Комплексы металлов с физиологически активными модифицированными стероидами, их аналогами и НПВП как потенциальные цитостатикиНИР

Metal complexes with physiologically active modified steroids. their analogues and NSAID as potential cytostatics

Источник финансирования НИР

грант РНФ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Комплексы металлов с физиологически активными модифицированными стероидами, их аналогами и НПВП как потенциальные цитостатики
Результаты этапа: Работа выполнена в соответствии с планами на 2022 год. Цель - создание низкомолекулярных синтетических мишень-ориентированных молекул. Предложен способ создания комбинированных координационных соединений металлов и природных и/или модифицированных стероидов, а также известных лекарственных препаратов как кандидатов лекарственных средств антипролиферативного/цитостатического, противовоспалительного и/или цитопротекторного действия, способных селективно воздействовать на фармакологически значимые мишени. 1. Стероидные структуры Синтез комплексов на основе абиратерона Препарат Абиратерон (LOH) применяется в форме ацетата (LOAc) для лечения метастатического рака предстательной железы. Синтезированы две серии комплексов на основе абиратерона (LOH) и ацетата абиратерона (LOAc) с хлоридами диалкил/дифенил- и трифенилолова: R2SnCl2・LOH/LOAc и Ph3SnCl・LOH/LOAc взаимодействием растворов оловоорганических хлоридов в спирте с соответствующими лигандами в эквимолярном соотношении. Скрининг противоопухолевой активности методом МТТ комплексов на основе абиратерона на раковых клеточных линиях PC3, MCF-7, НСT116, A549 и нормальных клетках WI38 показал, что соединения проявляют цитотоксичность в диапазоне субмикромолярных концентраций. Обнаружено, что цитотоксичность комплексов Sn(IV) зависит от природы органической группы при атоме Sn и типа клеток (IC50 лежат в диапазоне 0,1—12,4 мкМ), что существенно ниже, чем для исходного LOAc (IC50 = 16,1-100 мкМ). Наиболее токсичным оказалось липофильное соединение Ph3SnCl・LOAc (IC50 = 0.12±0,03 мкМ, PC3). Исследование клеточного цикла Для исследования влияния соединений на клеточный цикл методом проточной цитофлуориметрии в культуру клеток рака толстого кишечника (HCT-116) вносили наиболее цитотоксичные соединения в концентрации IC50 (мкМ) по результатам МТТ теста и инкубировали в течение 24 ч. Мониторинг клеточного цикла демонстрирует распределение клеток между G1/G0-, S- и G2/M фазами клеточного цикла. Обнаружено, что оба комплекса олова с фрагментом абиратерона индуцируют остановку цикла в постсинтетический период, т.е. в фазу G2/M в период подготовки к митозу. Влияние на апоптоз Для изучения роли исследуемых соединений в механизме цитоксичности нами исследован апоптоз методом проточной цитофлуориметрии на примере клеточной линии HCT-116 (рак толстого кишечника). Процесс инкубации длился 24 часа. В ряду комплексов Sn с фрагментом абиратерона наиболее токсичные производные трифенилолова Ph3SnCl•LOAc, Ph3SnCl•LOH были протестированы на клетках рака толстого кишечника при HCT-116 в концентрации 0,6 мкМ. Соединения с трифенильными заместителями значительно индуцируют апоптоз. Общий процент апоптотических клеток составляет 44 и 38,3% для производных трифенилолова соответственно. Характерно, что максимум апоптотических клеток после обработки клеток наблюдается в позднем апоптозе (32,5 и 31,6%), по сравнению с контролем (необработанные клетки), для которого было детектировано 9% апоптотических клеток. Также был протестирован апоптотический профиль комплекса дибутил олова Bu2SnCl2•LOAc. Таким образом, комплексы олова как c фенильными, так и с бутильными заместителями существенно индуцируют апоптоз. Синтез коньюгата абиратерона и метионина. Нами разработана схема синтеза абиратерона, ацилированного метионином. В качестве исходного вещества был использован ранее полученный абиратерон, затем производилось ацилирование защищённой аминокислотой. Получен сложный эфир абиратерона и метионина с выходом 87%. Соединение 2 использовано для оценки его координирующей способности с оловоорганическим соединением. В спектре ЯМР 1H комплекса 3 наблюдаются сдвиги сигналов пиридинового фрагмента по сравнению с исходным лигандом 4, что указывает на комплексообразование между атома Sn и атома азота пиридинового цикла. Исследована антипролиферативная активность соединений 2, 3. Обнаружено, что цитотоксичность комплекса 3 зависит от типа раковых клеток (IC50 лежат в диапазоне 0,01—0,2 мкМ), что ниже, чем для исходных лигандов (IC50 = 2,6 -24,2 мкМ). Синтез 2-аминоэстрона. Из коммерчески доступного эстрона синтезирован 2-аминоэстрон с выходом 94%. Изучена радикал-связывающая активность соединения 6 в спектрофотометрическом ДФПГ тесте. Обнаружена высокая способность к переносу атома водорода к стабильному радикалу 2,2-дифенил-1-пикрилгидразилу. Значение ЕC50 для 6 составляет 0.02 мкМ. 2. Цитопротекторы Изучена антиоксидантная активность аналогов пропилгаллата (добавка Е310) содержащих три полифенольных фрагмента в сочетании с имидазолиновым кольцом, ввиду низкой токсичности эти соединения можно рассматривать в качестве антиоксидантов в биологических системах. Спектрофотометрический ДФПГ тест и электрохимические исследования позволяют оценить антиоксидантную активность в отношении двух активных форм кислорода (гидроксильный радикал и супероксид анион-радикала), играющих ключевую роль в воспалении. По данным спектрофотометрического ДФПГ теста соединения 7b, 7c продемонстрировали активность в 2,5 и 3,8 раза выше, чем у стандарта Тролокса. Окислительно–восстановительные свойства соединений 7a-c были исследованы методом циклической вольтамперометрии с использованием стеклоуглеродного электрода (GC). Соединения 7a, 7'a и 7c характеризуются наличием двух одноэлектронных необратимых анодных пиков, очевидно, соответствующих последовательному окислению фенольных фрагментов. С другой стороны, в случае соединения 7б в анодном диапазоне появились два контролируемых диффузией пика двухэлектронного окисления, и соответствующие пики восстановления наблюдались при обратном сканировании. 3. Фенольные антиоксиданты Для синтезированных ранее водорастворимых четвертичных аммонийных солей 8―10, содержащих пиридиновый и два 2,6-ди-трет-бутил-фенольных фрагмента оценена восстанавливающая способность методом FRAP и Fe2+-хелатирующая активность. В методе FRAP, основанном на способности соединений восстанавливать ионы Fe+3 в комплексе с гексоцианоферратом калия, оценена активность соединений 8—10, измеренная в эквивалентах водорастворимого аналога витамина Е - тролокса (TEACFRAP). Соединения обладают восстановительной активностью в 2.5—5 раз ниже эталона тролокса. Способность соединений хелатировать переходные металлы, катализирующие реакцию Фентона, приводящую к образованию гидроксильного радикала, рассматривается как индивидуальный вид антиоксидантной активности. В работе хелатирующая активность солей 8-10 оценена по их способности связывать ионы Fe2+. Показано, что соединения обладают большей хелатирующей активностью, чем ионол, но вдвое меньшей (36—45%), чем стандарт ЭДТА (100%). Высокая активность аммониевой соли с орто-пиридинильным фрагментом 10 позволяет рассматривать данное соединение в качестве эффективного ингибитора окислительных процессов. 4. Исследование антиметастатической активности На примере бис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилтиолата) диметилолова (11) проведен сравнительный анализ фармакологической активности при различных методиках введения животным (крысы) -опухоленосителям меланомы В16. В исследовании использованы 3 режима введения: Соединение Ме-3 вводили в суммарной дозе 375 мг/кг в течение 5 суток внутрибрюшинно 1 раз в сутки. В результате выявлен максимально эффективный режим дозирования оловоорганического соединения – «классический» по З.П. Софьиной (через 48 часов после трансплантации опухолевых клеток). Доказана способность оловоорганического соединения 11 ингибировать процесс метастазирования опухоли и умеренно воздействовать на уже существующие метастазы. Таким образом, бис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилтиолат) диметилолова можно отнести к модификаторам метаболизма клеток опухолевого процесса и условно здоровых клеток организма.
