Polymers in Medicine

Polim. Med.
Scopus CiteScore: 3.5 (CiteScore Tracker 3.6)
Index Copernicus (ICV 2023) – 121.14
MEiN – 70
ISSN 0370-0747 (print)
ISSN 2451-2699 (online) 
Periodicity – biannual

Download PDF

Polymers in Medicine

2014, vol. 44, nr 1, January-March, p. 51–62

Publication type: review article

Language: Polish

Perspektywy wykorzystania polimerowych nośników epidoksorubicyny i cyklofosfamidu w terapii nowotworów

Perspectives of Use of Polymer Carriers of Epidoxorubicin and Cyclophosphamide in Cancer Therapy

Karolina Żółtowska1,A,B,C,D,F, Marcin Sobczak1,A,E,F

1 Katedra i Zakład Chemii Nieorganicznej i Analitycznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Warszawski Uniwersytet Medyczny, Warszawa, Polska

Streszczenie

Choroby nowotworowe są ważnym problemem współczesnej medycyny klinicznej i farmakologii. Chemioterapia z wykorzystaniem leków cytostatycznych rozwinęła się w ciągu ostatnich 30 lat i jest obecnie główną metodą leczenia nowotworów rozsianych oraz metodą wspomagającą w terapii wielu innych nowotworów. Istotną grupą leków wykorzystywanych w terapii chorób nowotworowych są leki cytostatyczne, które mają szczególne znaczenie w leczeniu guzów litych i hematologicznych. Stosowanie leków cytostatycznych jest jednak ograniczone ze względu na ich toksyczne działanie na zdrowe komórki organizmu. Obecnie są prowadzone intensywne badania mające na celu zmniejszenie toksyczności cytostatyków, co jednocześnie przyczynia się do polepszenia ich właściwości terapeutycznych. W niniejszej publikacji przedstawiono dotychczasowe dokonania z tego zakresu na przykładzie dwóch szeroko wykorzystywanych leków przeciwnowotworowych: epirubicyny i cyklofosfamidu.

Abstract

Cancer diseases are an important problem of the contemporary clinical medicine and pharmacology. Chemotherapy using cytostatic drugs has developed in the last 30 years. At present, it is the main method of therapy of metastatic cancers. Cytostatics have an important role in the cancer therapy. They have particular meaning in the therapy of solid and hematological tumors. However, using cytostatic drugs is limited due to their toxic effects on healthy cells. In last years, the decrease of toxicity of cytostatic drugs and the increase of their therapeutic properties are intensively investigated. In this paper, the polymer carriers of cytostatic drugs (mainly epirubicin and cyclophosphamide) and examples of their applications were described.

Słowa kluczowe

terapia nowotworów, cytostatyki, epidoksorubicyna, cyklofosfamid, terapia skojarzona, nośniki polimerowe epidoksorubicyny i cyklofosfamidu

Key words

chemotherapy, cytostatic drugs, epidoxorubicin, cyclophosphamide, combined therapy, polymeric carriers of epidoxorubicin and cyclophosphamide

References (55)

