Preview

Безопасность и риск фармакотерапии

Расширенный поиск

Наноразмерные лекарственные средства: особенности оценки безопасности

https://doi.org/10.30895/2312-7821-2019-7-3-127-138

Полный текст:

Аннотация

Наноразмерные лекарственные средства отличаются особыми физико-химическими, биологическими, фармакокинетическими параметрами. Эти свойства могут использоваться для обеспечения адресной доставки препаратов, пролонгирования их эффекта и уменьшения побочного действия. Важной задачей, требующей внимания, остается изучение потенциальных рисков, возникающих при терапии такими препаратами. Цель работы: анализ требований отечественных и зарубежных регуляторных органов, предъявляемых к безопасности наноразмерных лекарственных средств. В работе представлена классификация наиболее перспективных наносистем, содержащих лекарственные средства, и проведен анализ существующих подходов к оценке безопасности наноразмерных лекарственных средств в России и за рубежом. Показано, что при оценке безопасности наряду со свойствами активной субстанции необходимо учитывать особенности наносистемы (полимерного покрытия, носителя и т.д.), связанные с ее размерами, характером распределения в организме, зарядом наночастиц, способностью к индукции окислительного стресса. Проанализированы отечественные и зарубежные нормативные документы, регламентирующие процедуру оценки безопасности наноразмерных лекарственных средств. Выводы: несмотря на наличие рекомендаций регуляторных органов, необходимо дальнейшее совершенствование требований к регистрации и оценке безопасности наноразмерных лекарственных средств. Необходимо расширение нормативной базы, регламентирующей разработку, контроль качества, эффективности и безопасности применения в медицине наноматериалов с учетом структурных особенностей активной субстанции и наноносителей.

Об авторах

Е. М. Бовина
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Бовина Евгения Михайловна

Петровский бульвар, д. 8, стр. 2, Москва, 127051, Российская Федерация

 


Б. К. Романов
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Романов Борис Константинович, доктор медицинских наук, доцент

Петровский бульвар, д. 8, стр. 2, Москва, 127051, Российская Федерация



А. С. Казаков
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский университет дружбы народов»
Россия

Казаков Александр Сергеевич, кандидат медицинских наук

Петровский бульвар, д. 8, стр. 2, Москва, 127051, Российская Федерация

ул. Миклухо-Маклая, д. 6, Москва, 117198, Российская Федерация



Н. Ю. Вельц
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Вельц Наталья Юрьевна, кандидат биологических наук, доцент

Петровский бульвар, д. 8, стр. 2, Москва, 127051, Российская Федерация



Е. О. Журавлева
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Журавлева Евгения Олеговна

Петровский бульвар, д. 8, стр. 2, Москва, 127051, Российская Федерация



Т. М. Букатина
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Букатина Татьяна Михайловна, кандидат медицинских наук

Петровский бульвар, д. 8, стр. 2, Москва, 127051, Российская Федерация



Р. Н. Аляутдин
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Аляутдин Ренад Николаевич, доктор медициских наук, профессор

Петровский бульвар, д. 8, стр. 2, Москва, 127051, Российская Федерация



В. А. Меркулов
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия

Меркулов Вадим Анатольевич, доктор медицинских наук, профессор

Петровский бульвар, д. 8, стр. 2, Москва, 127051, Российская Федерация



Список литературы

1. Zhao M, Liu M. New avenues for nanoparticle-related therapies. Nanoscale Res Lett. 2018;13:136. https://doi.org/10.1186/s11671-018-2548-8

2. Vallabani NVS, Singh S. Recent advances and future prospects of iron oxide nanoparticles in biomedicine and diagnostics. 3 Biotech. 2018;8(6):279. https://doi.org/10.1007/s13205-018-1286-z

3. Rafiyath SM, Rasul M, Lee B, Wei G, Lamba G, Liu D. Comparison of safety and toxicity of liposomal doxorubicin vs. conventional anthracyclines: a meta-analysis. Exp Hematol Oncol. 2012;1(1):10. https://doi.org/10.1186/2162-3619-1-10

4. Ventola CL. Progress in nanomedicine: approved and investigational nanodrugs. P T. 2017;42(12):742–55.

5. Storm G, van Bloois L, Steerenberg PA, van Etten E, de Groot G, Crommelin DJA. Liposome encapsulation of doxorubicin: pharmaceutical and therapeutic aspects. J Control Release. 1989;9(3):215–29. https://doi.org/10.1016/0168-3659(89)90090-4

