Открытый доступ Открытый доступ  Закрытый доступ Доступ платный или только для подписчиков

Современные подходы к внутриклеточной доставке биомакромолекулярных лекарственных средств (обзор)

Елена Сергеевна Дон, Евгений Александрович Горбунов, Сергей Александрович Тарасов

Аннотация


Несмотря на то что низкомолекулярные вещества обладают способностью проникать внутрь клеток организма, все чаще возникает необходимость направленного транспорта внутрь клетки различных макромолекул, в частности белков и нуклеиновых кислот. На протяжении нескольких десятилетий ученые работали над этой проблемой, и к настоящему времени создатели лекарственных препаратов имеют в своем арсенале целый ряд методов, позволяющих целевому веществу проходить через мембрану, избегать эндосомальной деградации и экзоцитоза. Целью данного обзора является описание существующих на сегодняшний день подходов к преодолению барьеров организма на пути биологического макромолекулярного лекарственного средства к собственной мишени.

Ключевые слова


внутриклеточная доставка; биомакромолекулы; направленный транспорт

Ссылки


Duvall C. L., Convertine A. J., Benoit D. S. W., Hoff¬man A. S., Stayton P. S. / Mol. Pharm. 2010. V. 7. P. 468 – 476.

Belting M., Sandgren S., Wittrup A. / Adv. Drug Deliv. Rev. 2005. V. 57. P. 505 – 527.

Flynn C. R., Cheung-Flynn J., Smoke C. C., Lowry D., Roberson R., Sheller M. R., Brophy C. M. / J. Pharm. Sci. 2010. V. 99. P. 3100 – 3121.

Tokatlian T., Segura T. / Wiley Interdiscip. Rev. Nanomed. Nanobiotechnol. 2010. V. 2. P. 305 – 315.

Owens III D. E., Peppas N. A. / Int. J. Pharm. 2006. V. 307. P. 93 – 102.

Frankel A. D., Pabo C. O. / Cell. 1988. V. 55. No. 6. P. 1189 – 1193.

Derossi D., Joliot A. H., Chassaing G., Prochiantz A. / J. Biol. Chem. 1994. V. 269. P. 10444 – 10450.

El-Sayed A., Futaki S., Harashima H. / Aaps J. 2009. V. 11. P. 13 – 22.

Copolovici D. M., Langel K., Eriste E., Langel U. / ACS Nano. 2014. V. 8. No. 3. P. 1972 – 1994.

Munyendo W. L. L., Lv H., Benza-Ingoula H., Baraza L. D., Zhou J. / Biomolecules. 2012. V. 2 P. 187 – 202.

Bechara C., Sagan S. / FEBS Lett. 2013. V. 587. No. 12. P. 1693 – 1702.

Heitz F., Morris M. C., Divita G. / Br. J. Pharmacol. 2009. V. 157 P. 195 – 206.

Raagel H., Saalik P., Pooga M. / Biochim. Biophys. Acta. 2010. V. 1798. P. 2240 – 2248.

Li C., Pazgier M., Li J., Li C., Liu M., Zou G., Li Z., Chen J., Tarasov S. G., Lu W. Y., Lu W. / J. Biol. Chem. 2010. V. 285. No. 25. P. 19572 – 19581.

Harrison S. C. / Virology. 2015. V. 479 – 480. P. 498 – 507.

Worch R. / Acta Biochim. Pol. 2014. V. 61. No. 3. P. 421 – 426.

Efremov R. G., Nolde D. E., Volynsky P. E., Chernyavsky A. A., Dubovskii P. V., Arseniev A. S. / Febs Lett. 1999. V. 462. P. 205 – 210.

Pillot T., Lins L., Goethals M., Vanloo B., Vandekerckhove J., Baert J., Rosseneu M., Brasseur R. / J. Mol. Biol. 1997. V. 274. P. 381 – 393.

Oliveira S., van Rooya I., Kranenburgb O., Storma G., Schiffelersa R. M. / Int. J. Pharm. 2007. V. 331. No. 2. P. 211 – 214.

