vestichИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series1561-83312524-2342The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8331-2024-60-3-222-234vestich-898Research ArticleБИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯBIOORGANIC CHEMISTRYВлияние липосомальной формы алтеплазы на эффективность тромболизиса в коронарных артериях при остром инфаркте миокардаThe effect of the liposomal form of alteplase on the effectiveness of thrombolysis in coronary arteries in acute myocardial infarctionhttps://orcid.org/0000-0002-7218-3649АгабековВ. Е.AgabekovV. F.

Агабеков Владимир Енокович – академик, доктор химических наук, профессор, заведующий отделом

ул. Ф. Скорины, 36, 220141, Минск

Agabekov Vladimir E. – Academician, D. Sc. (Chemistry), Professor. Head of the Department

36, F. Skoryna Str., 220141, Minsk

agabekov@ichnm.basnet.byhttps://orcid.org/0000-0001-6572-8842АдзерихоИ. Э.AdzerikhoI. E.

Адзерихо Игорь Эдуардович – доктор медицинскихнаук, профессор

ул. П. Бровки, 3/3, 220013, Минск

Adzerikho Igor E. – D. Sc. (Medicine), Professor

3/3, P. Browka Str., 220013, Minsk

https://orcid.org/0000-0002-0777-192XВладимирскаяТ. Э.VladimirskayaT. E.

Владимирская Татьяна Эрнстовна – кандидат биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник

ул. П. Бровки, 3/3, 220013, Минск

Vladimirskaya Tat’yana E. ‒ Ph. D. (Biol.), AssociateProfessor, Leading Researcher, Head of the Department 3/3, P. Browka Str., 220013, Minsk

tan_2304@inbox.ruДубатовкаЕ. И.DubatoukaK. I.

Дубатовка Екатерина Ивановна – младший научный сотрудник

ул. Ф. Скорины, 36, 220141, Минск

Dubatouka Katsiaryna I. – Junior Researcher

36, F. Skoryna Str., 220141, Minsk

d_katerina@tut.byЖилкевичА. В.ZhilkevichA. V.

Жилкевич Алена Вячеславовна – младший научыйсотрудник

ул. П. Бровки, 3/3, 220013, Минск

Zhilkevich Aliona V. – Junior Researcher. BelarusianState Medical University

3/3, P. Browka Str., 220013, Minsk

alenazhilkevich@mail.ruЛутикИ. Л.LutsikI. N.

Лутик Ирина Леонидовна – младший научный сотрудник

ул. П. Бровки, 3/3, 220013, Минск

Lutsik Iryna L. – Junior Researcher. Belarusian StateMedical University

3/3, P. Browka Str., 220013, Minsk

lutik-irinka@yandex.byИнститут химии новых материалов Национальной академии наук БеларусиInstitute of Chemistry of New Materials of the National Academy of Sciences of BelarusБелорусский государственный медицинский университетBelarusian State Medical UniversityБелорусский государственный медицинский университетBelarus202404092024603222234Copyright © Агабеков В.Е., Адзерихо И.Э., Владимирская Т.Э., Дубатовка Е.И., Жилкевич А.В., Лутик И.Л., 20242024Агабеков В.Е., Адзерихо И.Э., Владимирская Т.Э., Дубатовка Е.И., Жилкевич А.В., Лутик И.Л.Agabekov V.F., Adzerikho I.E., Vladimirskaya T.E., Dubatouka K.I., Zhilkevich A.V., Lutsik I.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestichem.belnauka.by/jour/article/view/898

Разработана липосомальная (Лип) форма доставки тканевого активатора плазминогена алтеплазы (АлТ). Изучен количественный и качественный состав липосом, их физико-химические характеристики и протеолитическая активность липосомальной формы тромболитика. Установлено, что состав липосом с соотношением фосфатидилхолин / холестерин 1,5 : 1 и липиды / алтеплаза 1 : 1 является оптимальным для лечения острого инфаркта миокарда (ОИМ) в эксперименте. При различных соотношениях компонентов липосомы имели отрицательное значение дзета-потенциала > 30 мВ, что указывает на их агрегативную устойчивость, в том числе и после хранения в течение 2 суток при 20 °С. Липосомы, полученные из соевого фосфатидилхолина, обладают большей коллоидной устойчивостью (значение дзета-потенциала ~ –57 мВ) и имеют меньшее значение гидродинамического диаметра (~ 140 нм) по сравнению с липосомами из яичного фосфатидилхолина (~ –35,4 мВ и ~ 220 нм соответственно). Исходное содержание «свободной» АлТ липосом в супернатанте из яичного фосфатидилхолина ЛипЯ(АлТ) составило 15,0 ± 4,0 %, в течение периода инкубации (4 суток) концентрация АлТ уменьшается до 9,0 ± 4,5 %. В случае липосом из соевого фосфатидилхолина ЛипС(АлТ) содержание АлТ в течение периода инкубации увеличивается от 11,0 ± 4,5 до 32,5 ± 6,0 %. Значения протеолитических активностей тканевого активатора плазминогена в составе ЛипЯ(АлТ) и ЛипС(АлТ) зависят от типа фосфатидилхолина. Исходная активность АлТ в ЛипЯ(АлТ) составила 36,0 % и через 1 сутки она увеличилась до 45 %, активность АлТ в ЛипС(АлТ) составила 61,0 %, и через 1 сутки увеличилась до 66,0 %. При использовании липосомальной формы доставки алтеплазы в коронарных артериях крыс с ОИМ отмечается более полный лизис фибрина, в отличие от животных, получающих нативную форму препарата. Разработанная система адресной доставки алтеплазы на основе соевых липосом позволяет (p < 0,05) увеличить более чем на 15 % степень восстановления просвета коронарной артерии по сравнению с действием обычного препарата. 

