Миронов Андрей Федорович, доктор химических наук, профессор кафедры химии и технологии биологически активных соединений, медицинской и органической химии им. Н.А. Преображенского; Scopus Author ID 55968884300
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Andrei F. Mironov, Dr. of Sci. (Chemistry), Professor, N.A. Preobrazhensky Department of Chemistry and Technology of Biologically Active Compounds, Medicinal and Organic Chemistry; Scopus Author ID 55968884300
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Островерхов Петр Васильевич, аспирант, ассистент кафедры химии и технологии биологически активных соединений, медицинской и органической химии им. Н.А. Преображенского; Scopus Author ID 57194061159
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Petr V. Ostroverkhov, Postgraduate Student, Assistant of the N.A. Preobrazhensky Department of Chemistry and Technology of Biologically Active Compounds, Medicinal and Organic Chemistry; Scopus Author ID 57194061159
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Тихонов Сергей Иванович, ассистент кафедры химии и технологии биологически активных соединений, медицинской и органической химии им. Н.А. Преображенского
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Sergei I. Tikhonov, Assistant of the N.A. Preobrazhensky Department of Chemistry and Technology of Biologically Active Compounds, Medicinal and Organic Chemistry
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Погорилый Виктор Алексеевич, аспирант, ассистент кафедры химии и технологии биологически активных соединений, медицинской и органической химии им. Н.А. Преображенского; Scopus Author ID 57201999616
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Viktor A. Pogorilyy, Postgraduate Student, Assistant of the N.A. Preobrazhensky Department of Chemistry and Technology of Biologically Active Compounds, Medicinal and Organic Chemistry; Scopus Author ID 57201999616
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Кирин Никита Сергеевич, аспирант, ассистент кафедры химии и технологии биологически активных соединений, медицинской и органической химии им. Н.А. Преображенского; Researcher ID ААА-7238-2020
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Nikita S. Kirin, Postgraduate Student, Assistant of the N.A. Preobrazhensky Department of Chemistry and Technology of Biologically Active Compounds, Medicinal and Organic Chemistry; Researcher ID ААА-7238-2020
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Чудакова Ольга Олеговна, младший научный сотрудник; Reseacher ID Т-8560-2018
142290, Московская обл., г. Пущино, ул. Институтская, д. 2
Olga O. Chudakova, Junior Researcher; Reseacher ID Т-8560-2018
2, ul. Institutskaya, Pushchino, Moscow oblast, 142290
Цыганков Анатолий Анатольевич, доктор биологических наук, заведующий лабораторией биотехнологии и физиологии фототрофных организмов, директор; Scopus Author ID 7102020614, ResearcherID K-6541-2013
142290, Московская обл., г. Пущино, ул. Институтская, д. 2
Аnatolii А. Tsygankov, Dr. of Sci. (Biology), Head of the Laboratory of Biotechnology and Physiology of Phototrophic Organisms, Director; Scopus Author ID 7102020614, ResearcherID K-6541-2013
2, ul. Institutskaya, Pushchino, Moscow oblast, 142290
Грин Михаил Александрович, доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой химии и технологии биологически активных соединений, медицинской и органической химии им. Н.А. Преображенского; Scopus Author ID 6603356480
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Mikhail A. Grin, Dr. of Sci. (Chemistry), Professor, Head of the N.A. Preobrazhensky Department of Chemistry and Technology of Biologically Active Compounds, Medicinal and Organic Chemistry; Scopus Author ID 6603356480
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Objectives. This study aims to obtain the amino acid derivatives of chlorophyll a and bacteriochlorophyll a for the targeted delivery of pigments to tumor foci. This will increase biocompatibility and, as a result, reduce toxic side effects. In addition to photodynamic efficiency, an additional cytotoxic effect is expected for the obtained conjugates of photosensitizers (PSs) with amino acids. This is owing to the participation of the latter in intracellular biochemical processes, including interaction with the components of the glutathione antioxidant system, leading to the vulnerability of tumor cells to oxidative stress.
Methods. In this work, we have implemented the optimization of the structure of a highly efficient infrared PS based on O-propyloxim-N-propoxybacteriopurpurinimide (DPBP), absorbing at 800 nm and showing photodynamic efficacy for the treatment of deep-seated and pigmented tumors, by introducing L-lysine, L-arginine, methionine sulfoximine (MSO), and buthionine sulfoximine (BSO) methyl esters. The structure of the obtained compounds was proved by mass spectrometry and nuclear magnetic resonance spectroscopy, and the photoinduced cytotoxicity was studied in vitro on the HeLa cell line.
Results. Conjugates of DPBP with amino acids and their derivatives, such as lysine, arginine, MSO, and BSO have been prepared. The chelating ability of DPBP conjugate with lysine was shown, and its Sn(IV) complex was obtained.
Conclusions. Biological testing of DPBP with MSO and BSO showed a 5–6-fold increase in photoinduced cytotoxicity compared to the parent DPBP PS. Additionally, a high internalization of pigments by tumor cells was found, and the dark cytotoxicity (in the absence of irradiation) of DPBP-MSO and DPBP-BSO increased fourfold compared to the initial DPBP compound. This can be explained by the participation of methionine derivatives in the biochemical processes of the tumor cell.
Цели. Целью настоящей работы является получение аминокислотных производных хлорофилла а и бактериохлорофилла а для направленной доставки пигментов в опухолевые очаги, увеличения биосовместимости и, как следствие, уменьшения побочного токсического действия. Кроме фотодинамической эффективности для полученных конъюгатов фотосенсибилизаторов с аминокислотами ожидается дополнительный цитотоксический эффект, вызванный участием последних во внутриклеточных биохимических процессах, включая взаимодействие с компонентами глутатионовой антиоксидантной системы, приводящее к уязвимости опухолевых клеток к окислительному стрессу.
Методы. В настоящей работе реализована оптимизация структуры высокоэффективного ИК-фотосенсибилизатора на основе О-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида (DPBP), поглощающего при 800 нм и показавшего фотодинамическую эффективность для лечения глубокозалегающих и пигментированных опухолей, путем введения на периферию макроцикла метиловых эфиров L-лизина, L-аргинина, метионинсульфоксимина (MSO) и бутионинсульфоксимина (BSO). Структура полученных соединений доказана методами масс-спектрометрии и ЯМР-спектроскопии, а фотоиндуцированная цитотоксичность исследована in vitro на линии клеток HeLa.
Результаты. Были получены конъюгаты О-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида с аминокислотами и их производными, такими как, лизин, аргинин, метионинсульфоксимин и бутионинсульфоксимин. Показана хелатирующая способность конъюгата DPBP с лизином и получен его Sn(IV)-комплекс.
Выводы. Биологические испытания DPBP с метионинсульфоксимином и бутионинсульфоксимином показали 5–6 кратное увеличение фотоиндуцированной цитотоксичности по сравнению с исходным фотосенсибилизатором DPBP. При этом обнаружена высокая интернализация пигментов опухолевыми клетками, а темновая цитотоксичность (при отсутствии облучения) DPBP-MSO и DPBP-BSO увеличилась в 4 раза по сравнению с исходным соединением DPBP, что может быть объяснено участием производных метионина в биохимических процессах опухолевой клетки.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.