ФУЛЕРЕН С60 ТА ЙОГО ПОХІДНІ ТА ЙОГО ПОХІДНІ ЯК ПРОТИПУХЛИННІ АГЕНТИ: ПРОБЛЕМИ І ПЕРСПЕКТИВИ

ФУЛЕРЕН С60


С. В. ПРИЛУЦЬКА, Ю. М. КІЧМАРЕНКО, К. І. БОГУЦЬКА, Ю. І. ПРИЛУЦЬКИЙ

Київський національний університет імені Тараса Шевченка


Створення нових біосумісних матеріалів, здатних виявляти протипухлинну активність чи підсилювати її в комбінації з традиційними препаратами, знижуючи їхні шкідливі побічні ефекти, є важливою комплексною проблемою, яка потребує використання останніх досягнень біотехнології. В огляді узагальнено дані літератури та результати досліджень авторів стосовно основних фізикохімічних властивостей і біодоступності фулерену С60 та його похідних, їхньої мембранотропної, токсичної і пухлинотропної дії в системах in vitro та in vivo. На підставі зроблених узагальнень проаналізовано перспективи застосування цих унікальних наноструктур в онкології, зокрема в лікуванні онкохворих та з діагностичною метою. Висвітлено також деякі проблеми, що виникають за використання фулерену С60 та його похідних у медицині. Вони, зокрема, пов’язані зі створенням високостабільних водорозчинних нетоксичних сполук фулеренів С60 для введення в організм людини і доставлення кровотоком в орган, який потребуватиме терапевтичного впливу, та участю їх у процесах метаболізму.


Подібно до того як Земля 500 років назад перестала здаватися пласкою, в наші дні увага… (дослідників) прикута до сферичного вуглецю. Лауреат Нобелівської премії Г. Крото щодо порівняння відкриття фулерену С60 з відкриттям Америки Х. Колумбом.

Однією з актуальних проблем розвитку сучасних нанобіотехнологій є цілеспрямоване застосування біосумісних низькотоксичних матеріалів розміром від 1 до 100 нм для лікування різноманітних хвороб. Так, в онкології, в рамках єдиного підходу природничих наук — фізики, хімії та біології, меди цини і матеріалознавства сформовано новий науковий напрям «Нанотехнологія злоякісних пухлин», що розробляє методи молекулярної діагностики і терапії онкологічних захворювань з використанням наночастинок.

Передбачається, що за допомогою запропонованих унікальних нанотехнологій буде вирішено проблеми ранньої діагностики злоякісних новоутворювань з визначенням їх локалізації, адресного доставлення лікарських препаратів у пухлину, а також розроблено нові методи селективної терапії. Серед можливих ефективних протипухлинних агентів значну роль відіграють вуглецеві наноструктури [1−3], зокрема фулерени С60 [4].

Наразі відомо, що вони мають імуно модулювальні властивості, нормалізують клітинний обмін речовин та нервові процеси, підвищуючи стійкість до стресу, виявляють противірусні властивості, мають виражену протизапальну і антиалергенну дію, посилюють активність ензимів та регенеративну здатність тканин [1, 5, 6]. Зрештою, немодифіковані фулерени С60 та їхні похідні (модифіковані фулерени С60) можуть бути допоміжним засобом у комплексній терапії раку завдяки підвищенню захисних функцій імунної та антиоксидантної систем організму [7−10].


Структура.

Фулерен С60 являє собою молекулу майже сферичної форми (діаметром 0,72 нм), поверхня якої складається з 12 п’ятикутників і 20 шестикутників, у вузлах яких міститься 60 атомів карбону, поєднаних між собою одинарними та подвій ними хімічними зв’язками [4]. Серед можливих інших типів фулеренів (рис.) найбільший інтерес для експериментальних біологічних досліджень становить саме молекула С60, яка легко утворюється, характеризується високою хімічною стабільністю та унікальними фізичними властивостями [11−13]. 

Фулерени С60 можуть бути хімічно модифіковані (ковалентне та нековалентне приєднання різних груп, комплексів, атомів), що дає змогу забезпечити оптимальні умови вияву їхньої реакційної здатності у біологічних рідинах та всередині клітини [14−16]. Вони мають відновлювальну здатність, легко приєднуючи до шести електронів. Завдяки цьому фулерени С60 та їхні похідні діють у біологічних системах як уловлювачі вільних радикалів, зокрема й активних форм кисню (АФК) [17], гіперпродукція яких призводить до виникнення багатьох захворювань. Це відкриває реальну перспективу застосування цих сполук як потужних антиоксидантів, дія яких за силою і тривалістю перевищує дію відомих природних антиоксидантів — вітамінів С, Е і каротиноїдів [18−21].

З другого боку, інтенсивно поглинаючи світло в ультрафіолетовій та близькій видимій ділянках спектра [22], фулерени С60 та їхні похідні активно генерують АФК [23–26] і, таким чином, виступають як потужні прооксиданти. Отже, здатність фулеренів С60 та їхніх похідних виявляти специфічну біологічну активність в системах in vitro та in vivo, у тому числі й завдяки своїм фотофізичним властивостям, уможливлює практичне застосування цих унікальних наноструктур у терапії раку.