  1. Janiec W., Krupińska J.: Farmakodynamika. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2002, 856.
  2. Śliwińska-Hill U., Trocha J.: Najnowsze terapie przeciwnowotworowe. Postępy Farmacji, www.postepy-farmacji.pl.
  3. Jędrzejczak W., Deptała A.: Podstawy terapii systemowej nowotworów. Onkologia w praktyce. Red.: Deptała A. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2006, 120–123.
  4. Gołąb J., Jakóbisiak M., Lasek W.: Immunologia. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2006, 522.
  5. Http://www.zwrotnikraka.pl/cytostatyki_leki_cytostatyczne-98.
  6. Głogowska I., Dubiański R., Skrzypczyk A., Pieńkowski T.: Rola antracyklin w leczeniu zaawansowanego raka piersi – miejsce niepegylowanej doksorubicyny liposomalnej, Onkologia w Praktyce Klinicznej 2010, supl A, A8–A17.
  7. Hortobagyi G.N.: Anthracyclines in the treatment of cancer. Drugs 1997, 54, suppl. 4, 1–7.
  8. Takakura Y., Hashida M.: Macromolecular drug carrier systems in cancer chemotherapy: macromolecular prodrugs. Critical Rev. Oncol./Hematol. 1995, 18, 207–231.
  9. Bernstein A., Hurwitz E., Maron R., Arnon R., Sela M., Wilchek M.: Higher antitumor efficacy of daunomycin when linked to dextran: in vivo and in vitro studies. J. Natl. Cancer Inst. 1978, 60, 379–384.
  10. Levi-Schaffer F., Bernstein A., Meshorer A., Arnon R.: Reduced toxicity of daunorubicin by conjugation to dextran. Cancer Treat. Rep. 1982, 66, 107–114.
  11. Langslet A., Oye I., Lie S.O.: Decreased cardiac toxicity of adriamycin and daunorubicin when bound to DNA. Acta Pharmacol. Toxicol. 1974, 35, 379–385.
  12. Shen W.C., Ryser H.J-P.: Cis-aconityl spacer between daunomycin and macromolecular carriers: a model of pH-sensitive linkage releasing drug from a lysosomotropic conjugate. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1981, 102, 1048–1054.
  13. Duncan R., Kopeckowa-Rejmanowa P., Strohalm J., Hume I.C., Lloyd J.B., Kopecek J.: Anticancer agents coupled to N-(2- hydroxypropyl) methacrylamide copolymers. I. Evaluation of daunomycin and puromycin conjugates in vitro. Br. J. Cancer 1987, 55, 165– 175.
  14. Duncan R., KopeckowaRejmanowa P., Strohalm J., Hume I.C., Lloyd J.B., Kopecek J.: Anticancer agents coupled to N-(2-hydroxypropyl) methacrylamide copolymers. II. Evaluation of daunomycin conjugates in vitro against L1210 leukemia. Br. J. Cancer 1988, 55, 147–156.
  15. Cassidy J., Duncan R., Morrison G.J., Strohalm J., Kopecek J., Kaye S.B.: Activity of N-(2-hydroxypropyl) methacrylamide copolymers containing daunomycin agains a rat tumor model. Biochem. Pharmacol. 1989, 38, 875–879.
  16. Varga J.M., Asato N., Lande S., Lemer A.B.: Melanotropindaunomycin conjugate shows receptor-mediated cytotoxicity in cultured murine melanoma cells. Nature 1977, 26, 556–558.
  17. Ohkawa K., Hatano T., Tsukada Y., Matsuda M.: Chemotherapeutic efficacy of the protein-doxorubicin conjugates on multidrug resistant rat hepatoma cell line in vitro. Br. J. Cancer 1993, 67, 274–278.
  18. Ohkawa K., Hatano T., Yamada K., Joh K., Takada K., Tsukada Y., Matsuda M.: Bovine serum albumin-doxorubicin conjugate overcomes multidrug resistance in a rat hepatoma. Cancer Res. 1993, 53, 4238–4242.
  19. Seymour L.W., Ulbrich K., Strohalm J., Kopecek J., Duncan R.: The pharmacokinetics of polymer-bound adriamycin. Biochem. Pharmacol. 1990, 39, 1125–1131.
  20. Yeung T.K., Hopewell J.W., Simmonds R.H. et al.: Reduced cardiotoxicity of doxorubicin given in the form of N(Zhydroxypropyl) methacrylamide conjugates: an experimental study in the rat. Cancer Chemother. Pharmacol. 1991, 29, 105–111.