2 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Комплексы металлов с физиологически активными модифицированными стероидами, их аналогами и НПВП как потенциальные цитостатики
Результаты этапа: Работа выполнена в соответствии с планами на 2023 год. 1. Комплексы металлов со стероидной структурой в лиганде 1.1. Карбоксилаты олова на основе холановых кислот Разработка потенциальных фармакологических агентов нацелена на снижение побочного действия на здоровые клетки, для этого предложено вводить в структуру соединений стероидный остов, обладающие доказанным действием при лечении гиперхолестеринемии. На основе стероидных кислот (холевой, дезоксихолевой и литохолевой) получены карбоксилаты олова 1-12. Цитотоксическое действие соединений олова 1-12, исходных желчных кислот исследовали на раковых клеточных линиях человека и нормальных клетках фибробластов легкого в МТТ-тесте. Исходные желчные кислоты не проявляли какой-либо цитотоксической активности. Цитотоксическая активность производных увеличивается в ряду Me<Et<t-Bu<Ph. Вероятно, более высокая активность производных с трет-бутильными и фенильными группами объясняется их более высокой липофильностью. Таким образом, производные ди-трет-бутил- (3, 7, 11) и дифенилолова (4, 8, 12) продемонстрировали высокую цитотоксичность по отношения к большинству раковых клеточных линий, что делает их наиболее перспективными кандидатами для детального изучения. 1.2. Комплексы металлов на основе абиратерона Синтезированы новые комплексы Cu, Co, Zn 13-15 на основе противоракового лекарственного препарата ацетата абиратерона. Методом РСА установлено молекулярное строение комплекса кобальта 14, атома кобальта координирован с двумя лигандами через атом азота пиридинильного фрагмента. Изучена стабильность исходного AbOAc и комплексов 13-15 в водном растворе (фосфатный буфер, pH = 5.5, pH = 7.4) для моделирования процесса гидролиза в опухолевых и нормальных клетках. В спектрах поглощения соединений наблюдалось уменьшение оптической плотности с течением времени, что, вероятно, связано с их гидролизом. Время полупревращения соединений 13-15 и AbOAc при гидролизе в кислой среде оказалось ниже, чем в нейтральной. Антипролиферативная активность соединений 13-15 и ацетата абиратерона AbOAc изучена на опухолевых клетках и нормальных клетках WI38 с помощью МТТ-теста. Обнаружено, что значения IC50 (лежат в диапазоне 10-30 мкМ) полученных соединений в отношении клеток HCT-116, MCF7, A549 и WI38 сопоставимы с таковыми для цисплатина. На линии рака предстательной железы PC3 соединения демонстрируют более высокую активность по сравнению с лигандом AbOAc. Мониторинг клеточного цикла методом проточной цитофлуориметрии продемонстрировал остановку клеточного цикла в фазе G0/G1- фазе синтеза РНК белков. Активация каспазы 3/7 является отличительной чертой апоптоза. С целью установления возможного механизма действия наиболее цитотоксичных соединений из ранее полученных оловоорганических комплексов с цетатом абиратерона и свободного абиратерона (AbOH) было исследовано их влияние на активацию каспаз. Обнаружено, что большинство клеток (48,9% (Ph3SnCl・AbOAc) и 46,5% (Ph3SnCl・AbOН) находятся в стадии позднего апоптоза или погибают в результате апоптотических механизмов. 2. Комплексы Pt и Sn с фрагментом препарата ионол Получена серия соединений платины 16-19, содержащих фрагмент 2,6-ди-трет-бутилфенола. Исследована их антиоксидантная активность в ДФПГ и CUPRAC-тестах. Показано, что соединение R-Pt(PPh3)2SnCl3 является более активным, чем известный антиоксидант ионол и тролокс. Обнаружено, что соединение R-Pt(PPh3)2SnCl3 является более активным восстановителем по сравнению с комплексом R-Pt(PPh3)2Br в CUPRAC тесте. Значение EC50 для него сопоставимо с ионолом. Можно сделать предположение о том, что наличие платины несколько снижает антиоксидантную активность фенолов. Обнаружено, что, в отличие от цисплатина, полученные соединения обладают меньшей антипролиферативной активностью за счет введения антиоксидантного фенольного фрагмента. Это открывает возможность дальнейшего исследования данных соединений платины как потенциальных противоопухолевых препаратов с более мягким действием на организм. 