ИСТИНА

Проект предусматривает разработку новой стратегии создания физиологически активных комплексов редкоземельных металлов, заключающейся в проведение молекулярного конструирования, направленного синтеза и биотестирования физиологически-активных комплексов металлов с различными органическими лигандами с программированной биологической активностью, как потенциальных средств для терапии воспалительных, ожоговых и раневых повреждениях кожи. Основной задачей проекта является синтез новых новых координационных гибридных соединений общей формулы МLmRn, в состав молекул которых входят: (1) ион редкоземельного металла М (M = La, Gd и др.) (2) координирующие лиганды L, обеспечивающие образование связи O-M, N-M, N2-M, N3-M, N4-M, (3) органические группы R – пролекарства с фармакофорной функцией. Молекулярное конструирование протекторов окислительного повреждения клеток с противовоспалительным действием основано на создании координационных соединений РЗЭ с биосовместимыми лигандами, аналогами природных фенольных соединений (тироксин, тирозин, токоферолы). В качестве органических фармакофорных донорных центров L для получения комплексов металлов будут использованы модели природных биохимических систем и известных применяемых фармакологических препаратов. В рамках выполнения проекта будет осуществлен синтез серий органических соединений с 2,6-диалкилфенольными группами (модифицированные дикетонаты, пиридины, дипиколиламины; порфирины, диоксиматы), которые способны выступать в качестве протекторов окислительного стресса и эффективных противовоспалительных препаратов. Проект предполагает проведение комплексного изучения биологических свойств in vitro и in vivo всех полученных соединений. Для них будут изучены токсичность, антиокислительная, антимикробная, противовоспалительная и др. активности. Таким образом, предлагаемый проект направлен на решение следующих задач: (1) создание гибридных систем на основе комплексов La и Gd с фармакофорной функцией; (2) детальное исследование их спектральных свойств, окислительно-восстановительных превращений в растворах с помощью физикохимических методов (ЭПР, электрохимия, спектрофотометрия, РСА и др.); (3) проведение первичного биотестирования; (4) выбор соединений лидеров, способных воздействовать на окислительный статус клетки и обладающих наибольшей ранозаживляющей и противовоспалительной активностью.

The project involves the development of new strategies for creating physiologically active complexes of rare earth metals, which consists in conducting a molecular design, directed synthesis, and bioassay of physiologically active metal complexes with various organic ligands with programmed biological activity as potential tools for the treatment of inflammatory, burn and wound skin lesions. The main objective of the project is to synthesis new hybrid coordination compounds of the General formula МLmRn, the molecular structure of which includes: (1) ion rare earth metal M (M = La, Gd, etc.) (2) a coordinating ligand L, providing education connection O-M, N-M, N2-M, N3-M and N4-M, (3) the organic group R is a prodrug with a pharmacophore feature. Molecular design of protectors against oxidative cell damage with anti-inflammatory action is based on the creation of coordination compounds REE with biocompatible ligands, analogs of natural phenolic compounds (thyroxine, tyrosine, Tocopherols). As the organic donor pharmacophore centers L to obtain metal complexes will be used in models of natural biochemical systems and applied known pharmacological agents. In the framework of the project will be carried out the synthesis of series of organic compounds with 2,6-dialkylphenol groups (modified diketonate, pyridines, dipicolylamine; porphyrins, dioximate), which are able to act as protectors of oxidative stress and effective anti-inflammatory drugs. The project involves conducting a comprehensive study of the biological properties in vitro and in vivo all of the obtained compounds. They will be studied for toxicity, antioxidant, antimicrobial, anti-inflammatory, etc. activities. Thus, the proposed project is aimed at solving the following tasks: (1) the creation of hybrid systems based on complexes of La and Gd with a pharmacophore groups; (2) detailed study of their spectral properties, redox reactions in solutions using chemical methods (EPR, electrochemistry, spectrophotometry, RSA, etc.); (3) an initial bioassay; (4) compounds leaders, able to influence the oxidative status of the cells having the largest wound healing and anti-inflammatory activity.

