Media. Technical Physics, 2018, vol. 63, iss. 9, pp. 1345-1351. https://doi.org/10.1134/ S1063784218090220
31. Svenskaya Y., Parakhonskiy B., Haase A., Atkin V., Lukyanets E., Gorin D., Antolini R. Anticancer drug delivery system based on calcium carbonate particles loaded with a photosensitizer. Biophys. Chem., 2013, vol. 182, pp. 11-15. https://doi.org/10.1016/jj.bpc.2013. 07.006
32. Svenskaya Y. I., Navolokin N. A., Bucharskaya A. B., Terentyuk G. S., Kuz'mina A. O., Burashnikova M. M., Maslyakova G. N., Lukyanets E. A., Gorin D. A.
Calcium carbonate microparticles containing a photosensitizer photosens: Preparation, ultrasound stimulated dye release, and in vivo application. Nanotechnologies in Russia, 2014, vol. 9, iss. 7, pp. 398-409. https://doi.org/ 10.1134/S 1995078014040181
33. Correia J. H., Rodrigues J. A., Pimenta S., Dong T., Yang Z. Photodynamic Therapy Review: Principles, Photosensitizers, Applications, and Future Directions. Pharmaceutics, 2021, vol. 13, iss. 9, article no. 1332. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics13091332
34. Piskorz J., Lijewski S., Gierszewski M., Gorniak K., Sobotta L., Wicher B., Tykarska E., Düzgünee N., Konopka K., Sikorski M., Gdaniec M., Mielcarek J., Goslinski T. Sulfanyl porphyrazines: Molecular barrel-like self-assembly in crystals, optical properties and in vitro photodynamic activity towards cancer cells. Dyes andPigments, 2017, vol. 136, pp. 898-908. https:// doi.org/10.1016/j.dyepig.2016.09.054
35. Wieczorek E., Mlynarczyk D. T., Kucinska M., Dlu-gaszewska J., Piskorz J., Popenda L., Szczolko W., Jurga S., Murias M., Mielcarek J., Goslinski T. Pho-tophysical properties and photocytotoxicity of free and liposome-entrapped diazepinoporphyrazines on LNCaP cells under normoxic and hypoxic conditions. European Journal of Medicinal Chemistry, 2018, vol. 150, pp. 6473. https://doi.org/10.1016/jj.ejmech.2018.02.064
36. Piskorz J., Konopka K., Düzgüne§ N., Gdaniec Z., Mielcarek J., Goslinski T. Diazepinoporphyrazines containing peripheral styryl substituents and their promising nanomolar photodynamic activity against oral cancer cells in liposomal formulations // ChemMedChem. 2014. Vol. 9, iss. 8. P. 1775-1782. https://doi.org/10.1002/ cmdc.201402085
37. Krasnopeeva E. L., Melenevskaya E. Y., Klap-shina L. G., Shilyagina N. Y., Balalaeva I. V., Smirnov N. N., Smirnov M. A., Yakimansky A. V. Poly(methacrylic Acid)-Cellulose Brushes as Anticancer Porphyrazine Carrier. Nanomaterials, 2021, vol. 11, iss. 8, article no. 1997. https://doi.org/10.3390/ nano11081997
38. Synatschke C. V., Nomoto T., Cabral H., Förtsch M., Toh K., Matsumoto Y., Miyazaki K., Hanisch A., Schacher F. H., Kishimura A., Nishiyama N., Müller A. H., Kataoka K. Multicompartment micelles with adjustable poly(ethylene glycol) shell for efficient in vivo photodynamic therapy. ACS Nano, 2014, vol. 8, iss. 2, pp. 1161-1172. https://doi.org/10.1021/nn4028294
Поступила в редакцию 23.12.2022; одобрена после рецензирования 30.12.2022; принята к публикации 10.01.2023 The article was submitted 23.12.2022; approved after reviewing 30.12.2022; accepted for publication 10.01.2023