Біодоступність.

За хімічними властивостями фулерени С60 є гідрофобними — вони нерозчинні у полярних розчинниках, що обмежує їх біодоступність [27]. З метою підвищення їхньої гідрофільності молекули С60 піддають хімічній модифікації (функціоналізації) [28]. Для цього використовують такі основні методичні підходи: утворення нековалентно зв’язаних комплексів фулеренів С60 з водорозчинними полімерами, хімічний синтез водорозчинних похідних фулеренів С60 через приєднання до їхньої поверхні полярних замісників та отримання стабільних водних колоїдних розчинів немодифікованих фулеренів С60 з використанням ультразвукової технології.

Найбільш перспективним підходом до отримання водорозчинних фулеренів С60 вважають хімічну модифікацію їхнього каркасу через приєднання полярних гідрофільних груп (гідроксильних, карбоксильних та аміногруп). З погляду молекулярної будови такі фулеренвмісні структури можна умовно поділити на дві групи — поліфункціоналізовані сполуки, у яких замісники розташовані по всій поверхні фулеренового каркасу, і сполуки з одним чи декількома замісниками у певній ділянці каркасу. З метою оптимізації введення фулеренів С60 у водне середовище, запобігання агрегації, забезпечення рівномірного розміщення і специфічності їх взаємодії з біологічним субстратом у зоні контакту було запропоновано іммобілізацію фулеренів С60 на сферичних наночастинках діоксиду кремнію — аеросилу, який є хімічно інертним матеріалом з гідрофільною поверхнею [29]. До складу таких композитів можна вводити структури, що здатні вловлювати світло (наприклад, порфірин, антраценаль, флюоресцеїн) і посилювати фотосенсибілізувальний ефект фулеренів С60 у клітинах [30].

Висунуто пропозицію створювати біологічно активні гібридні наноструктури на основі амінокислотних похідних фулеренів С60 шляхом приєднання до фулеренового каркасу двох різних сполук (адентів): одна з них — амінокислота — забезпечує водорозчинність, а друга — специфічну біологічну дію щодо протеїнів, клітин [28, 31].

Відомі також оригінальні методики прямого приєднання амінокислот і пептидів до подвійного зв’язку у молекулі С60 через аміногрупу або шляхом заміщення атома водню, уведеного попередньо до структури фулерену С60 в процесі приєднання амінокислоти [28]. Для отримання водного розчину немодифікованих фулеренів С60 було застосовано метод, який ґрунтується на переведенні молекул С60 з толуолу у воду з подальшим обробленням ультразвуком [22]. Виявилося, що цей темнокоричневий розчин є типовою колоїдною системою, яка містить як поодинокі молекули С60, так і сферичні кластери діаметром до 3 нм (залежно від концентрації фулеренів С60 у воді) у гідратованому стані [32, 33]. Встановлено [22], що найбільш енергетично доцільною структурою в такому водному розчині є клатрат С60(Н2О)60.

Отже, розглянуті методи переведення фулеренів С60 у біодоступну водорозчинну форму дають змогу цілеспрямовано застосовувати їх у медичних нанотехнологіях. Мембранотропність. Під час взаємодії з мембранами клітин фулерени C60 та їхні похідні залежно від розміру індукують появу в них різних дефектів, зокрема формування каналів і пор. Так, дослідженням субклітинного розподілу водорозчинної сполуки С60(СО2H)2 із застосуванням флуоресцентної мікроскопії та моноклональних антитіл виявлено, що вона проникає через плазматичну мембрану всередину фібробластів людини, де зв’язується переважно з мітохондріями [34]. Автори пояснюють цей факт подібністю між структурою молекули C60 та вкритих клатриновою граткою везикул, які поглинаються клітиною шляхом ендоцитозу.

В експериментах з використанням флуоресцентних зондів (еритрозину і пірену), вбудованих у бішар фосфатидилхолінових ліпосом, показано, що комплекс С60полівінілпіролідол у процесі взаємодії з ліпосомами руйнується, причому полімерна матриця залишається ззовні, а молекула С60 вільно дифундує у мембрану [35, 36]. Проникнення фулерену С60 у мембрану призводить до зміни в’язкості мембранних ліпідів. Із застосуванням мічених 14C–С60 фулеренів встановлено, що вони, взаємодіючи з поверхнею кератиноцитів людини, здатні проникати всередину клітин [37].

У разі введення піддослідним мишам суспензії міченого фулерену С60 (концентрація 10–3 М) спостерігали його накопичення у вигляді кристалів у печінці й селезінці тварин [38, 39]. За взаємодії фулеренів C60 із ліпосомальним бішаром відбувалося зменшення діаметра ліпосом та збільшення його поверхневого заряду [40].

Використовуючи методи молекулярної динаміки, встановили, що фулерени С60 здатні мігрувати всередину ліпідної основи мембрани внаслідок пасивної дифузії [41]. Високі концентрації фулеренів С60 індукують зміни структурних і пружних властивостей ліпідного бішару [42], однак вони не є достатніми для механічного пошкодження мембрани.