A liposomal (Lip) formulation of tissue plasminogen activator, alteplase (AlT), has been developed. The quantitative and qualitative composition of the liposomes, as well as their physicochemical properties and proteolytic activity, have been studied in relation to the thrombolytic liposomal form. It was determined that a formulation consisting of liposomes with a phosphatidylcholine/cholesterol ratio of 1.5 : 1, and lipids/alteplase ratio of 1 : 1, is optimal for treating acute myocardial infarction (AMI) in experimental models. At different component ratios, liposomes had a negative zeta potential value greater than 30 mV, indicating their aggregative stability, even after storage for two days at 20 degrees Celsius. Liposomes derived from soy phosphatidylcholine showed greater colloidal stability with a zeta potential of approximately –57 mV and a lower hydrodynamic diameter of approximately 140 nanometers, compared to liposomes derived from egg phosphatidylcholine, which had a zeta potential around –35.4 mV and a hydrodynamic diameter around 220 nanometers. The initial content of free AlT in the liposome supernatant from egg phosphatidylcholine (Lipeg) was 15.0 ± 4.0 %. During the incubation period of 4 days, the concentration of free AlT decreased to 9.0 ± 4.5 %. In contrast, in liposomes derived from soy phosphatidylcholine (LipS), the content of free AlT increased from 11.0 ± 4.5 % to 32.5 ± 6.0 % over the same incubation period. The value of the proteolytic activity of tissue plasminogen activator (tPA) in the compositions of Lipeg(AlT) and Lips (AlT) depends on the type of phosphatidylcholine. The initial tPA activity in Lipeg (AlT) was 36.0 %, and after 1 day, it increased to 45 %. In Lips (AlT), the initial activity was 61.0 % and increased to 66 % after 1 day. When using the liposomal form of alteplase for delivery into the coronary arteries of rats with acute myocardial infarction (AMI), a more complete fibrin lysis is noted compared to animals receiving the native form of the drug. The developed system of targeted delivery of alteplase using soy liposomes has been shown to significantly improve the degree of coronary artery lumen restoration by more than 15 %, compared to the use of a conventional drug (p < 0.05). 