3. Карбоксилаты олова с фрагментами антиоксиданта тролокс Тролокс (6-гидрокси-2,5,7,8-тетраметилхроман-2-карбоновая кислота) представляет собой водорастворимый аналог витамина Е и применяется в качестве стандарта при оценке антиоксидантной активности веществ. Синтезированы новые комплексы олова 20, 21 с фрагментами тролокса для снижения токсичности и проявления антиоксидантного эффекта. Радикал-связывающая активность соединений изучена в ДФПГ- и NBT-тестах, а способность соединений к одноэлектронному восстановлению исследована с помощью CUPRAC-теста. Установлено, что комплексы 20 и 21 проявляли значительную радикал-связывающую активность, что связано с выраженными антиоксидантными свойствами фрагмента тролокса в комплексах. Также изучено ингибирующее влияние полученных соединений на фермент липоксигеназу LOX 1-В. Активность соединений как ингибиторов липоксигеназы выражалась степенью ингибирования I (%) - накопления гидропероксидов после 30 мин инкубации с 1 мМ тестируемых соединений. Производное ди-трет-бутилолова 21 проявляло умеренную ингибирующую активность, а комплекс диэтилолова 20 ускорял образование гидропероксидов линолевой кислоты. Вероятно, данное поведение, как и в предыдущем тесте, связано с физико-химическими особенностями процесса. 4. Тиолаты Sn(IV) Синтезированы бис-тиолаты олова 22-25 с гетероциклическими тиоамидами или 2,6-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилмеркаптофенолом. Методом РСА установлено молекулярное строение комплексов 22, 23, 25, содержащих 2-меркаптобензоксазол, 2-меркаптобензотиазол и 2,6-ди-трет-бутил-4-меркаптофенол. Несмотря на одинаковый стехиометрический состав и в целом сходную локальную симметрию, в комплексах 22, 23 и 25 координационное окружение атома олова существенно различается. В комплексах 22 и 23, помимо ожидаемых связей Sn-C и Sn-S, наблюдается дополнительная координация с атомом азота в гетероциклах. На наличие взаимодействия Sn…N указывает не только расстояние (2.792(1)-2.911(1)Å), что может быть следствием вынужденного сокращения контакта, но и существенное увеличение валентного угла C-Sn-C до 133.15(9)-134.84(19) в 22 и 23, по сравнению с 25. Способность комплексов 22-25 ингибировать фермент липоксигеназу была исследована в реакции окисления линолевой кислоты при действии липоксигеназы LOX 1-B. Комплексы 22-25 демонстрируют умеренную ингибирующую активность по отношению к LOX 1-B. Соединением-хитом является производное бензоксазола 22, в то время как комплекс 2-меркаптобензимидазола 24 проявил наименьшую активность. Антипролиферативные свойства соединений исследованы с помощью МТТ-теста как на раковых, так и на здоровых клетках. Обнаружено, что значения IC50 для полученных соединений в отношении клеток HCT-116, MCF-7, A-549 и WI-38 существенно зависят от природы лиганда. Наибольшей антипролиферативной активностью обладает комплекс бензаимидазола 24, активность которого на 2 порядка выше таковой для цисплатина на линии рака предстательной железы PC3. Обнаружено, что введение антиоксидантного фрагмента 2,6-ди-трет-бутилфенола в структуру комплекса 25 снижает цитотоксичность комплекса по сравнению комплексами с гетероциклическими тиоамидами в зависимости от типа клеточной линии на 1-2 порядка.

Прикрепленные к НИР результаты

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".