Показано [43−45], що модифіковані флуоресцентною міткою фулерени C60 за низьких концентрацій (10–4–1) мг/мл взаємодіють зі штучною бімолекулярною ліпідною мембраною, збільшуючи її питому провідність та електричну ємність, і проникають крізь плазматичну мембрану клітин HeLa, утворюючи в ній локальні дефекти (пори або канали). Отже, завдяки мембранотропній активності фулерени С60 та їхні похідні потенційно можуть бути як транспортерами лікарських засобів у клітини і тканини організму, так і агентами специфічної біомедичної дії.


Токсичність.

Відомості щодо токсичної активності фулеренів С60 та їхніх похідних наразі є суперечливими, що зумовлено умовами і терміном інкубації, концентрацією і розміром цих наночастинок та способом функціоналізації [46]. Так, після введення щурам шляхом інтраназальної інгаляції як нано(діаметр 55 нм), так і мікрочастинок (0,93 мкм) фулеренів С60 упродовж 10 днів запальних процесів у легенях тварин не виявлено [47].

Є повідомлення про відсутність легеневої токсичності, пов’язаної з інтратрахеальним уведенням фулеренів С60 або С60(ОН)24 щурам упродовж 3 місяців (загальна доза становила 3 мг/кг) [48]. Встановлено, що фулерол (доза до 200 мкг/на тварину) послаблює нейтрофільне запалення легень у мишей [49]. Виявлено [50], що для водорозчинних поліалкілсульфонованих фулеренів С60, які вводили щурам інтраперитонеально, значення величини LD50 становить 600 мг/кг, а мішенями їхньої токсичної дії є нирки, печінка та жовчний міхур. Жодних токсичних ефектів чи летальних наслідків не було зафіксовано за використання суміші фулеренів С60 і С70 (водний розчин 0,5% натрійкарбоксиметилцелюлози, що містив 0,1% Tween 80) після перорального введення в організм щурів загальної дози 2 г/кг упродовж 14 днів [51].

Виявлено здатність похідних фулеренів С60 ініціювати дозозалежну токсичність через некротичний механізм [52]. Встановлено, що токсичний потенціал (зумовлений головним чином пероксидним окисненням ліпідів) похідних фулеренів С60 щодо дермальних фібробластів, гепатоцитів і нормальних астроцитів людини істотно залежить від типу їх функціоналізації [53]. Гідроксильовані фулерени С60 за концентрації до 100 мкг/мл під час інкубації у суспензії судинних ендотеліальних клітин протягом 10 днів призводили до їх загибелі [54].

Наночастинки С60 (2,4 мкг/мл, приготовлені з використанням тетрагідрофурану — ТГФ) спричинюють токсичну дію, унаслідок якої посилюються процеси продукування АФК, пероксидного окиснення ліпідів і ушкоджуються мембрани клітин різних ліній (фібробласти шкіри, гепатоцити й астроцити) [55]. Відзначено, що токсичність сполуки C60(OH)18 є вищою порівняно з немодифікованими фулеренами С60 [56].

Фулерени C60 (концентрація до 10 мкг/мл, приготовлені з використанням ТГФ) не спричинювали токсичної дії щодо макрофагів людини in vitro, незважаючи на те, що локалізувались у цитоплазмі, ядрі та лізосомах клітин [57]. Припускають, що токсичність, пов’язана з дією фулеренів C60, може бути наслідком присутності залишкового розчинника (або їхніх похідних), що має здатність інтеркалювати у структуру фулерену C60 або вивільнятись у водну фазу [58].

TГФC60 виявляли найбільшу токсичність, а немодифіковані фулерени C60 — найменшу у клітинних лініях кератиноцитів NTCC2544 та фібробластів шкіри NHDF людини, меланоми B6 і L929 фібросаркоми миші (діаметр наночастинок становив менше 36 нм) [59]. Виявлено, що додавання немодифікованих фулеренів С60 у діапазоні концентрацій 10–6−10–5 М (розмір наночастинок не перевищував 3 нм) до суспензій нормальних (тимоцитів) і трансформованих (асцитної карциноми Ерліха — АКЕ та лейкозу L1210) клітин не впливало на їхню життєздатність, накопичення продуктів ПОЛ у гомогенатах печінки і мозку та стійкість еритроцитів до гемолізу [60].

Наразі більшість даних літератури свідчить, що немодифіковані фулерени С60 за низьких концентрацій (близьких до фізіологічних) не виявляють гострої токсичної дії в системах in vitro та in vivo [61, 62]. Отже, хімічна структура, розмір, доза введення — це головні чинники, які зумовлюють специфічну біологічну дію фулеренів С60 та їхніх похідних, включаючи токсичність.

Токсичність фулеренів С60 тісно пов’язана з оксидативною відповіддю, що вказує на необхідність проведення детального аналізу їхньої здатності викликати оксидативний стрес і пов’язані з ним наслідки, зокрема запалення або ушкодження ДНК.


Пухлинотропність.

Один із можливих способів використання фулеренів С60 у терапії злоякісних новоутворень базується на їх модифікації шляхом приєднання біологічно активних лігандів, що мають протипухлинну активність. Так, фулерени С60 можуть слугувати вектором доставлення оксиду азоту до клітинмішеней [63]. Відомо, що монооксид азоту (NO) контролює тонус судин, є модулятором окисних реакцій, процесу апоптозу та імунних реакцій [64]. Виявлено хемосенсибілізуючий ефект фулеренів С60 як донорів NO у терапії раку, що дозволяє досягти практично 100%го виживання експериментальних тварин.