  21. Yokoyama M., Miyauchi M., Yamada N. et al.: Characterization and anticancer activity of the micelle-forming polymeric anticancer drug adriamycinconjugated poly(ethylene glycol)- poly(aspartic acid) block copolymer. Cancer Res. 1990, 50, 1693– 1700.
  22. Yang H.M., Reisfeld R.A.: Doxorubicin conjugated with a monoclonal antibody directed to a human melanoma-associated proteoglycan suppresses the growth of established tumor xenografts in nude mice. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1988, 85, 1189–1193.
  23. Yang H.M., Reisfeld R.A.: Pharmacokinetics and mechanism of action of a doxorubicin-monoclonal antibody conjugate directed to a human melanoma proteoglycan. J. Natl. Cancer Inst. 1988, 80, 1154–1159.
  24. Chu B.C.F., Whiteley J.M.: High molecular weight derivatives of methotrexate as chemotherapeutic agent. Mol. Pharmacol. 1977, 13, 80–88.
  25. Chu B.C.F., Whiteley J.M.: The interaction of carrier-bound methotrexate with L1210 cells. Mol. Pharmacol. 1980, 17, 382–387.
  26. Chu B.C.F., Howell S.P.: Differential toxicity of carrier-bound methotrexate toward human lymphocytes, marrow and tumor cells. Biochem. Pharmacol. 1981, 30, 2545–2552.
  27. Shen W.C., Ryser H.J.P.: Conjugation of methotrexate to poly(L-lysine) increases drug transport and overcomes drug resistance in cultured cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1978, 75, 3867–3870.
  28. Shen W.C., Ryser H.J.P.: Poly(L-lysine) and poly(D-lysine) conjugates of methotrexate: different inhibitory effect on drug resistant cells. Mol. Pharmacol. 1979, 16, 614–622.
  29. Ryser H.J.P., Mandel R., Hacobian A., Shen W.C.: Methotrexatepoly(lysine) as a selective agent for mutants of Chinese hamster ovary cells defective in endocytosis. J. Cell Physiol. 1985, 135, 277–284.
  30. Kanellos J., Pietersz G.A., McKenzie I.F.C.: Studies of methotrexate-monoclonal antibody conjugates for immunotherapy. J. Natl. Cancer Inst. 1985, 75, 319–332.
  31. Ouchi T., Fujino A., Tanaka K., Banba T.: Synthesis and antitumor activity of conjugates of poly(o-malic acid) and 5-fluorouracils bound via ester, amide or carbamoyl bonds. I. Controlled Release. 1990, 12, 143–153.
  32. Ouchi T., Hagita K., Inoi T., Kawashima T., Tashiro T.: Synthesis and antitumor activity of vinyl polymers containing 5-fluorouracils attached via carbamoyl bonds to organosilicon groups. J. Controlled Release 1988, 8, 141–150.
  33. Schechther B., Pauzner R., Amon R., Wilcheck M.: Cis-platinum(II) complexes of carboxymethyl-dextran as potential antitumor agents. I. Preparation and characterization. Cancer Biochem. Biophys. 1986, 8, 277–287.
  34. Schechther B., Pauzner R., Wilcheck M., Amon R.: Cis-platinum(II) complexes of carboxymethyl-dextran as potential antitumor agents. II. In vitro and in vivo activity. Cancer Biochem. Biophys. 1986, 8, 289–298.
  35. Schechther B., Wilcheck M., Smon R.: Increased therapeutic efficacy of cis-platinum complexes of poly-L-glutamic acid against a murine carcinoma. Int. J. Cancer 1987, 39, 409–413.
  36. Gorczyca M.: Chemioterapia chorób nowotworowych. Leki przeciwnowotworowe. Chemia leków. Red.: Zejc A., Gorczyca M., Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2004, 728–758.
  37. Lenart K., Szyda A., Kiełbasiński M., Duś D., Podolak-Dawidziak M.: Kliniczne skutki oporności wielolekowej w nowotworach. Onkol. Prakt. Klin. 2005, 1, 18–26.