6. Desai N, Trieu V, Yao Z, Louie L, Ci S, Yang A, et al. Increased antitumor activity, intratumor paclitaxel concentrations, and endothelial cell transport of cremophor-free, albumin-bound paclitaxel, ABI-007, compared with cremophor-based paclitaxel. Clin Cancer Res. 2006;12(4):1317–24. https://doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-05-1634

7. Manandhar KD, Yadav TP, Prajapati VK, Kumar S, Rai M, Dube A, et al. Antileishmanial activity of nano-amphotericin B deoxycholate. J Antimicrob Chemother. 2008;62(2):376–80. https://doi.org/10.1093/jac/dkn189

8. Havel HA. Where are the nanodrugs? An industry perspective on development of drug products containing nanomaterials. AAPS J. 2016;18(6):1351–3. https://doi.org/10.1208/s12248-016-9970-6

9. Wang YX. Current status of superparamagnetic iron oxide contrast agents for liver magnetic resonance imaging. World J Gastroenterol. 2015;21(47):13400–2. https://doi.org/10.3748/wjg.v21.i47.13400

10. Duncan R, Gaspar R. Nanomedicine(s) under the microscope. Mol Pharm. 2011;8(6):2101–41. https://doi.org/10.1021/mp200394t

11. Gupta R, Xie H. Nanoparticles in daily life: applications, toxicity and regulations. J Environ Pathol Toxicol Oncol. 2018;37(3):209–30. https://doi.org/10.1615/JEnvironPatholToxicolOncol.2018026009

12. Steinmetz NF. Viral nanoparticles as platforms for next-generation therapeutics and imaging devices. Nanomedicine. 2010;6(5):634–41. https://doi.org/10.1016/j.nano.2010.04.005

13. Tran S, DeGiovanni PJ, Piel B, Rai P. Cancer nanomedicine: a review of recent success in drug delivery. Clin Transl Med. 2017;6:44. https://doi.org/10.1186/s40169-017-0175-0

14. Chen F, Hableel G, Zhao ER, Jokerst JV. Multifunctional nanomedicine with silica: role of silica in nanoparticles for theranostic, imaging, and drug monitoring. J Colloid Interface Sci. 2018;521:261–79. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2018.02.053

15. Li T, Duan E-Y, Liu C-J, Ma J-G, Cheng P. Application of Gd(III) complexes for magnetic resonance imaging and the improvement of relaxivities via nanocrystallization. Inorg Chem Commun. 2018;98:111–4. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2018.10.012

16. Siddiqi KS, Ur Rahman A, Tajuddin, Husen A. Properties of zinc oxide nanoparticles and their activity against microbes. Nanoscale Res Lett. 2018;13:141. https://doi.org/10.1186/s11671-018-2532-3

17. Ribeiro AR, Gemini-Piperni S, Travassos R, Lemgruber L, Silva RC, Rossi AL, et al. Trojan-like internalization of anatase titanium dioxide nanoparticles by human osteoblast cells. Sci Rep. 2016;6:23615. https://doi.org/10.1038/srep23615

18. Bangham AD, Haydon DA. Ultrastructure of membranes: biomolecular organization. Br Med Bull. 1968;24(2):124–6. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.bmb.a070612

19. Gregoriadis G. Drug entrapment in liposomes. FEBS Lett. 1973;36(3):292–6. https://doi.org/10.1016/0014-5793(73)80394-1

20. Kneidl B, Peller M, Winter G, Lindner LH, Hossann M. Thermosensitive liposomal drug delivery systems: state of the art review. Int J Nanomedicine. 2014;9(1):4387–98. https://doi.org/10.2147/IJN.S49297

21. Veremeeva PN, Bovina EM, Grishina IV, Lapteva VL, Palyulin VA, Zefirov NS. Synthesis of amphiphilic diacyl derivatives of 3,7-diazabicyclo[3.3.1]nonan-9-one. Mendeleev Commun. 2018;28(1):25–6. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2018.01.006

22. Duncan R, Kopeček J. Soluble synthetic polymers as potential drug carriers. In: Polymers in Medicine. Advances in Polymer Science, vol 57. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag; 1984. P. 51–101. https://doi.org/10.1007/3-540-12796-8_10

23. Mandal A, Bisht R, Rupenthal ID, Mitra AK. Polymeric micelles for ocular drug delivery: from structural frameworks to recent preclinical studies. J Control Release. 2017;248:96–116. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2017.01.012

24. Junghanns JU, Müller RH. Nanocrystal technology, drug delivery and clinical applications. Int J Nanomedicine. 2008;3(3):295–309. https://doi.org/10.2147/IJN.S595

