Хроматографическое определение монойодацетата в липидных наноструктурах

Для уменьшения системной токсичности и улучшения фармакокинетики противоопухолевых препаратов часто используют их липосомальную форму. Монойодацетат натрия (МЙА) — ингибитор гликолиза — противоопухолевый препарат, находящийся на стадии клинических испытаний. МЙА инкапсулировали в липосомы (липосомальная эмульсия содержала 1,2-дипальмитоил-глицеро-3-фосфохолин (ДПФХ) и холестерин (Хол) в молярном соотношении 9:0,8) методом экструзии: в зависимости от условий диаметр полученных липосом составил 100 или 400 нм. Полученные липосомы очищали от невключенного МЙА путем диализа в течение 3 ч. Для определения МЙА, содержащегося непосредственно в липосомах, необходимо сначала отделить липосомы от межлипосомальной жидкости, которая также содержит невключенный МЙА. Для этой цели использовали сорбцию липосом на активированном угле. Затем необходимо разрушить оболочку липосом: из исследованных агентов (ПАВ, бензалкония хлорид, апротонные растворители) наиболее эффективным для этой цели оказался диоксан. Разработана методика определения МЙА в липосомальной форме в диапазоне 31,3 мкг/мл – 7,9 мг/мл с пределом обнаружения 5,6 мкг/мл, обеспечивающая разделение МЙА, холестерина и фосфолипидов, с использованием метода хроматографии гидрофильного взаимодействия со спектрофотометрическим детектированием на длине волны λ = 260 нм. В качестве подвижной фазы использовали раствор ацетонитрила в воде в объемном соотношении 50:50 с добавлением модификаторов — уксусной кислоты (60 ммоль/л) и формиата аммония (30 ммоль/л), неподвижная фаза — аминопропилсиликагель. Установлено, что независимо от диаметра доза МЙА в 1 мл липосом составила 0,20 – 0,23 мг. Для использования в дальнейших исследованиях выбраны липосомы диаметром 400 нм, более мягкие условия получения которых обеспечивают меньшие степень окисления липидов и потери МЙА.

1. Sun D., Gao W., Hu H., Zhou S. Why 90% of clinical drug development fails and how to improve it? / Acta. Pharm. Sin. B. 2022. V. 12. N 7. P. 3049 – 3062. DOI: 10.1016/j.apsb.2022.02.002

2. Veselov V. V., Nosyrev A. E., Jicsinszky L., et al. Targeted Delivery Methods for Anticancer Drugs / Cancers. 2022. V. 14. N 3. 622. DOI: 10.3390/cancers14030622

3. Tran S., DeGiovanni P. J., Piel B., Rai P. Cancer nanomedicine: a review of recent success in drug delivery / Clin. Transl. Med. 2017. V. 6. N 1. 44. DOI: 10.1186/s40169-017-0175-0

4. Liu Y., Li J., Chen M., et al. Palladium-based nanomaterials for cancer imaging and therapy / Theranostics. 2020. V. 10. N 22. P. 10057 – 10074. DOI: 10.7150/thno.45990

5. Cui G., Wu J., Lin J., et al. Graphene-based nanomaterials for breast cancer treatment: promising therapeutic strategies / J. Nanobiotechnol. 2021 V. 19. N 1. 211. DOI: 10.1186/s12951-021-00902-8

6. Zhu L., Zhao J., Guo Z., et al. Applications of Aptamer-Bound Nanomaterials in Cancer Therapy / Biosensors. 2021. V. 11. N 9. 344. DOI: 10.3390/bios11090344

7. Luo L., Wang H., Tian W., et al. Targeting ferroptosis-based cancer therapy using nanomaterials: strategies and applications / Theranostics. 2021. V. 11. N 20. P. 9937 – 9952. DOI: 10.7150/thno.65480

8. Bor G., Mat Azmi I. D., Yaghmur A. Nanomedicines for cancer therapy: current status, challenges and future prospects / Ther Delivery. 2019. V. 10. N 2. P. 113 – 132. DOI: 10.4155/tde-2018-0062

9. Korshunov D. A., Kondakova I. V., Shashova E. E. Modern perspective on metabolic reprogramming in malignant neoplasms / Biochemistry (Moscow). 2019. V. 84. N 10. P. 1129 – 1142. DOI: 10.1134/S000629791910002X

10. Mikubo M., Inoue Y., Liu G., Tsao M. S. Mechanism of Drug Tolerant Persister Cancer Cells: The Landscape and Clinical Implication for Therapy / J. Thorac. Oncol. 2021. V. 16. N 11. P. 1798 – 1809. DOI: 10.1016/j.jtho.2021.07.017

11. Faubert B., Solmonson A., De Berardinis R. J. Metabolic reprogramming and cancer progression / Science. 2020. V. 368. N 6487. eaaw5473. DOI: 10.1126/science.aaw5473

12. Cheng Z., Li M., Dey R., Chen Y. Nanomaterials for cancer therapy: current progress and perspectives / J. Hematol. Oncol. 2021. V. 14. N 1. 85. DOI: 10.1186/s13045-021-01096-0