Синтез 1. Синтез ацетилацетонатов РЗЭ, в первую очередь La и Gd, будет основан на известных методах функционализации лигандов в реакциях нуклеофильного замещения с целью введения фенольных пендантов и гидрофильных фрагментов и дальнейшего образования комплексов. 2. Синтез комплексов РЗЭ с геометрией NMX3, N2MX3, N3MX3 с лигандами основе модифицированных пиридинов и дипиколиламинов (DPA), содержащими пространственно-затрудненные фенольные фрагменты, будет осуществлен с помощью известных методов алкилирования и арилирования. 3. Синтез порфиринов РЗЭ с модифицированным макрокольцом будет основан на известных методах получения несимметричных порфиринов с целью введения фенольных пендантов и углеводородных фрагментов для встраивания в клеточную мембрану и дальнейшего образования комплексов с геометрией N4MXn. Физико-химические исследования В рамках выполнения этой части работ планируется также комплексное физико-химическое исследование модельных реакций синтезированных соединений с использованием методов ЯМР, ЭПР, электронной спектроскопии поглощения, электрохимии, РСА с целью установления структуры, механизмов процессов и регистрации устойчивых интермедиатов. Будут изучены возможные маршруты радикальных и редокс-реакций: (1) окисление редокс-активных групп с образованием радикальных интермедиатов и диамагнитных хиноидных форм, ответственных за механизм дальнейших внутримолекулярных окислительно-восстановительных трансформаций; (2) перенос атома водорода с участием органических функциональных групп в лигандном окружении металла; (3) редокс-реакции с участием лигандного окружения, приводящие к ион-радикальным интермедиатам непосредственно в координационной сфере иона металла. Будут изучены также магнитные свойства новых комплексов Gd с лигандами на основе пиридинов, дипиколаминов и порфиринов как магнитоактивных веществ с целью их дальнейшего использования в магнитотерапии. Первичное биотестирование Для оценки перспектив фармакологического и биохимического применения этой новой группы комплексов РЗЭ будет проведено комплексное исследование влияния синтезированных соединений на следующие биохимические процессы: (1) общий окислительный статус, (2) состояние клеточной мембраны в условиях индуцированного окислительного стресса, (3) функционирование антиоксидантной защитной системы и митохондрий. Антиоксидантная активность соединений будет определена несколькими методами, включая DPPH, CUPRAC, ABTS методы, ферментативные методы с использованием ферментов-тестов, а также in vitro пероксидное окисление липидов, жирных ненасыщенных кислот, ex vivo исследование интактных митохондрий и гомогенатов печени крыс Wistar. Биохимические исследования ряда синтезированных соединений in vitro будут проведены с целью установления протекторного действия веществ на клетку в условиях воспалительного повреждения. Токсичность соединений будет определена с помощью стандартного МТТ-теста. Для соединений-лидеров будет проведено in vivo тестирование противовоспалительной и ранозаживляющей способности на лабораторных животных (крысы, мыши).

В течение последних лет нами были впервые разработаны синтетические подходы к получению ряда комплексов металлов, содержащих антиоксидантные 2,6-ди-трет-бутилфенольные группы в качестве периферийных фрагментов в лигандном окружении центрального иона металла, и изучены их окислительно-восстановительные свойства. Впервые продемонстрирована биохимическая активность комплексов металлов, обусловленная изменением редокс-состояния как органического лиганда, так и иона металла. В работах исследовательской группы большое внимание было уделено порфиринам, диоксиматам, а также металлоорганическим соединениям с биологически активными гетероциклическими заместителями. Кроме того, были разработаны оригинальные методы синтеза данных систем. Имеющийся опыт и достижения исследовательской группы в этом направлении, наряду с использованием комплексного подхода, включающего синтетические, спектральные методы, а также методы первичного биоскриннинга являются надежной основой для успешного выполнения предлагаемого проекта.

Получены новые координационные соединения лантаноидов общей формулы M(L)3, где M = Gd, Nd, Er, Yb, Tm, L = лиганд, содержащий фрагмент 2,6-ди-трет-бутилфенола. Синтезированы комплексы лантаноидов общей формулы M(RCOO)3 (M = La, Eu, Gd, Tb) и комплекс La(RCH=NO)3, где R – 3,5-ди-трет-4-гидроксифенил. Соединения изучены совокупностью физико-химических методов (ФЛ, ЯМР, ИК, УФ спектроскопия). Структура салицилальдимината гадолиния исследована методом РСА и представляет собой димер Gd2(L)6 с двумя мостиковыми и четырьмя терминальными лигандами. Для оценки перспектив фармакологического действия изучено влияние карбоксилатов M(RCOO)3 на активность липоксигеназы in vitro. Показано, что наиболее эффективным ингибитором липоксигеназы является карбоксилат La. Соединения представляют интерес как биологически активные вещества. Выявлено, что изучаемые вещества влияют также на свободнорадикальные процессы окисления в тканях и антиоксидантную активность in vivo. В присутствии водорастворимого дипиколиламина активность свободно-радикальных процессов значительно снижается, а антиоксидантный потенциал в тканях возрастает. Таким образом, очевидным является высокий потенциал комплексов на основе РЗЭ для получения новых соединений и отбора соединений-лидеров, которые могут представлять интерес в качестве субстанций лекарственных препаратов противовоспалительного действия. За 2014 г. опубликовано 7 работ (1 статья и 6 тезисов докладов) с упоминанием о поддержке РФФИ, материалы которых были доложены на Всероссийских и Международных конференциях.