25. Stroes ES, Nierman MC, Meulenberg JJ, Franssen R, Twisk J, Henny CP, et al. Intramuscular administration of AAV1-lipoprotein lipase S447X lowers triglycerides in lipoprotein lipase-deficient patients. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2008;28(12):2303–4. https://doi.org/10.1161/ATVBAHA.108.175620

26. Russell S, Bennett J, Wellman JA, Chung DC, Yu ZF, Tillman A, et al. Efficacy and safety of voretigene neparvovec (AAV2-hRPE65v2) in patients with RPE65-mediated inherited retinal dystrophy: a randomised, controlled, open-label, phase 3 trial. Lancet. 2017;390(10097):849–60. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(17)31868-8

27. Thorn CF, Oshiro C, Marsh S, Hernandez-Boussard T, McLeod H, Klein TE, Altman RB. Doxorubicin pathways: pharmacodynamics and adverse effects. Pharmacogenet Genomics. 2011;21(7):440–6. https://doi.org/10.1097/FPC.0b013e32833ffb56

28. Barenholz Y. Doxil® – the first FDA-approved nano-drug: lessons learned. J Control Release. 2012;160(2):117–34. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2012.03.020

29. Tacar O, Sriamornsak P, Dass CR. Doxorubicin: an update on anticancer molecular action, toxicity and novel drug delivery systems. J Pharm Pharmacol. 2013;65(2):157–70. https://doi.org/10.1111/j.2042-7158.2012.01567.x

30. Banerjee K, Banerjee S, Mandai M. Liposomes as a drug delivery system. In: Prokopovich P, ed. Biological and Pharmaceutical Applications of Nanomaterials. CRC Press; 2015. P. 53–100.

31. Kreuter J, Alyautdin RN. Using nanoparticles to target drugs to the central nervous system. In: Begley DJ, Bradbury MW, Kreuter J, eds. The blood-brain barrier and drug delivery to the CNS. New-York: Marcel Dekker; 2000. P. 205–23.

32. Zylberberg C, Matosevic S. Pharmaceutical liposomal drug delivery: a review of new delivery systems and a look at the regulatory landscape. Drug Deliv. 2016;23(9):3319–29. https://doi.org/10.1080/10717544.2016.1177136

33. Soares S, Sousa J, Pais A, Vitorino C. Nanomedicine: principles, properties, and regulatory issues. Front Chem. 2018;6:360. https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00360

34. Manke A, Wang L, Rojanasakul Y. Mechanisms of nanoparticle-induced oxidative stress and toxicity. Biomed Res Int. 2013;2013:942916. http://dx.doi.org/10.1155/2013/942916

35. Aggarwal P, Hall JB, McLeland CB, Dobrovolskaia MA, McNeil SE. Nanoparticle interaction with plasma proteins as it relates to particle biodistribution, biocompatibility and therapeutic efficacy. Adv Drug Deliv Rev. 2009;61(6):428–37. https://doi.org/10.1016/j.addr.2009.03.009

36. Hussain S, Boland S, Baeza-Squiban A, Hamel R, Thomassen LCJ, Martens JA, et al. Oxidative stress and proinflammatory effects of carbon black and titanium dioxide nanoparticles: role of particle surface area and internalized amount. Toxicology. 2009;260(1–3):142–9. https://doi.org/10.1016/j.tox.2009.04.001

37. Dick CA, Brown DM, Donaldson K, Stone V. The role of free radicals in the toxic and inflammatory effects of four different ultrafine particle types. Inhal Toxicol. 2003;15(1):39–52. https://doi.org/10.1080/08958370304454

38. Shrivastava R, Raza S, Yadav A, Kushwaha P, Flora SJS. Effects of sub-acute exposure to TiO2, ZnO and Al2O3 nanoparticles on oxidative stress and histological changes in mouse liver and brain. Drug Chem Toxicol. 2014;37(3);336–47. https://doi.org/10.3109/01480545.2013.866134

39. Sharma HS, Sharma A. Nanoparticles aggravate heat stress induced cognitive deficits, blood-brain barrier disruption, edema formation, and brain pathology. Prog Brain Res. 2007;162:245–73. https://doi.org/10.1016/S0079-6123(06)62013-X

40. Di Gioacchino M, Petrarca C, Lazzarin F, Di Giampaolo L, Sabbioni E, Boscolo P, et al. Immunotoxicity of nanoparticles. Int J Immunopathol Pharmacol. 2011;24(1 suppl):65S–71S.