Wyman T. B., Nicol F., Zelphati O., Scaria P. V., Plank C., Szoka F. C. / Biochemistry. 1997. V. 36. P. 3008 – 3017.

Yoshida T., Lai C., Kwon G. S., Sako K. / Exp. Opin. Drug Deliv. 2013. V. 10. No. 11. P. 1497 – 1513.

Almeida H., Amaral M. H., Lob?o P. / J. Appl. Pharm. Sci. V. 02. No.06. P. 01 – 10.

Schmaljohann D. / Adv. Drug. Deliv. Rev. 2006. V. 58. P. 1655 – 1670.

Behr J. P. / Med. Sci. 1996. V. 12. P. 56 – 58.

Coue G. M. J. P. C., Engbersen J. F. J. Cationic polymers for intracellular delivery of proteins / S. Samal & P. Dubruel (eds.). Cationic Polymers in Regenerative Medicine. RSC Polymer Chemistry Series (13). 2015. P. 356 – 365.

Johnson R. P., Uthaman S., John J. V., Lee H. R., Lee S. J., Park H., Park I. K., Suh H., Kim I. / ACS Appl. Mater. Interfaces. 2015. V. 7. No. 39. P. 21770 – 21779.

Kozielski K. L., Green J. J. / Meth. Mol. Biol. 2016. V. 1364. P. 79 – 87.

Rust A., Hassan H. H., Sedelnikova S., Niranjan D., Hautbergue G., Abbas S. A., Partridge L., Rice D., Binz T., Davletov B. / Sci. Rep. 2015.V. 5. P. 12444.

Sysuev B. B., Akhmedov N. M., Samoshina E. A., Zaleskikh D. S., Ivanilova M. A., Samarskaya A. A., Barbarosh O. S. / Drug Develop. Reg. 2015. V. 11.

Allen T. M., Cullis P. R. / Adv. Drug Deliv. Rev. 2013. V. 65. No. 1. P. 36 – 48.

Ivonin A. G., Pimenov E. V., Oborin V. A., Devrishov D. A., Kopylov S. N. / Proceeds of the Komi Sci. Centre of the Ural Division of the RAS. 2012. V. 1 (9). P. 46 – 55.

Kruglyakova A. A. / Drug Develop. Registration. 2012. V. 1.

Sercombe L., Veerati T., Moheimani F., Wu S. Y., Sood A. K., Hua S. / Front. Pharmacol. 2015. V. 6. P. 286.

Yamada Y., Akita H., Kogure K., Kamiya H., Harashima H. / Mitochondrion. 2007. V. 7. P. 63 – 71.

Song W. J., Du J. Z., Sun T. M., Zhang P. Z., Wang J. / Small. 2010. V. 6. P. 239 – 246.

Nikitenko N. A., Prassolov V. S. / Acta Naturae (Russian). 2013. V. 5 № 3(18), P. 36 – 56.

Noh S. M., Han S. E., Shim G., Lee K. E., Kim C. W., Han S. S., Choi Y., Kim Y. K., Kim W. K., Oh Y. K. / Biomaterials. 2011. V. 32. P. 849 – 857.

Hood M. A., Mari M., Mu?oz-Esp? R. / Materials. 2014. V. 7. P. 4057 – 4087.

Kobayashi K., Wei J., Iida R., Ijiro K., Niikura K. / Polym. J. 2014. V. 46. P. 460 – 468.

Shina Y., Leea D., Leeb K., Ahnc K. H., Kim B. / J. Ind. Eng. Chem. 2008. V. 14. No. 4. P. 515 – 519.

Liu Z., Xiong M., Gong J., Zhang Y., Bai N., Luo Y., Li L., Wei Y., Liu Y., Tan X., Xiang R. / Nat. Commun. 2014. V. 5. P. 4280.

Qin Y., Chen H., Zhang Q., Wang X., Yuan W., Kuai R., Tang J., Zhang L., Zhang Z., Zhang Q., Liu J., He Q. / Int. J. Pharm. 2011. V. 420. No. 2. P. 304 – 312.