Водорозчинні немодифіковані фулерени С60 (загальна доза 25 мг/кг, уведення — 5 разів через день) вірогідно пригнічували як ріст пухлин, так і метастазування карциноми легень Льюїс у мишей лінії С57Bl/6: максимальний терапевтичний ефект становив 25,1% за гальмуванням росту пухлини та 48% за індексом інгібування метастазів (ІІМ); зростання тривалості життя тварин досягало 21,8% [9, 10].

У роботі [31] вивчено дію амінокислотних похідних фулерену С60 (АПФ) у комбінації з протипухлинним антибіотиком адріаміцином на моделі метастазуючої пухлини — карциноми легень Льюїс у мишей лінії BDF1. Встановлено, що АПФ проникають через ліпідний бішар біологічної мембрани і є ефективними інгібіторами пероксидного окиснення ліпідів. Найбільший терапевтичний ефект застосування АПФ (доза 50 мг/кг) у комбінації з адріаміцином (доза 1 мг/кг) становив 40% ІІМ.

Уведення водорозчинних немодифікованих фулеренів С60 (доза 5 мг/кг) за 20 хв до введення доксорубіцину (доза 0,5 мг/кг) упродовж 10 днів (5 разів через день) сприяло вірогідному гальмуванню як росту пухлини, так і метастазів карциноми легень Льюїс у мишей лінії С57Bl/6J: максимальний терапевтичний ефект становив 79% ІІМ та 34% за гальмуванням росту пухлини; зростання тривалості життя тварин досягало 24,4% [65]. У рамках хімічно індукованої моделі раку молочної залози вивчали можливу захисну роль фулеренолу [С60(ОН)24] щодо дії протипухлинного препарату доксорубіцину, який спричинював легеневу токсичність у щурів [66].

Результати чітко демонструють, що застосування лише доксорубіцину (доза 8 мг/кг) помітно погіршує функцію легень, однак попереднє введення фулеренолу (доза 100 мг/кг) за 30 хв до доксорубіцину запобігає його токсичній дії внаслідок інгібування оксидативного стресу. Пухлиногальмівний ефект та імуномодулювальна активність фулеролу протестовано на моделі H22 гепатокарциноми миші [8]. Уведення цієї сполуки в дозах 0,2 і 1,0 мг/кг упродовж 17 днів виявило значне пригнічення об’єму пухлин, а саме: 31,9 і 38,4% відповідно.

Результати засвідчили, що фулерол підвищує вроджений імунітет мишей щодо пухлин і, отже, гальмує їх ріст.

Підтвердженням цього факту слугують також дані щодо протекторної дії водорозчинних немодифікованих фулеренів С60 [10]: їх уведення (загальна доза 25 мг/кг; 5 разів через день) мишам лінії С57Bl/6J до перещеплення карциноми легень Льюїс зумовлювало вірогідне гальмування росту пухлин: максимальний терапевтичний ефект становив 96% ІІМ та 35% за гальмуванням росту пухлини; зростання тривалості життя тварин досягало 30,3%. За сучасними уявленнями, перехід від доброякісного стану пухлини у злоякісний відбувається тоді, коли пухлина починає проростати кровоносними судинами. Цей процес отримав назву васкуляризації, або ангіогенезу [67].

Індукція ангіогенезу здійснюється сигнальними протеїнами — факторами росту фібробластів (FGFb) та факторами росту ендотелію судин (VEGF), які секретуються клітинами пухлин. Показано, що похідні фулеренів С60 здатні одночасно регулювати більш ніж 10 ангіогенних факторів на рівні мРНК [68]. Модельні дослідження [69] виявили блокування фулеренами С60 утворення нових мікросудин у пухлині, що перешкоджало її подальшому росту і прогресуванню.

Слід також відзначити, що наразі обговорюється ідея створення протипухлинних медичних препаратів на основі водорозчинних ендофулеренів С60 (молекули С60, усередині яких розміщено один або декілька атомів якогонебудь хімічного елемента) із впровадженими всередину структури фулерену С60 радіоактивними ізотопами.

Окрім використання ендофулеренів С60 як нешкідливих радіоактивних маркерів уведення ліків на їх основі у тканини організму дасть змогу вибірково впливати на уражені пухлиною клітини, перешкоджаючи їх подальшому розмноженню.


Фотодинамічна терапія раку.

Спрямований вплив на залежні від продукції АФК ( 1 O2, O2 •– , • OH, Н2О2) сигнальні шляхи вважають перспективним способом пригнічення пухлинного росту [64]. Як традиційний напрям розглядають використання наночастинок як фотосенсибілізаторів у фотодинамічній терапії (ФДТ) [70]. ФДТ заснована на вибірковому накопиченні фотосенсибілізатора у пухлинних клітинах і його здатності генерувати АФК унаслідок опромінення світлом з певною довжиною хвилі, що призводить до загибелі ракових клітин.

