Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Используя метод Крёнке синтезирован ряд арил- и диарилбипиридинов, которые последующим циклоплатинирование превращены в соответствующие хлорплатиновые комплексы. Для модификации физико-химических свойств синтезированных хлорных комплексов Pt(II) отработаны методики по замещению вспомогательного хлорного лиганда и получению пиридин- и ацетонплатиновых комплексов. С помощью эксперимента ЯМР отработана и оптимизирована методика окисления комплексов Pt(II) до комплексов Pt(IV) с помощью реагента PhICl2. Доказано, что параллельно с окислением металла наблюдается замещение протона в арильном кольце бипиридиновой системы. При этом окисление комплексов Pt(II) перекисью водорода (Н2О2) к положительному результату не приводит. На данном этапе проведенных работ всего синтезировано 40 не описанных ранее комплексов Pt арил- и диарилбипиридинов, из них для 25 соединений на основании спектральных данных ЯМР, включающих двумерные эксперименты 2D 1H-13C gHMBC, 2D 1H-15N gHMBC и 2D 1H-195Pt gHMBC, было выполнено полное отнесение сигналов в спектрах ЯМР 1Н, 13С и 195Pt. Прямой регистрацией химических сдвигов ядер 1H и 195Pt в интервале концентраций 30,0 ммоль/л – 0,2 ммоль/л в растворе дейтерохлороформа для трех комплексов Pt(II) были получены концентрационные зависимости химических сдвигов. В этих же концентрационных пределах с помощью экспериментов DOSY определены коэффициенты самодиффузии, на основании которых произведены расчеты значений равновесной константы самоагрегации (K, л/моль), значения химических сдвигов ядер 1H и 195Pt молекулы в мономерном состоянии (δm, м.д.) и в составе димера (δd, м.д.). Исходя из полученных данных следует, что появление второго ароматического цикла в диарибипиридинах приводит к значительному увеличению степени агрегации планарных молекул платиновых комплексов. Можно предположить, что повышенная агрегационная способность молекул приводит к образованию ассоциатов, чья объемная структура затрудняет преодоление клеточных мембраны. В результате проведенной синтетической работы и первичных биологических предположительно определена структурная зависимость, определяющая свойства получаемых металлокомплексов – введение заместителей в ароматический цикл диарилбипиридинов приводит либо к негативному влиянию на растворимость, либо отсутствию цитотоксических свойств, что позволяет ограничить тип структур, являющихся перспективными с точки зрения поиска максимально активных молекул. Исследование цитотоксического эффекта комплексов Pt с помощью МТТ-теста показало, что значения концентрации полумаксимального ингибирования клеточной жизнеспособности (IC50) для некоторых соединений не превышает 35 μМ (экспозиция 24 ч.) на культуре клеток линии глиобластомы (А172), что говорит об их перспективности. Данные 3 комплекса также проявили более высокую активность против клеток А172 в сравнении с цисплатином, который использовался как положительный контроль. Изучение механизма действия соединений-лидеров с помощью флуоресцентного окрашивания клеточной суспензии смесью красителей Annexin V-FITC (AnV) и PI показало, что под действием одного из образцов после суточной инкубации клеток глиобластомы человека (А172) с данным соединением в концентрации 64 μМ 30,6% клеток переходит в ранний апоптоз (AnV+/PI-), 44,3% в поздний апоптоз (AnV+/PI+), 4,5% клеток погибают по иному механизму (AnV-/PI+) и 20,6% сохраняют свою жизнеспособность (AnV-/PI-). Другое соединение влияло на клетки глиобластомы в меньшей степени и при тех же условиях 9,5% клеток находилось в раннем апоптозе, 6,9% в позднем апоптозе, 2,3% погибало неапоптотическим механизмом, а процент жизнеспособных клеток составлял 81,3%. Третье соединение-лидер проявило более высокую активность, чем цисплатин и после инкубации клеток линии А172 в течение 24 часов с данным комплексом Pt в концентрации 32 μМ 17,1% клеток находилось в раннем апоптозе, 18,3% в позднем апоптозе, 26,6% погибало неапоптотическим путем и 38% оставались жизнеспособными, в то время как после воздействия на них цисплатином при тех же условиях 58% клеток сохраняли свою жизнеспособность. При окрашивании клеток по методу Романовского-Гимза наблюдался целый ряд морфологических изменений, которые претерпевали клетки под действием соединений-лидеров, в том числе было определено уменьшение объема клетки, пикноз, образование апоптотических телец, грануляция цитоплазмы и пр. В результате проведения полимеразной цепной реакции в реальном времени установлена активация апоптотических механизмов в клетках глиобластомы, обработанных выбранными соединениями-лидерами. По результатам выполненных работ подготовлена и опубликовано 2 статьи (1. Известия АН. Серия химическая. 2023, том 72, №12, с 2848-2859; ISSN 1026-3500; 2. Статья в сборнике трудов: Инновационные технологии диагностики и лечения в многопрофильном медицинском стационаре. Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 30-летию со дня образования СПб ГБУЗ "Городская многопрофильная больница №2". Под редакцией В.А. Волчкова. Санкт-Петербург, 5-6 июля 2023. С. 390-394.). Результаты исследований с устными и стендовыми докладами представлены на четырех российских научных конференциях: 1. Тохтуева М.Д. Мелехин В.В., Парамонова А.В., Абрамов В.М., Ельцов О.С. Хлорплатиновые комплексы арилбипиридинов, обладающие противоопухолевой активностью. Издательство «Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова – обособленное структурное подразделение ФГБУН «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук». 420088, Казань, ул. Академика Арбузова, 8. ISBN 978-5-9500371-9-1. Материалы конференции. http://iopc.ru/base/file/Book%20of%20Abstracts_Molecular_Design_2023.pdf 2. В.М. Абрамов, Л.А. Черемных, М.Д. Тохтуева, В.В. Мелехин, О.С. Ельцов. Синтез Pt(II), Pt(IV) комплексов арилпиридинов как перспективных противоопухолевых препаратов. Достижения молодых ученых: химические науки: тезисы докладов VIII Всероссийской (заочной) молодежной конференции (г. Уфа, 25–26 мая 2023 г.) / отв. ред. Р.М. Ахметханов. – Уфа: РИЦ УУНиТ, 2023. – 404 с. ISBN 978-5-7477-5671-7, С. 42-44. Материалы конференции. https://kpfu.ru/staff_files/F399186143/SBORNIK_KhimFak_2023.pdf 3. Абрамов В.М, Ельцов О.С., Тохтуева М.Д. Мелехин В.В., Сулейманова А.Ф., Кожевников В.Н. Синтез и биологическая активность новых арилбипиридиновых комплексов Pt(II). Проблемы теоретической и экспериментальной химии: тезисы докладов XXXIII Российская молодежная научная конференция с международным участием, посвященная 100-летию со дня рождения профессора В. Ф. Барковского, Екатеринбург, 24–27 апр. 2023 г. / Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Уральский федеральный университет. – Екатеринбург: Изд-во Уральского университета, 2023. Материалы конференции. http://hdl.handle.net/10995/126589. 4. В.М. Абрамов, М.Д. Тохтуева, А.В. