Possibilies of application nanodiamond-based drug cariers for local chemotherapy. Experimental data

Purpose. To study the effect of doxorubicin immobilized onto carbon nanostructured drug reservoirs on pathological morphology of experimental transplanted tumors.
Materials and methods. Experiments were performed on rats inoculated subcutaneously with sarcoma М-1 in the leg area. For anticancer drug delivery to the parenchyma of neoplasms we applied carbon reservoirs that had been fabricated on the basis of the nanodiamond composite and incubated in 0,01% and 0,1% doxorubicin solution. Immunohistochemical staining of proliferating cell nuclear antigen (PCNA) was performed in histological sections of sarcoma М-1.
Results. Histological examination revealed that around the drug reservoirs impregnated with 0,01% doxorubicin solution, there were narrow zones (0,1–0,35 mm wide) of tumor tissue destruction without the PCNA-positive reaction of cell nuclei. When the doxorubicin concentration increased by 10 times, the zones of the induced damage of М1 sarcoma appeared to be 3–4 times wider. In the tumor tissue adjoining to the areas of total destruction of cellular elements, a stromal edema, dissociation of tumor cells and their death in the mitotic phase were noted.
Conclusion. Doxorubicin-loaded carbon reservoirs implanted into the site of tumor growth produce a local alterative-anddestructive effect on experimental connective tissue tumors. The obtained results suggest that nanodiamond composites are promising for a selective delivery of chemotherapeutic agents to tumors.

1. Переводчикова Н.И. Руководство по химиотерапии опухолевых заболеваний. М., Пратическая медицина. 2011, 512 c.

2. Харатишвили Т.Л., Мартынков Д.В., Бохян Б.Ю., Феденко А.А., Николаев А.П., Алиев М.Д. Изолированная химиотерапевтическая перфузия в лечении местно-распространенных опухолей таза. Саркомы костей, мягких тканей и опухоли кожи. 2012, № 4, с. 30-34.

3. Lans T.E., Wilt J.H.W. de, van Geel A.N., Eggermant A.M.M. Isolated limb perfusion with tumor necrosis factor and melphalan for nonresectable Stewart-Treves lymphangiosarcoma. Ann. Surg. Oncol. 2002, v. 9, p. 1004-1009.

4. Лиходед В.А., Зайнуллин Ф.Ш., Ишмуратова Р.Ш. и соавт. Локальная химиотерапия – от эксперимента в клинику. Креативная хирургия и онкология. 2009, № 2, с. 37-38.

5. Зайнуллин Ф.Ш., Шикова Ю.В. Оценка противоопухолевой активности пролонгированной лекарственной формы с 5-фторурацилом на перевивных опухолях [Электронный ресурс]. Креативная онкология и хирургия. 2012, № 3 (17.07.12).

6. Карпенко Е.Н. Разработка иммобилизированных лекарственных форм доксорубицина и методик его анализа. Автореферат диссертации канд. фармацевт. наук. Курск, 2004, 22 с.

7. Южаков В.В., Хавинсон В.Х., Кветной И.М. и соавт. Кинетика роста и функциональная морфология саркомы М-1 у интактных крыс и после гамма-облучения. Вопросы онкологии. 2001, т. 47. № 3, с. 328-334.

8. Южаков В.В., Севанькаева Л.Е., Ульяненко С.Е. и соавт. Эффективность фракционированного воздействия J-излучения и быстрых нейтронов на саркому М-1. Радиационная биология. Радиоэкология. 2013, т. 53, № 3, с. 267-279.