41. Miao X, Leng X, Zhang Q. The current state of nanoparticle-induced macrophage polarization and reprogramming research. Int J Mol Sci. 2017;18(2);336. https://doi.org/10.3390/ijms18020336

42. Zhang W, Zhang Z, Zhang Y. The application of carbon nanotubes in target drug delivery systems for cancer therapies. Nanoscale Res Lett. 2011;6:555. https://doi.org/10.1186/1556-276X-6-555

43. Muller J, Huaux F, Moreau N, Misson P, Heilier JF, Delos M, et al. Respiratory toxicity of multi-wall carbon nanotubes. Toxicol Appl Pharmacol. 2005;207(3):221–31. https://doi.org/10.1016/j.taap.2005.01.008

44. Lippmann M. Effects of fiber characteristics on lung deposition, retention, and disease. Environ Health Perspec. 1990;88:311–7. https://doi.org/10.1289/ehp.9088311

45. Wolfram J, Zhu M, Yang Y, Shen J, Gentile E, Paolino D, et al. Safety of nanoparticles in medicine. Curr Drug Targets. 2015;16(14):1671–81. https://doi.org/10.2174/1389450115666140804124808

46. Maupas C, Moulari B, Béduneau A, Lamprecht A, Pellequer Y. Surfactant dependent toxicity of lipid nanocapsules in HaCaT cells. Int J Pharm. 2011;411(1–2):136–41. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2011.03.056

47. Kedmi R, Ben-Arie N, Peer D. The systemic toxicity of positively charged lipid nanoparticles and the role of Toll-like receptor 4 in immune activation. Biomaterials. 2010;31(26):6867–75. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2010.05.027

48. Kattan J, Droz JP, Couvreur P, Marino JP, Boutan-Laroze A, Rougier P, et al. Phase I clinical trial and pharmacokinetic evaluation of doxorubicin carried by polyisohexylcyanoacrylate nanoparticles. Invest New Drugs. 1992;10(3):191–9. https://doi.org/10.1007/BF00877245

49. Vezin WR, Florence AT. In vitro heterogeneous degradation of poly(n-alkyl α-cyanoacrylates). J Biomed Mater Res. 1980;14(2):93–106. https://doi.org/10.1002/jbm.820140202

50. Alyautdin RN, Petrov VE, Langer K, Berthold A, Kharkevich DA, Kreuter J. Delivery of loperamide across the blood-brain barrier with polysorbate 80-coated polybutylcyanoacrylate nanoparticles. Pharm Res. 1997;14(3):325–8. https://doi.org/10.1023/A:1012098005098

51. Alyautdin RN, Tezikov EB, Ramge P, Kharkevich DA, Begley DJ, Kreuter J. Significant entry of tubocurarine into the brain of rats by adsorption to polysorbate 80-coated polybutylcyanoacrylate nanoparticles: an in situ brain perfusion study. J Microencapsul. 1998;15(1):67–74. https://doi.org/10.3109/02652049809006836

52. Wang YX. Superparamagnetic iron oxide based MRI contrast agents: Current status of clinical application. Quant Imaging Med Surg. 2011;1(1):35–40. https://doi.org/10.3978/j.issn.2223-4292.2011.08.03

53. Stathopoulos G. Liposomal cisplatin: a new cisplatin formulation. Anticancer Drugs. 2010;21(8):732–6. https://doi.org/10.1097/CAD.0b013e32833d9adf

54. Clift MJ, Raemy DO, Endes C, Ali Z, Lehmann AD, Brandenberger C, et al. Can the Ames test provide an insight into nano-object mutagenicity? Investigating the interaction between nano-objects and bacteria. Nanotoxicology. 2013;7(8):1373–85. https://doi.org/10.3109/17435390.2012.741725

55. Wörle-Knirsch M, Pulskamp K, Krug HF. Oops they did it again! Carbon nanotubes hoax scientists in viability assays. Nano Letters. 2006;6(6):1261–8. https://doi.org/10.1021/nl060177c


Для цитирования:


Бовина Е.М., Романов Б.К., Казаков А.С., Вельц Н.Ю., Журавлева Е.О., Букатина Т.М., Аляутдин Р.Н., Меркулов В.А. Наноразмерные лекарственные средства: особенности оценки безопасности. Безопасность и риск фармакотерапии. 2019;7(3):127-138. https://doi.org/10.30895/2312-7821-2019-7-3-127-138

For citation:


Bovina E.M., Romanov B.K., Kazakov A.S., Velts N.Y., Zhuravleva E.O., Bukatina T.M., Alyautdin R.N., Merkulov V.A. Nanoscale Therapeutic System: Safety Assessment Features. Safety and Risk of Pharmacotherapy. 2019;7(3):127-138. (In Russ.) https://doi.org/10.30895/2312-7821-2019-7-3-127-138

Просмотров: 52


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2312-7821 (Print)
ISSN 2619-1164 (Online)