Унікальною фотофізичною властивістю молекули С60 є здатність переходити під дією УФ/ВИДвипромінювання у збуджений стан і майже зі 100%ю ефективністю продукувати синглетний кисень [23, 24, 71]. У рамках ФДТ пропонують використовувати комплекси порфіринів, асоційованих із фулеренами С60, які значно посилюють фотосенсибілізувальний ефект у пухлинних клітинах [30, 72, 73].

В експериментах in vitro з клітинами АКЕ за присутності немодифікованих фулеренів С60 (концентрація 10–5 М) виявлено зниження на 58% життєздатності трансформованих клітин після опромінення ртутною лампою (потужність 24 Вт) упродовж 2 хв. Методом ЕПР доведено генерацію фулеренами С60 супероксидного аніонрадикалу зі швидкістю 10 нмоль/мл за 1 хв [24]. Показано, що інкубація пухлинних клітин із фулеренами С60 з наступним опроміненням видимим світлом спричинює апоптоз клітин через 4−6 год після опромінення [70].

Опромінення трисмалонатних похідних фулеренів С60 (λ = 220−450 нм) за інкубації у суспензії Тклітин лінії Jurkat зумовлювало їх загибель [74]. Мишам з пухлиною, локалізованою у підшкірному шарі спини, вводили водорозчинний С60поліетиленгліколь (ПЕГ) (доза 424 мкг/кг) і опромінювали ділянку з пухлиною видимим світлом енергією 107 Дж/см2 , унаслідок чого ріст пухлини пригнічувався [75]. Гістологічний аналіз показав, що має місце некроз пухлини. При цьому клітини шкіри залишалися неушкодженими.

Отже, фулерени С60 та їхні похідні є високоефективними протипухлинними агентами, які здатні перешкоджати росту злоякісних пухлин, у комбінації з традиційними цитостатиками запобігати їхній токсичній дії на організменому рівні, посилювати генерування АФК у клітинах пухлин внаслідок УФ/ВИДопромінення, що призводить до їх незворотних окисних ушкоджень. Проблеми використання. Поряд зі значними перспективами у використанні фулерену C60 та його похідних у медицині існують також певні проблеми і перестороги на цьому шляху. Так, дані щодо біологічних випробувань водних дисперсій фулерену C60 ставлять під сумнів безпеку для живих організмів і навколишнього середовища загалом.

З другого боку, наводяться аргументовані докази, що немодифіковані фулерени C60 не є токсичними, а супрамолекулярна система «фулерен C60 — вода» має широкий спектр високої позитивної біоактивності. Наразі встановлено, що токсичність молекул C60 істотно залежить від модифікації їхньої поверхні. Отже, питання токсичності фулеренів C60, їх надходження і розповсюдження у внутрішньоклітинному просторі, накопичення в органах та виведення з допустимою швидкістю залишаються досі відкритими.

У разі встановлення безпеки для організму фулерени C60 та їхні похідні можуть набути застосування в фармакології, наприклад для таргетного спрямування до клітинних органел, впливу на внутрішньоклітинні процеси та індукції загибелі трансформованих клітин.

Таким чином, завдяки нанорозмірності, анти/прооксидантним властивостям, біодоступності, здатності взаємодіяти з біологічними молекулами, проникати всередину клітин та відсутності виявів гострої токсичності фулерен C60 та його похідні є потенційними фармакологічними сполуками нового класу для розроблення технології пригнічення пухлинного процесу. Вони можуть слугувати не лише носіями лікарських засобів та маркерів у клітини і тканини організму, а й високоефективними протекторами та інгібіторами росту злоякісних пухлин і метастазування, їхніми деструктантами внаслідок фотозбудження та в комбінації з відомими протипухлинними препаратами. 


ЛІТЕРАТУРА

1. Cataldo F., Da Ros T. (Eds.) Medicinal Chemistry and Pharmacological Potential of Fullerenes and Carbon Nanotubes. Series: Carbon Materials: Chemistry and Physics. — Netherlands: Springer, 2008. — 408 p.

2. Прилуцька С. В., Ременяк О. В., Бурлака А. П., Прилуцький Ю. І. Перспективи використання вуглецевих нанотрубок у протираковій те рапії // Онкология. — 2010. — № 12. — С. 5–9.

3. Burlaka A., Lukin S., Prylutska S. et al. Hyperthermic effect of multiwalled carbon nanotubes stimulated with near infrared irra diation for anticancer therapy: in vitro studies // Exp. Oncol. — 2010. — V. 32. — P. 48–50.

4. Kroto H. W., Heath S., O’Brien S. C. et al. C60: Buckminsterfullerene // Nature. — 1985. — V. 318. — P. 162–163.

5. Пиотровский Л. Б., Киселев О. И. Фуллерены в биологии. — СПб: Росток, 2006. — 336 с.

6. Wilson S. R. Biological aspects of fullerenes. Fullerenes: Chemistry, Physics and Technology. — New York: John Wiley & Sons, 2000. — P. 437–465.

7. Ashcroft J. M., Tsyboulski D. A., Hartman K. B. et al. Fullerene C60 immunoconjugates: inter action of watersoluble C60 derivatives with the murine antigp240 melanoma antibody // Chem. Commun. — 2006. — V. 28. — P.3004–3006.