Naeye B., Raemdonck K., Remaut K., Sproat B., Demeester J., De Smedt S. C. / Eur. J. Pharm. Sci. 2010. V. 40. P. 342 – 351.

Nikitin I. G. / Pharmateca. 2002. V. 9 (60).

Xu L., Anchordoquy T. / J. Pharm. Sci. 2011. V. 100. P. 38 – 52.

Zhang Y., Li H., Sun J., Gaoa J., Liua W., Lia B., Guoa Y. / Int. J. Pharm. 2010. V. 390. P. 198 – 207.

Wang X. L., Xu R., Lu Z. R. / J. Control Rel. 2009. V. 134. P. 207 – 213.

Hatakeyama H., Ito E., Akita H., Oishi M., Nagasaki Y., Futaki S., Harashima H. / J. Control Rel. 2009. V. 139. P. 127 – 132.

Yadav S. K. / Nanoscale Materials in Targeted Drug Delivery, Theragnosis and Tissue Regeneration. — Springer Singapore, 2016. P. XIX, 172.

Baryshnikov A. Y. / Annals of the Russian academy of medical sciences. 2012. V. 3 P. 23 – 31.

Ngernyuang N., Seubwai W., Daduang S., Boonsiri P., Limpaiboon T., Daduang J. / Mater. Sci. Eng. C Mater. Biol. Appl. 2016. V. 60. P. 411 – 415.

Wang J., Liu J. / RSC Adv. 2016. V. 6. P. 19662 – 19668.

Sharma G., Lakkadwala S., Modgil A., Singh J. / Int. J. Mol. Sci. 2016. V. 17. P. 806.

Muller S., Zhao Y., Brown T. L., Morgan A. C., Kohler H. / Exp. Opin. Biol. Ther. 2005. V. 5. No. 2. P. 237 – 241.

Sali A. D., Karakasiliotis I., Evangelidou M., Avrameas S., Lymberi P. / Clin. Transl. Immunol. 2015. V. 4. No. 10. P. e42.

Douglas J. N., Gardner L. A., Salapa H. E., Levin M. C. / J. Clin. Cell Immunol. 2016. V. 7. No. 2. P. 402.

Berguig G. Y., Convertine A. J., Frayo S., Kern H. B., Procko E., Roy D., Srinivasan S., Margineantu D. H., Booth G., Palanca-Wessels M. C., Baker D., Hockenbery D., Press O. W., Stayton P. S. / Mol. Ther. 2015. V. 23. No. 5. P. 907 – 917.

Kim A., Miura Y., Ishii T., Mutaf O. F., Nishiyama N., Cabra H., Kataoka K. / Biomacromolecules. 2016. V. 17. No. 2. P. 446 – 453.

Lambert J. M. / Ther. Deliv. 2016. V. 7. No. 5. P. 279 – 282.

Chames P., Van Regenmortel M., Weiss E., Baty D. / Br. J. Pharmacol. 2009. V. 157. P. 220 – 233.

Epstein O. I. / Uspekhi fiziologicheskikh nauk. 2013. V. 44 (3). P. 54 – 76.

Epshtein O. I., Shtark M. B., Kolyadko T. M. Method of treating a pathological syndrome and a pharmaceutical agent. United States Patent 8,535,664 B2, 2013.

Lodish H., Berk A., Zipursky S. L., Matsudaira P., Baltimore D., Darnell J. Hierarchical structure of proteins / Molecular Cell Biology. 4th ed. — New York: W. H. Freeman, 2000.

Gorbunov E. A., Nicoll J., Kachaeva E. V., Tarasov S. A., Epstein O. I. / Citation: Nutrition & Diabetes. 2015. V. 5 (7). e169 doi: 10.1038/nutd.2015.20.

Emelyanova A. G., Grechenko V. V., Petrova N. V., Shi¬lovskiy I. P., Gorbunov E. A., Tarasov S. A., Khai¬tov M. R., Morozov S. G., Epstein O. I. / Bulletin of experimental Biology and medicine. 2016. V. 162 (9). P. 304 – 307.