13. Sun X., Peng Y., Zhao J., et al. Discovery and development of tumor glycolysis rate-limiting enzyme inhibitors / Bioorg. Chem. 2021. V. 112. 104891. DOI: 10.1016/j.bioorg.2021.104891

14. Korshunov D. A., Kondakova I. V., Klimov I. A., Ivanov V. V. Glycolysis inhibitors monoiodoacetate and 2-deoxyglucose as antitumor agents: experimental study on lewis lung carcinoma model / Bull. Exp. Biol. Med. 2018. V. 165. N 5. P. 695 – 697. DOI: 10.1007/s10517-018-4244-1

15. Brennan S., Esposito S., Abdelaziz M. I. M., et al. Selective protein kinase C inhibition switches time-dependent glucose cardiotoxicity to cardioprotection / Front. Cardiovasc. Med. 2022. V. 9. 997013. DOI: 10.3389/fcvm.2022.997013

16. Yashin Ya., Vedenin A., Yashin A. HPLC and ultra-HPLC: a state and prospects / Analitika. 2015. N 2(21). P. 70 – 84 [in Russian].

17. Lau B. P., Becalski A. Determination of iodoacetic acid using liquid chromatography/electrospray tandem mass spectrometry / Rapid. Commun. Mass. Spectrom. 2008. V. 22. N 12. P. 1787 —1791. DOI: 10.1002/rcm.3547

18. Guo Y. A survey of polar stationary phases for hydrophilic interaction chromatography and recent progress in understanding retention and selectivity / Biomed. Chromatogr. 2022. V. 36. N 4. e5332. DOI: 10.1002/bmc.5332

19. Singh D., Pahwa S. A review on physico-chemical parameters of liposomal doxorubicin / Int. J. Appl. Pharm. 2020. V. 12. N 2. P. 1 – 5. DOI: 10.22159/ijap.2020v12i2.35330

20. Iodoacetic acid. CAMEO Chemicals database, 2023. https:// cameochemicals.noaa.gov/chemical/20524 (accessed March 1, 2023).

21. Milto I. V., Sukhodolo I. V., Usov V. Y. Mononuclear phagocytes of rat liver and lung after intravenous introduction of suspension of magnetite nanoparticles / Cell Tissue Biol. 2012. V. 6. N 5 – 6. P. 490 – 497. DOI: 10.1134/S1990519X12050082

22. Technical Guide for the Elaboration of Monographs. 8th Ed. — European Pharmacopoeia, 2022. P. 45 – 56.

23. United States Pharmacopeia. General Chapter, •621• Chromatography. USP-NF. — Rockville, MD: United States Pharmacopeia. 2023. DOI: 10.31003/USPNF_M99380_06_01

24. Chromatography / Russian Federation State Pharmacopoeia, XIV ed. V. 1. P. 845 – 872 [in Russian].

25. Iodoacetic acid (64-69-7). NIST Chemistry WebBook. NIST Standard Reference Database No. 69, Feb 2015 Release. — Washington, DC: US Sec. Commerce, 2018. https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C64697&Mask=400#UV-Vis-Spec (accessed March 1, 2023).

26. Paternostre M. T., Roux M., Rigaud J. L. Mechanisms of membrane protein insertion into liposomes during reconstitution procedures involving the use of detergents. 1. Solubilization of large unilamellar liposomes (prepared by reverse-phase evaporation) by triton X-100, octyl glucoside, and sodium cholate / Biochemistry. 1988. V. 27. N 8. P. 2668 – 2677. DOI: 10.1021/bi00408a006

27. Bjørnestad V. A., Lund R. Pathways of Membrane Solubilization: A Structural Study of Model Lipid Vesicles Exposed to Classical Detergents / Langmuir. 2023. V. 39. N 11. P. 3914 – 3933. DOI: 10.1021/acs.langmuir.2c03207

28. Bjørnestad V. A., Soto-Bustamante F., Tria G., et al. Beyond the standard model of solubilization: Non-ionic surfactants induce collapse of lipid vesicles into rippled bilamellar nanodiscs / J. Colloid Interface Sci. 2023. V. 641. P. 553 – 567. DOI: 10.1016/j.jcis.2023.03.037

29. Labeta M. O., Fernandez N., Festenstein H. Solubilisation effect of Nonidet P-40, triton X-100 and CHAPS in the detection of MHC-like glycoproteins / J. Immunol. Methods. 1988. V. 112. N 1. P. 133 – 138. DOI: 10.1016/0022-1759(88)90043-9

30. Kim M., Hatt J. K., Weigand M. R., et al. Genomic and Transcriptomic Insights into How Bacteria Withstand High Concentrations of Benzalkonium Chloride Biocides / Appl. Environ. Microbiol. 2018. V. 84. N 12. e00197 – 18. DOI: 10.1128/AEM.00197-18

31. Wessels S., Ingmer H. Modes of action of three disinfectant active substances: a review / Regul. Toxicol. Pharmacol. 2013. V. 7. N 3. P. 56 – 67. DOI: 10.1016/j.yrtph.2013.09.006