ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Разработка радиофармпрепаратов для направленной доставки короткоживущих альфа-, Оже- и бета-излучателей в раковые клетки является актуальной задачей ядерной медицины. В связи с этим необходим поиск и исследование лигандов, способных эффективно и быстро связывать эти радионуклиды в комплексы. Одним из основных лигандов, используемых в настоящее время в ядерной медицине для связывания металлов, является H4DOTA. Однако, несмотря на высокие значения констант устойчивости комплексов с такими катионами, как Bi3+, Ac3+, Y3+, Lu3+, кинетика связывания относительно медленная, зачастую соизмеримая с периодом полураспада соответствующих радионуклидов. При этом скорость связывания можно увеличить повышением температуры реакции до 95С, что не всегда применимо к биологическим объектам, таким как пептиды и моноклональные антитела. В связи с этим среди аналогов H4DOTA проводят поиск новых комплексообразователей, которые могут обладать быстрой кинетикой связывания при высоких константах устойчивости соответствуюих комплексов. Несмотря на уже имеющиеся в литературе данные об азамакроциклических комплексонах для радионуклидов , разработка новых их типов, а также модификация известных, удовлетворяющая набору требований для биологического применения, остается актуальной задачей. Водорастворимые азакраун соединения, структурно схожие с H4DOTA, проявляют сродство к катионам металлов, что отражается не только на высоких значениях констант устойчивости, но и в «мгновенной» кинетике связывания. Поэтому целью работы является исследование кинетики образования комплексов, определение констант устойчивости, а также структуры комплексов новых азакраун эфиров с катионами Bi3+, Ac3+, Y3+, Lu3+.
Development of radiopharmaceuticals for target delivery of short-lived alpha-, Auger- and betaemitters to cancer cells is important problem of nuclear medicine. Thereby search and investigation of new ligands for effective and fast complexation of radionuclides is required. H4DOTA is most popular among ligands used nowadays in radiopharmacy. However despite high values of stability constants of formed complexes with such cations as Bi3+, Ac3+, Y3+, Lu3+ kinetics of complexation reactions is slow and comparable with half-lives of medical radionuclides. The rate of reaction could be elevated by increasing temperature up to 95C, but this is not readily acceptable for biological vectors like peptides and monoclonal antybodies. The latter leads to search of new chelators among H4DOTA analogs having high complexation constants and with fast complexation kinetics. Despite publically available data about azamacrocyclic chelators for radionuclides development of new types and modification of known molecules to reach required properties for biological applications is still an important task. Water-soluble azacrown-ethers structurally similar to H4DOTA demonstarte affinity to cations that manifestednot only in haigh complexation constants values but in immediate kinetics of complexation. Considering all above written the purpose of this work is determination of kinetics, complexation constants and structure of complexes of new azacrown-ethers with cations Bi3+, Ac3+, Y3+, Lu3+.
В рамках выполнения проекта ожидается получение следующих результатов: 1. Будут получены данные о свойствах и структуре новых соединений для создания радиофармпрепаратов. Полученные результаты будут представлены на международных и российских конференциях, а также опубликованы в международных журналах и будут доступны для ученых всего мира, работающих в этой же области. 2. Результаты исследований будут использованы при подборе оптимальных условий синтеза фармпрепарата для каждого рассматриваемого металла: диапазон рН, соотношение концентраций катиона и лиганда, а также длительность реакции комплексообразования.
Руководитель проекта имеет 4 публикации в международных и отечественных журналах по схожей с заявленной теме, 7 выступлений (в том числе устных) на российских и международных конференциях. Руководитель неоднократно награжден дипломами конференции «Ломоносов», а также стипендией Московского государственного университета для молодых учѐных и преподавателей, добившихся значительных результатов в научной и педагогической деятельности. Кафедра радиохимии химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, на базе которого планируется выполнение работ по заявленному проекту, обладает всеми необходимыми методами исследования, а также возможностью работы с радионуклидами по 2 классу и тестирования получаемых комплексов на мелких лабораторных животных.
Получены данные о свойствах и структуре новых соединений для создания радиофармпрепаратов. Полученные результаты представлены на международной конференции, а также опубликованы в международном журнале и доступны для ученых всего мира, работающих в этой же области.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Cтруктура и свойства комплексных соединений Bi3+ и других катионов перспективных для применения в ядерной медицине |
Результаты этапа: В отчётный период было исследовано комплексообразование Bi3+ безкарбоксилатными лигандами L1a, L2a, L2c, L3a. Для лигандов «а» показано образование двух типов комплексов: BiL и BiL2, рассчитаны константы устойчивости этих комплексов. Пиридиновый лиганд L2c образует комплексы 1:1, при повышении рН образуется комплекс BiL2c(OH)3. Было исследовано образование комплексов всех рассмотренных лигандов с Lu3+. Аналогично другим редкоземельным элементам (РЗЭ) безкарбоксилатные и пиридиновый лиганды не связывают Lu3+, а карбоксил-содержащие L2b и L3b образуют комплексы: LuL, LuLOH, LuL(OH)2, LuL(OH)3. Рассчитанные значения констант близки к значениям, полученным ранее для Y3+ и Eu3+ с этими же лигандами, что согласуется с близостью свойств РЗЭ. Ввиду расхождения рассчитанных ранее констант устойчивости для комплекса L4 с катионами иттрия методом потенциометрического титрования и конкурентной сорбции на целлюлозе в отчётный период в качестве конкурентного агента использовали хроматографический силикагель. Рассчитанные таким образом значения lgK(ML) не отличаются в пределах погрешности от посчитанных другим методом, что свидетельствует о его корректности. В связи с чем значения для комплексов Ac3+ с карбоксил-содержащими L2b, L3b и L4 были определены из новых данных, полученных на силикагеле. Согласно всем полученным значениям lgK(ML) наиболее устойчивые комплексы образуют лиганды L3b (структурно схож с 18-краун-6) и L4 (структурно схож с 15-краун-5) с Bi3+. Для характеризации структуры этих комплексов в растворе использовали метод спектроскопии протяжённой тонкой структуры рентгеновского поглощения (EXAFS) и квантово-химическое моделирование геометрии комплексов. Кроме того, ввиду близости химических свойств РЗЭ координация Eu3+ в рассматриваемых комплексах аналогична координации Lu3+ и Y3+, в связи с чем методом флуоресцентной спектроскопии с временным разрешением (TRLIFS) было определено число молекул воды в координационной сфере Eu3+ в комплексах с L4 и L3b: N(H2O)=2,0(1) и N(H2O)=2,5(4), соответственно. Эти значения согласуются с структурами комплексов EuL4 и EuL3b, рассчитанными квантово-химически. Согласно оптимизированным структурам комплексов BiL и EuL межатомные расстояния Bi-O, Bi-N короче расстояний Eu-O, Eu-N, что соответствует большей устойчивости комплексов Bi3+ по сравнению с Eu3+. | ||
2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Cтруктура и свойства комплексных соединений Bi3+ и других катионов перспективных для применения в ядерной медицине |
Результаты этапа: 1) Изучена цитотоксичность наиболее перспективных из рассмотренных азакраун-эфиров на раковые клетки MOLt-4, HL-60 и клетки здоровых доноров; 2) При изучении радиационной стойкости наиболее эффективных азакраун-эфиров показано, что наиболее подверженными радиолизу являются карбоксильные группы. При воздействии излучения, они отщепляются в первую очередь. Однако изменений комплексообразующей способность по отношению к катиону висмута на наблюдается; 3) Найдены оптимальные элюенты и пластины для корректного проведения ТСХ комплексов висмута с азакраун-эфирами: элюент - 0,9% NaCl-10 мМ NaOH, пластина - целлюлоза на алюминиевой подложке. Кроме того, подходит элюент CH3CN-0,09% NaCl на той же пластине. С помощью данного метда установлено, что степень мечения >95% достигается при концентрации лиганда уже 3*10-4М. Комплексы устойчивы в физиологическом растворе и сыворотке крови, по крайней мере, в течение 3 часов; 4) Установлено, что комплекс висмута с отобранным наиболее эффективным азакраун-эфиром в условиях in vivo в основном аккумулируется в почках и печени, что характерно для комплексов полиаминополикарбоксилатов. Показано, что выведение данного комплекса происходит в 2 раза быстрее, чем аналогичного комплекса с ациклическим лигандом ЭДТА, что демонстрирует его высокую устойчивость в организме и отсутствие участия в метаболизме. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".