Petrov V. I., Nedogoda S. V., Epstein O. I., Chalyabi T. A., Brel U. A., Chepurina N. G., Mazina G. V., Kachanova M. V., Sabanov L. V., Tarasov S. A., Zabolotneva J. A., Kolosova A. E., Sergeeva S. A. / Bulletin of experimental Biology and medicine. 2009. V148 (8). P. 80 – 82.

Gorbunov E. A., Ertuzun I. A., Kachaeva E. V., Tarasov S. A., Epstein, O. I. / Neuropsychiatric Disease and Treatment. 2015. V. 11. P. 2837 – 2846.

Chu X., Agmo A. / Pharmacol., Biochem. Behav. 2008. V. 89. P. 209 – 217.

Epstein O. I. Ultra-low doses (history of one study). / In: М. Publishing House of RAMN. 2009. P. 1 – 302.

Tarasov S. A., Zarubaev V. V., Gorbunov E. A., Sergeeva S. A., Epstein O. I. / Antiviral Research. 2012. V. 93 (2). P. 219 – 24.

Bailbe D., Philippe E., Gorbunov E., Tarasov S., Epstein O., Portha B. / Journal of Diabetes Research. 2013. V. 13 (1). P. 763125.

Karpova G. V., Fomina T. I., Vetoshkina T. V., Dubskaya T. Y., Voronova O. L., Timina E. A., Abramova E. V., Ermolaeva L. A., Perova A. V. / Bulletin of experimental Biology and medicine. 2009. V. 148 (3). P. 543 – 546.

Rafalsky V., Averyanov A., Bart B., Minina E., Putilovskiy M., Andrianova E., Epstein O. / International Journal of Infectious Diseases. 2016. V. 51. P. 47 – 55.

Tarasov S. A., Kachanova M. V., Gorbunov E. A., Zabolotneva J. A., Ertuzun I. A., Belopolskaya M. V., Borodavkina M. V., Dugina J. L., Epstein O. I. / Clinical Research and Trials. 2016. V. 2(5). P. 229 – 232.

Atzori A., Baker A. E., Chiu M., Bryce R. A., Bonnet P. / PLoS One. 2013. V. 8. No. 7. P. e68723.

Taylor J. W. / Biopolymers. 2002. V. 66. P. 49 – 75.

Henchey L. K., Jochim A. L., Arora P. S. / Curr. Opin. Chem. Biol. 2008. V. 12. No. 6. P. 692 – 697.

Walensky L. D., Kung A. L., Escher I., Malia T. J., Barbuto S., Wright R. D., Wagner G., Verdine G. L., Korsmeyer S. J. / Science. 2004. V. 305. P. 1466 – 1470.

Bruno B. J., Miller G. D., Lim C. S. / Ther. Deliv. 2013. V. 4. No. 11. P. 1443 – 1467.

Pliquett U. F., Gusbeth C. A. / Bioelectrochemistry. 2000. V. 51. P. 41 – 51.

Cahill K. / Iet Syst. Biol. 2010. V. 4. P. 367 – 378.

Fyrberg A., Lotfi K. / Cytotechnology. 2010. V. 62. P. 497 – 507.

Harding C. V. / Eur. J. Immunol. 1992. V. 22. P. 1865 – 1869.

Chakrabarti R., Wylie D. E., Schuster S. M. / J. Biol. Chem. 1989. V. 264. P. 15494 – 15500.

Fretz M. M., Hogset A., Koning G. A., Jiskoot W., Storm G. / Pharm. Res. 2007. V. 24. P. 2040 – 2047.

Berg K., Moan J. / Int. J. Cancer. 1994. V. 59. P. 814 – 822.


Полный текст: PDF

Ссылки

  • Ссылки не определены.


** ** ** ** ** **

ISSN: 2073-8099

** ** ** ** ** **

Подписаться на наши издания Вы можете через почтовые каталоги Объединенный каталог «Пресса России» «Урал Пресс», «Ивис», «Прессинформ» и «Профиздат».

 

Наши партнеры:

iIPhEB - Международная выставка и форум по фармацевтике и биотехнологиям, 2–4 апреля 2024

Семинар R&D для R&D, 12–13 апреля 2024