липосомыгидродинамический диаметрдзета-потенциалпротеолитическая активностьострый инфаркт миокардаалтеплазатромболизисliposomeshydrodynamic diameterzeta potentialproteolytic activityacute myocardial infarctionalteplasethrombolysisReferencesТараховский, Ю. С. Интеллектуальные липидные наноконтейнеры в адресной доставке лекарственных веществ / Ю. С. Тараховский. – М.: Изд-во ЛКИ, 2011. – 280 с.Tarakhovskii Yu. S. Intelligent lipid nanocontainers in targeted drug delivery. Мoscow, Publishing house LKI, 2011. 280 p. (in Russian).Advanced drug delivery systems for antithrombotic agents / C. F. Greineder [et al.] // Blood. – 2013. – Vol. 122., № 9. – P. 1565–1575. https://doi.org/10.1182/blood-2013-03-453498Greineder C. F., Howard M. D., Carnemolla R., Cines D., Muzykantov V. Advanced drug delivery systems for antithrombotic agents. Blood, 2013, vol. 122., no. 9, pp. 1565–1575. https://doi.org/10.1182/blood-2013-03-453498Nanomedicine as a strategy to fight thrombotic diseases / M. Varna [et al.] // Future Sci. OA. – 2015. – Vol. 1, № 4. – FSO46. https://doi.org/10.4155/fso.15.46Varna M., Juenet M., Bayles R., Mazighi M., Chauvierre C., Letourneur D. Nanomedicine as a strategy to fight thrombotic diseases. Future Science OA, 2015, vol. 1, no. 4. https://doi.org/10.4155/fso.15.46Liposomal nanocarriers for plasminogen activators / S. Koudelka [et al.] // J. Controlled Release. – 2016. – Vol. 227, № 10. – P. 45–57. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2016.02.019Koudelka S., Mikulik R., Mašek J., Raška M., Turánek Knotigová P., Miller A. D., Turánek J. Liposomal nanocarriers for plasminogen activators. Journal of Controlled Release, 2016, vol. 227, no. 10, pp. 45–57. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2016.02.019Liposomes: A Review of Manufacturing Techniques and Targeting Strategies / B. Maherani [et al.] // Curr. Nanosci. – 2011. – Vol. 7, Iss. 3. – P. 436–452. https://doi.org/10.2174/157341311795542453Maherani B., Arab-Tehrany E., Mozafari M. R., Gaiani C., Linder M. Liposomes: A Review of Manufacturing Techniques and Targeting Strategies. Current Nanoscience, 2011, vol. 7, iss. 3, pp. 436 – 452. https://doi.org/10.2174/157341311795542453The role of liposomes in clinical nanomedicine development. What now? Now what? / D. J. A. Crommelin [et al.] // J. Controlled Release. – 2020. – Vol. 318. – P. 256–263. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2019.12.023Crommelin D. J. A., Hoogevest P., Storm G. The role of liposomes in clinical nanomedicine development. What now? Now what? Journal of Controlled Release, 2020, vol. 318, pp. 256–263. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2019.12.023Перспективы применения в клинической практике наноразмерных форм лекарственных препаратов / Ю. М. Краснопольский [и др.] // Рос. хим. журн. – 2012. – Т. 56, № 3–4. – С. 11–33.Krasnopolsky Yu. M., Balabanyan V. Yu., Shobolov D. L., Shvets V. I. Prospective clinical applications of nanosized drugs. Russian Journal of General Chemistry, 2013, vol. 83, pp. 2524–2540. https://doi.org/10.1134/s1070363213120517Получение комплексных препаратов на основе липосомальной формы стрептокиназы и их фармакокинетические характеристики / Е. И. Дубатовка [и др.] // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2017. – Т. 61, № 6. – С. 50–57.Dubatouka K. I., Lutsik I. L., Cherniavsky E. A., Bondarenko E. S., Adzerikho I. E., Agabekov V. E. Preparation of complex formulations based on liposomal streptokinase and their pharmacokinetic characteristics. Doklady Natsional’noi akademii nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 2017, vol. 61, no. 6, pp. 50–57 (in Russian).Экспериментальное изучение физико-химических, фармакокинетических свойств и степени безопасности комплексного препарата стрептокиназы на основе фибрин-специфичных липосом / И. Л. Лутик [и др.] // Кардиология в Беларуси. – 2019. – Т. 11, №. 5. – С. 729–743.Lutik I. L., Vladimirskaya T. E., Chernyavsky E. A., Dubatovka E. I., Adzerikho I. E. Experimental study of the physicochemical, pharmacokinetic properties and degree of safety of a complex preparation of streptokinase based on fibrin-specific liposomes. Cardiology in Belarus, 2019, vol. 11, no. 5, pp. 729–743 (in Russian).Development and characterization of site specific target sensitive liposomes for the delivery of thrombolytic agents / B. Vaidya [et al.] // Int. J. Pharm. – 2011. – Vol. 403, № 1–2. – P. 254–261. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2010.10.028Vaidya B., Nayak M. K, Dash D., Agrawal G. P., Vyas S. P. Development and characterization of site specific target sensitive liposomes for the delivery of thrombolytic agents. International Journal of Pharmaceutics, 2011, vol. 403, no. 1–2, pp. 254–261. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2010.10.028Fibrinspecific liposomes as a potential method of delivery of the thrombolytic preparation streptokinase / I. E. Adzerikho [et al.] //J. Thromb. Thrombolysis. – 2022. – Т. 53, №. 