8. Zhu J., Ji Zh., Wang J. et al. Tumorinhibitory еffect and immunomodulatory activity of fullerol C60(OH)x // Small. — 2008. — V. 4. — P. 1168—1175.

9. Prylutska S. V., Burlaka A. P., Prylutskyy Yu. I. et al. Pristine C60 fullerenes inhibit the rate of tumor growth and metastasis // Exp. Oncol. — 2011. — V. 33. — P. 162–164.

10. Prylutska S. V., Burlaka A. P., Klymenko P. P. et al. Using watersoluble C60 fullerenes in anticancer therapy // Cancer Nanotechnol. — 2011. — V. 2. — P. 105–110.

11. Елецкий А. В., Смирнов Б. М. Фуллерены и структуры углерода // УФН. — 1995. — T. 165. — C. 977–1009.

12. Dresselhaus M. S., Dresselhaus G., Eklund P. C. Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes: Their Properties and Applications. — New York: Academic Press, 1996. — 985 p.

13. Arbogast J. W., Foote Ch. S. Photophysical properties of C60 // J. Am. Chem. Soc. — 1991. — V. 113. — P. 8886–8889.

14. Da Ros T., Prato M. Medical chemistry with fullerenes and fullerenes derivatives // Chem. Commun. — 1999. — V. 8. — P. 663–669.

15. Djordjevic A., Bogdanovic G., Dobric S. Fullerenes in biomedicine // J. Buon. — 2006. — V. 11. — P. 391–404.

16. Матишевська О. П., Прилуцька С. В., Гри$ нюк І. І. Фулерени С60 — біологічно ак тивні молекули. I. Фізикохімічні власти вості та біодоступність // Біотехнологія. — 2010. — T. 3, № 1. — C. 18–26.

17. Sun T., Xu Z. Radical scavenging activities of alphaalanine C60 adduct // Bioorg. Med. Chem. Lett. — 2006. — V. 16. — P. 3731–3734.

18. Wang I. C., Tai L. A., Lee D. D. et al. C60 and watersoluble fullerene derivatives as antioxidants against radicalsinitiated lipid peroxidation // J. Med. Chem. — 1999. — V. 42. — P. 4614–4620.

19. Gharbi N., Pressac M., Hadchouel M. et al. [60] Fullerene is a powerful antioxidant in vivo with no acute or subacute toxicity // Nano Lett. — 2005. — V. 5. — P. 2578–2585.

20. Xiao L., Takada H., Gan X., Miwa N. The watersoluble fullerene derivative «radical sponge» exerts cytoprotective action against UV irradiation but not visiblelightcat alyzed cytotoxicity in human skin keratino cytes // Bioorg. Med. Chem. Lett. — 2006. — V. 16. — P. 1590–1595.

21. Prylutska S. V., Grynyuk I. I., Matyshev$ ska O. P. et al. Antioxidant properties of C60 fullerenes in vitro // Fullerenes, Nanotubes, and Carbon Nanostruct. — 2008. — V. 16. — P. 698–705.

22. Scharff P., Risch K., Carta$Abelmann L. et al. Structure of C60 fullerene in water: spectro Огляди 15 scopic data // Carbon. — 2004. — V. 42. — P. 1203–1206.

23. Yamakoshi Y., Umezawa N., Ryu A. et al. Active oxygen species generated from photoexcited fullerene C60 as potential medicines: versus // J. Chem. Soc. — 2003. — V. 125. — P.12803–12809.

24. Burlaka A. P., Sidorik Ye. Р., Prylutska S. V. et al. Catalytic system of the reactive oxygen species on the C60 fullerene basis // Exp. Oncol. — 2004. — V. 26. — P. 326–327.

25. Prylutska S. V., Burlaka А. P., Маtyshevska О. P. et al. Effect of the visible light irradiation of fullerenecontaining composites on the ROS generation and the viability of tumor cells // Ibid. — 2006. — V. 28. — P. 160–162.

26. Scharff P., Ritter U., Matyshevska O. P. et al. Therapeutic reactive oxygen generation // Tumori. — 2008. — V. 94. — P. 278–283.

27. Ruoff R. S., Tse D. S., Malhotra M., Lorents D. C. Solubility of fullerene C60 in a variety of sol vents // J. Phys. Chem. — 1993. — V. 97. — P. 3379—3383.

28. Hirsch A., Brettreich M. Fullerenes — Chemistry and Reactions. — New York: John Wiley & Sons, 2005. — 437 p.

29. Golub A., Matyshevska O., Prylutska S. et al. Fullerenes immobilized at silica surface: topology, structure and bioactivity // J. Mol. Liq. — 2003. — V. 105. — P. 141–147.

30. Davydenko M. O., Radchenko E. O., Yash$ chuk V. M. et al. Sensibilization of fullerene C60 immobilized at silica nanoparticles for cancer photodynamic therapy // Ibid. — 2006. — V. 127. — P. 145–147.

31. Файнгольд И. И., Коновалова Н. П., Ко$ тельникова Р. А. и др. Аминокислотные производные фуллерена С60 — модифика торы биологических реакций при цитоста тической терапии метастазирующих опу холей // Рос. биотерапевт. журн. — 2007. — T. 6, № 1. — С. 52.

