Мультиформная глиобластома – распространённая агрессивная форма опухолей мозга. Гетерогенность и высокая инвазивность данной опухоли делают её резистентной к традиционным радио- и химиотерапевтическим методам лечения. Двухлетняя выживаемость используемых сейчас способах терапии составляет 26.5% [1], общая выживаемость более 10 лет равна 0.71% [2]. Перспективным подходом к лечению данной формы опухоли является бор-нейтронозахватная терапия (БНЗТ), в физической основе которой лежит распад изотопа бора-10 внутри опухолевых клеток при облучении потоком эпитепловых нейтронов. Одним из главных препятствий внедрения БНЗТ в массовую клиническую практику является проблема таргетной доставки изотопа бора-10 в раковые клетки. Борсодержащий препарат должен иметь минимальную токсичность, высокую эффективность доставки в раковые клетки и минимальную степень поглощения здоровыми клетками.

Перспективными препаратами являются бормодифицированные аптамеры —ДНК- или РНК- олигонуклеотиды, коньюгированные с кластерами клозо-додекабората, способные селективно связываться c опухолевыми клетками. Ранее в ИХБФМ СО РАН была показана возможность применения аптамеров для таргетной доставки бора в опухолевые клетки для БНЗТ [3].

Целью данной работы было: (1) качественно оценить эффективность проникновения борсодержащих аптамеров в клетки глиобластомы человека U-87 MG; (2) количественно оценить содержание бора в клетках глиобластомы человека после их инкубации с борсодержащим аптамером.

Материалы и методы: в работе использовали клеточные культуры глиобластомы человека U-87 MG и нормальные фибробласты человека hFF8. Оценку эффективности проникновения аптамеров в клетки глиобластомы человека U-87 MG проводили с помощью метода конфокальной микроскопии; оценку накопления бора - с помощью атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-АЭС).

Результаты: По данным микроскопии, наиболее эффективно в клетки проникал 2’-фтор-модифицированный РНК-аптамер GL44, несущий на 5’-конце клозо-додекаборат. Поглощение бора клетками U-87 MG после их инкубации с данным аптамерным конъюгатом и последующей промывки составило 1,5*109 атомов В на клетку по данным ИСП-АЭС.

Заключение: Показана принципиальная возможность использования аптамеров для доставки бора, поскольку такой агент доставки селективно проникает в опухолевую клетки и обеспечивает достаточную для БНЗТ внутриклеточную концентрацию бора. В дальнейшем мы планируем провести исследование эффективности модифицированных аптамеров как таргетных доставщиков бора при БНЗТ на экспериментальных животных.

Работа проведена при финансовой поддержке РНФ, проект № 19-74- 20127.



1. Stupp R, Mason WP, van den Bent MJ, Weller M, Fisher B, Taphoorn MJ, Belanger K, Brandes AA, Marosi C, Bogdahn U, Curschmann J, Janzer RC, Ludwin SK, Gorlia T, Allgeier A, Lacombe D, Cairncross JG, Eisenhauer E, Mirimanoff RO; European Organisation for Research and Treatment of Cancer Brain Tumor and Radiotherapy Groups; National Cancer Institute of Canada Clinical Trials Group. Radiotherapy plus concomitant and adjuvant temozolomide for glioblastoma. N Engl J Med. 2005 Mar 10;352(10):987-96. doi: 10.1056/NEJMoa043330. PMID: 15758009

2. Tykocki T, Eltayeb M. Ten-year survival in glioblastoma. A systematic review. J Clin Neurosci. 2018 Aug;54:7-13. doi: 10.1016/j.jocn.2018.05.002. Epub 2018 May 23. PMID: 29801989.

3. Vorobyeva MA, Dymova MA, Novopashina DS, Kuligina E V., Timoshenko V V., Kolesnikov IA, et al. Tumor cell‐specific 2′‐fluoro RNA aptamer conjugated with closo-dodecaborate as a potential agent for boron neuron capture therapy. Int J Mol Sci 2021;22. https://doi.org/10.3390/ijms22147326.

Glioblastoma multiforme is a common aggressive type of brain tumor. The heterogeneity and high invasiveness of this tumor make it resistant to traditional radio- and chemotherapeutic treatments. The two-year survival rate with the current approach to treatment is 26.5% [1], and the rate of long-term survival (>10 years) is 0.71% [2]. A promising approach to the treatment of this type of tumor is boron neutron capture therapy (BNCT), which is based on the decay of the isotope boron-10 inside tumor cells upon irradiation with a stream of epithermal neutrons. The main obstacle to the introduction of BNCT into mainstream clinical practice is the issue of targeted delivery of the boron-10 isotope into cancer cells. The boron-containing drug should have minimal toxicity, provide highly efficient delivery to cancer cells and have minimal uptake by healthy cells.

Boron-modified aptamers (DNA or RNA oligonucleotides, conjugated to clusters of clozo-dodecaborate) that are able to selectively bind to tumor cells are promising drug candidates for BNCT. The possibility of using aptamers for targeted boron delivery to tumor cells for BNCT was previously demonstrated by researchers at ICHBFM SB RAS [3].

The objectives of this study were to: (1) qualitatively evaluate the efficiency of boron-containing aptamer penetration into human glioblastoma U-87 MG cells; (2) quantitatively assess boron content in human glioblastoma cells after their incubation with boron-containing aptamers.

Materials and methods. In this study, human glioblastoma U-87 MG cell cultures and normal human hFF8 fibroblasts were used. Aptamer penetration into human U-87 MG glioblastoma cells was assessed by confocal microscopy; boron accumulation was assessed by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES).

Results. According to microscopy, the 2'-fluorine-modified RNA aptamer GL44 penetrated cells most efficiently. According to ICP-AES analysis, the cellular uptake of boron by U-87 MG cells following their incubation with the aptamer 2-F-GL44-5'-B12 and subsequent washing was equal to 1.5*109 B atoms per cell.

Conclusion. The principle of using aptamers for boron delivery has been demonstrated: the prospective delivery agent was shown to penetrate into tumor cells and achieve the required intracellular concentration of boron needed for BNCT. We plan to further analyse the effectiveness of modified aptamers as boron delivery agents for BNCT in experimental animals in future studies. This work was supported by the Russian Science Foundation (grant no. 19-74- 20127).



1. Stupp R, Mason WP, van den Bent MJ, Weller M, Fisher B, Taphoorn MJ, Belanger K, Brandes AA, Marosi C, Bogdahn U, Curschmann J, Janzer RC, Ludwin SK, Gorlia T, Allgeier A, Lacombe D, Cairncross JG, Eisenhauer E, Mirimanoff RO; European Organisation for Research and Treatment of Cancer Brain Tumor and Radiotherapy Groups; National Cancer Institute of Canada Clinical Trials Group. Radiotherapy plus concomitant and adjuvant temozolomide for glioblastoma. N Engl J Med. 2005 Mar 10;352(10):987-96. doi: 10.1056/NEJMoa043330. PMID: 15758009

2. Tykocki T, Eltayeb M. Ten-year survival in glioblastoma. A systematic review. J Clin Neurosci. 2018 Aug;54:7-13. doi: 10.1016/j.jocn.2018.05.002. Epub 2018 May 23. PMID: 29801989.

3. Vorobyeva MA, Dymova MA, Novopashina DS, Kuligina E V., Timoshenko V V., Kolesnikov IA, et al. Tumor cell‐specific 2′‐fluoro RNA aptamer conjugated with closo-dodecaborate as a potential agent for boron neuron capture therapy. Int J Mol Sci 2021;22. https://doi.org/10.3390/ijms22147326.