  38. Greco F., Vicent M.J.: Combination therapy: Opportunities and challenges for polymer-drug conjugates as anticancer nanomedicines. Adv. Drug Delivery Rev. 2009, 61, 1203–1213.
  39. Kaliński A., Staszewski A., Szczylik C., Wcisło G., Korniluk J. et al.: Chemioterapia ogólnoustrojowa złożona z cyklofosfamidu, epirubicyny, karboplatyny w połączeniu z chemioterapią dootrzewnową z karboplatyną w terapii raka jajnika. Współcz. Onkol. 1993, 3(5), 203–207.
  40. Martin M., Lluch A., Segui M.A., Ruiz A., Ramos M.: Toxicity and health-related quality of life in breast cancer patients receiving adjuvant docetaxel, doxorubicin, cyclophosphamide (TAC) or 5-fluorouracil, doxorubicin and cyclophosphamide (FAC): impact of adding primary prophylactic granulocyte-colony stimulating factor to the TAC regimen. Ann. Oncol. 2006, 17, 1205–1212.
  41. Montella L., Addeo R., Guarrasi R., Cennamo G., Faiola V., Capasso E., Caraglia M., Del Prete S. et al.: Once-per-cycle pegfilgrastim in brest cancer patients treated with docetaxel/epidoxorubicin/cyclophosphamide. Eur. J. Cancer Care 2010, 19, 200–204.
  42. Jaworska P., Trusek-Hołownia A.: Wykorzystanie polimerowych membran do dozowania substancji. Inż. Apar. Chem. 2012, 54 (4), 131–132.
  43. Moritz M., Geszke-Moritz M.: Zastosowanie modyfikowanych krzemionkowych materiałów mezoporowatych jako nośników w systemach dostarczania substancji leczniczych. 2012, 68 (6), 433–438.
  44. Nevozhay D., Kańska U., Budzyńska R., Boratyński J.: Współczesny stan badań nad koniugatami i innymi systemami dostarczania leków w leczeniu schorzeń nowotworowych i innych jednostek chorobowych. Post. Hig. Med. Dośw. 2007, 61, 350–360.
  45. Sobczak A., Jelińska A., Leśniewska M., Firlej A., Oszczapowicz I.: Stability of epidoxorubicin in solid state. J. Pharm. Biomed. Anal. 2011, 54, 869–872.
  46. Arcamone F.: New developments in antitiumor anthracyclines. Pharmacol. Ther. 1997, 76, 117–124.
  47. Deptała A., Omyła-Staszewska J., Staszewska-Skurczyńska M.: Kardiotoksyczność antracyklin i kardioprotekcja. Fakty i mity. Wsp. Onkol. 2004, 8, 107–111.
  48. Pasut G., Greco F., Mero A., Mendichi R., Fante C., Green R.J., Veronese F.M.: Polymer – drug conjugates for combination anticancer therapy: investigating the mechanism of action. J. Med. Chem. 2009, 52, 6499–6502.
  49. Canal F., Vicent M.J., Pasut G., Schiavon O.: Relevance of folic acid/polymer ratio in targeted PEG-epirubicin conjugates. J. Contr. Rel. 2010, 146, 388–399.
  50. Greco F., Arif I., Botting R., Fante C., Quintieri L., Clementi C., Schiavon O., Pasut G.: Polysialic acid as a drug carrier: Evaluation of a new polysialic acid-epirubicin conjugate and its comparison against established drug carriers. Polym. Chem. 2013, 4, 1600–1609.
  51. Mitchell M.S.: Immunotherapy as part of combinations for the treatment of cancer. Int. Imunopharmacol 2003, 3 (8), 1051–1059.
  52. Http://pl.wikipedia.org/wiki/Cyklofosfamid
  53. Mackiewicz A., Iżycki D., Baksalary-Iżycka K., Gryska K., Łaciak M., Nawrocki S.: Wpływ cyklofosfamidu na tumorogenność komórek czerniaka modyfikowanych genetycznie IL-6 i Hyper Il-6. Współcz. Onkol. 2004, 8 (3), 124–131.
  54. Mitchell M.S.: Combinations of anticancer drugs and immunotherapy. Cancer Immunol. Immunother. 2003, 52 (11), 686–692.
  55. Cao X., Zhang W., Wan T., et al.: Enhanced antitumor immune responses of IL-2 gene-modified tumor vaccine by combination with IL-1 and low dose cyclophosphamide. J. Exp. Clin. Cancer Res. 1999, 18 (2), 173–179.
© Wroclaw Medical University