2. – С. 313–320. https://doi.org/10.1007/s11239-021-02614-0Adzerikho I. E., Vladimirskaya T. E., Lutsik I. L., Dubatouka K. I., Agabekov V. E., Branovitskaya E. S., Chernyavsky E. A., Lugovska N. Fibrinspecific liposomes as a potential method of delivery of the thrombolytic preparation streptokinase. Journal of Thrombosis and Thrombolysis, 2022, vol. 53, no. 2, pp. 313–320. https://doi.org/10.1007/s11239-021-02614-0Влияние липосомальной формы стрептокиназы на образование Д-димеров / Е. И. Дубатовка [и др.] // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2016. – Т. 60, № 6. – С. 54–58.Dubatouka K. I., Agabekov V. E., Lutsik I. L., Yatsevich V. N., Adzerikho I. E. Effect of liposomal streptokinase on D-dimers formation. Doklady Natsional’noi akademii nauk Belarusi = Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 2016, vol. 60, no. 6, pp. 54–58 (in Russian).Bradford, M. M. A rapid and sensitive method for the estimation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding / M. M. Bradford // Anal. Biochem. – 1976. – Vol. 72, N 1-2. – P. 248–254. https://doi.org/10.1006/abio.1976.9999Bradford M. M. A rapid and sensitive method for the estimation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 1976, vol. 72, no. 1-2, pp. 248–254. https://doi.org/10.1006/abio.1976.9999Сompton, S.J. Mechanism of dye response and interference in the Bradford protein assay / S. J. Сompton, G. G. Jones // Anal. Biochem. – 1985. – Vol. 151, N 2. – P. 369–374. https://doi.org/10.1016/0003-2697(85)90190-3Сompton S. J., Jones, G. G. Mechanism of dye response and interference in the Bradford protein assay, Analytical Biochemistry, 1985, vol. 151, no. 2, pp. 369–374. https://doi.org/10.1016/0003-2697(85)90190-3Efficiency of targeted delivery of streptokinase based on fibrin-specific liposomes in the in vivo experiment / I. E. Adzerikho [et al.] // Drug Deliv. Transl. Res. – 2023. – Т. 13, №. 3. – С. 811–821. https://doi.org/10.1007/s13346-022-01242-2Adzerikho I., Vladimirskaya T., Lutsik I., Dubatouka K., Agabekov V. Efficiency of targeted delivery of streptokinase based on fibrin-specific liposomes in the in vivo experiment. Drug Delivery and Translational Research, 2023, vol. 13, iss. 3, pp. 811–821. https://doi.org/10.1007/s13346-022-01242-2The preparation of human fibrinolysin (plasmin) / J. T. Sgouris [et al.] // Vox. Sang. – 1960. – Vol. 5, N 4. – P. 357–376. https://doi.org/10.1111/j.1423-0410.1960.tb03750.xSgouris J. T., Inman J. K., McCall K. B., Hyndman L. A., Anderson H. D. The preparation of human fibrinolysin (plasmin). Vox Sanguinis, 1960, vol. 5, no. 4, pp. 357–376. https://doi.org/10.1111/j.1423-0410.1960.tb03750.xTemperature-sensitive liposome-mediated delivery of thrombolytic agents / V. Saxena [et al.] // Int. J. Hyperth. – 2015. – Vol. 31, N. 1. – P. 67–73. https://doi.org/10.3109/02656736.2014.991428Saxena V., Johnson C. G., Negussie A. H., Karun V. S., Dreher M. R., Wood B. J. Temperature-sensitive liposome-mediated delivery of thrombolytic agents. International Journal of Hyperthermia, 2015, vol. 31, no. 1, pp. 67–73. https://doi.org/10.3109/02656736.2014.991428The use of PEGylated liposomes to prolong circulation lifetimes of tissue plasminogen activator / J.-Y. Kim [et al.] // Biomaterials. – 2009. – Vol. 30, № 29. – P. 5751–5756. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2009.07.021Kim J.-Y., Kim J.-K., Park J.-S., Byun Y., Kim C.-K. Biomaterials The use of PEGylated liposomes to prolong circulation lifetimes of tissue plasminogen activator. Biomaterials, 2009, vol. 30, no. 29, pp. 5751–5756. https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2009.07.021Wang Y. J., Pearlman R. Stability and Characterization of Protein and Peptide Drugs. Phar-maceutical biotechnology / Y. J. Wang, R. Pearlman. – New York ; London : Plenum press, 1993. – 353 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4899-1236-7Wang Y. J., Pearlman R. Stability and Characterization of Protein and Peptide Drugs. Pharmaceutical biotechnology. New York ; London, Plenum press Publ, 1993. 353 p. https://doi.org/10.1007/978-1-4899-1236-7Шалимов, С. А. Руководство по экспериментальной хирургии / С. А. Шалимов, А. П. Радзиховский, Л. В. Кейсевич. – М. : Медицина, 1989. – 144 с.Shalimov S.A., Radzihovskij A.P., Kejsevich L.V. Manual of experimental surgery. Мoscow: Meditsina Publ, 1989. 144 p. (in Russian).Thrombus-targeted nanocarrier attenuates bleeding complications associated with conventional thrombolytic therapy / S. Absar [et al.] // Pharm. Res., 2013. – Vol. 30. – P. 1663–1676. https://doi.org/10.1007/s11095-013-1011-xAbsar S., Nahar K., Y. Kwon M., Ahsan F. Thrombus-targeted nanocarrier attenuates bleeding complications associated with conventional thrombolytic therapy. Pharmaceutical Research, 2013, vol. 30, pp. 1663–1676. https://doi.org/ 10.1007/s11095-013-1011-x

The authors declare that there are no conflicts of interest present.