32. Prilutski Yu. I., Durov S. S., Yashchuk V. N. et al. Theoretical predictions and experimental studies of selforganization C60 nanopar ticles in water solution and on the support // Eur. Phys. J. D. — 1999. — V. 9. — P. 341–343.

33. Bulavin L., Adamenko I., Prylutskyy Yu. et al. Structure of fullerene C60 in aqueous solu tion // Phys. Chem. Chem. Phys. — 2000. — V. 2. — P. 1627–1629.

34. Foley S., Crowley C., Smaihi M. et al. Cellular localisation of a watersoluble fullerene derivative // Biochem. Biophys. Res. Com mun. — 2002. — V. 294. — P. 116–119.

35. Piotrovsky L. B., Dumpis M. A., Poznyakova L. N. et al. Study of the biological activity of the adducts of fullerenes with poly(Nvinyl pyrrolidine) // Mol. Mater. Sci. — 2000. — V. 13. — P. 41–50.

36. Qiao R., Roberts A. P., Mount A. S. et al. Translocation of C60 and its derivatives across a lipid bilayer // Nano Lett. — 2007. — V. 7. — P. 614–619.

37. Scrivens W. A., Tour J. M., Creek K. E., Pirisi L. Synthesis of labeled C60, its suspension in water, and its uptake by human keratinocytes // J. Am. Chem. Soc. — 1994. — V. 116. — P. 4517–4518.

38. Bullard$Dillard R., Creek K. E., Scrivens W. A., Tour J. M. Tissue sites of uptake of labeled C60 // Bioorg. Chem. — 1996. — V. 24. — P.376–385.

39. Moussa F., Trivin F., Cerolin R. et al. Early effects of C60 administration in swiss mice: a premilinary account for in vivo C60 toxicity // Full. Sci. Technol. — 1996. — N 4. — P. 21–29.

40. Katsamenis O. L., Bouropoulos N., Fatouros D. G. Interaction of fullerenes C60 with large uni lamellar vesicles // J. Biomed. Nanotechnol. — 2009. — V. 5. — P. 416–420.

41. Bedrov D., Smith G. D., Davande H., Li L. Passive transport of C60 fullerenes through a lipid membrane: a molecular dynamics simu lation study // J. Phys. Chem. B — 2008. — V. 112. — P. 2078–2084.

42. Wong$Ekkabut J., Baoukina S., Triampo W. et al. Computer simulation study of fullerene translocation through lipid membranes // Nat. Nanotechnol. — 2008. — V. 3. — P. 363–368.

43. Prylutska S. V., Matyshevska O. P., Grynyuk I. I. et al. Biological effects of C60 fullerenes in vitro and in a model system // Mol. Cryst. Liq. Cryst. — 2007. — V. 468. — P. 265–274.

44. Schuetze C., Ritter U., Scharff P. et al. Inter action of Nfluorescein5isothiocyanate pyrrolidineC60 compound with a model bimolecular lipid membrane // Mater. Sci. Engineer. C. — 2011. — V. 31. — P. 1148–1150.

45. Prylutska S., Bilyy R., Overchuk M. et al. Watersoluble pristine fullerenes C60 increase the specific conductivity and capacity of lipid model membrane and form the channels in cellular plasma membrane // J. Biomed. Nanotechnol. — 2012. — V. 8, N 3. — P. 522–527.

46. Johnston H. J., Hutchison G. R., Christen$ sen F. M. et al. The biological mechanisms and physicochemical characteristics respon sible for driving fullerene toxicity // Toxi col. Sci. — 2010. — V. 114. — P. 162–182.

47. Baker G. L., Gupta A., Clark M. L. et al. Inhalation toxicity and lung toxicokinetics of C60 fullerene nanoparticles and micropar ticles // Ibid. — 2008. — V. 101. — P. 122–131.

48. Sayes C. M., Marchione A. A., Reed K. L., Warheit D. B. Comparative pulmonary toxi city assessments of C60 water suspensions in rats: few differences in fullerene toxicity in vivo in contrast to in vitro profiles // Nano Lett. — 2007. — V. 7. — P. 2399–2406.

49. Roursgaard M., Poulsen S. S., Kepley C. L. et al. Polyhydroxylated C60 fullerene (fullere nol) attenuates neutrophilic lung inflamma tion in mice // Basic Clin. Pharmacol. Toxicol. — 2008. — V. 103. — P. 386–388. БІОТЕХНОЛОГІЯ, Т. 5, №3, 2012 16

50. Chen H. H., Yu C., Ueng T. H. et al. Acute and subacute toxicity study of watersoluble polyalkylsulfonated C60 in rats // Toxicol. Pathol. — 1998. — V. 26. — P. 143–151.

51. Mori T., Takada H., Ito S. et al. Preclinical studies on safety of fullerene upon acute oral administration and evaluation for no muta genesis // Toxicology. — 2006. — V. 225. — P. 48–54.

52. Rouse J. G., Yang J., Barton A. R., Monteiro$ Reviere N. A. Fullerenebased amino acid nanoparticle interactions with human epi dermal keratinocytes // Toxicol. in Vitro. — 2006. — V. 20. — P. 1313–1320.

53. Sayes C. M., Fortner J. D., Guo W. et al. The differential cytotoxicity of watersoluble fullerenes // Nano Lett. — 2004. — V. 4. — P. 1881–1887.

54. Yamawaki H., Iwai N. Cytotoxicity of water soluble fullerene in vascular endothelial cells // Am. J. Physiol. — 2006. — V. 290. — P. C1495–C1502.

55. Sayes C. M., Gobin A. M., Ausman K. D. et al. NanoC60 cytotoxicity is due to lipid peroxi dation // Biomaterials. — 2005. — V. 26. — P. 7587–7595.

56. Kamat J. P., Devasagayam T. P. A., Priyadar$ sini K. I., Mohan H. Reactive oxygen species mediated membrane damage induced by fullerene derivatives and its possible biologi cal implications // Toxicology. — 2000. — V. 155. — P. 55–61.

57. Porter A. E., Muller K., Skepper J. et al. Uptake of C60 by human monocyte marcro phages, its localization and implications for toxicity: studied by high resolution electron microscopy and electron tomography // Acta Biomater. — 2006. — V. 2. — P. 409–419.

58. Zhang B., Cho M., Fortner J. D. et al. Delinea ting oxidative processes of aqueous C60 preparations: role of THF peroxide // Environ. Sci. Technol. — 2009. — V. 43. — P. 108–113.

59. Markovic Z., Todorovic$Markovic B., Kleut D. et al. The mechanism of celldamaging reac tive oxygen generation by colloidal fullerenes // Biomaterials. — 2007. — V. 28. — P. 5437–5448.

60. Prylutska S. V., Matyshevska O. P., Golub A. А. et al. Study of С60 fullerenes and С60contai ning composites cytotoxicity in vitro // Mater. Sci. Engineer. C. — 2007. — V. 27. — P. 1121–1124.

61. Kolosnjaj J., Szwarc H., Moussa F.Toxicity studies of fullerenes and derivatives // Adv. Exp. Med. Biol. — 2007. — N 620. — P. 168–180.

62. Aschberger K., Johnston H. J., Stone V. et al. Review of fullerene toxicity and exposure appraisal of a human health risk assessment, based on open literature // Regul. Toxicol. Pharmacol. — 2010. — V. 58. — P. 455–473.

63. Файнгольд И. И., Коновалова Н. П., Ко$ тельникова Р. А. и др. Фуллереннитраты как адъюванты цитостатической химиоте рапии // Рос. биотерапевт. журн. — 2006. — T. 5. — C. 21–22.

64. Бурлака А. П., Сидорик Є. П. Радикальні форми кисню та оксиду азоту при пухлин ному процесі. — К.: Наук. думка, 2006. — 227 с.

65. Prylutska S. V., Burlaka A. P., Prylutskyy Yu. I. et al. Comparative study of antitumor effect of pristine C60 fullerenes and doxorubicin // Біотехнологія. — 2011. — T. 4, № 6. — C.82–87.

66. Injac R., Radic N., Govedarica B. et al. Acute doxorubicin pulmotoxicity in rats with malignant neoplasm is effectively treated with fullerenol C60(OH)24 through inhibition of oxidative stress // Pharmacol. Rep. — 2009. — V. 61. — P. 335–342.

67. Freitas Jr R. A. Nanomedicine, Volume IIA: Biocompatibility, Landes Bioscience. — Georgetown: TX, 2003. — 262 p.

68. Meng H., Xing G., Sun B. et al. Potent angio genesis inhibition by the particulate form of fullerene derivatives // ASC Nano. — 2010. — V. 4. — P. 2773–2783.

69. Murugesan S., Mousa S. A., O’Connor L. J. et al. Carbon inhibits vascular endothelial growth factor and fibroblast growth factor promoted angiogenesis // FEBS Lett. — 2007. — V. 581. — P. 1157–1160.

70. Li W.$T. Nanotechologybased strategies to enhance the efficacy of photodynamic thera py for cancers // Curr. Drug Met. — 2009. — V. 10. — P. 851–860.

71. Mroz P., Tegos G. P., Gali H. et al. Photodyna mic therapy with fullerenes // Photochem. Photobiol. Sci. — 2007. — V. 6. — P.1139–1149.

72. Constantin C., Neagu M., Ion R. M. et al. Fullereneporphyrin nanostructures in pho todynamic therapy // Nanomedicine. — 2010. — V. 5. — P. 307–317.

73. Sharma S. K., Chiang L. Y., Hamblin M. R. Photodynamic therapy with fullerenes in vivo: reality or a dream? // Ibid. — 2011. — V. 6. — P. 1813–1825.

74. Rancan F., Rosan S., Boehm F. et al. Cytotoxicity and photocytitixicity of a dendritic C60 monoadduct and a malonic acid C60 trisadduct on Jurkat cells // J. Photochem. Photobiol. — 2002. — V. 67. — P. 157–162.

75. Tabata Y., Murakami Y., Ikada Y. Photody namic effect of polyethylene glycolmodified fullerene on tumor // Jpn. J. Cancer Res. — 1997. — V. 88. — P. 1108–1116.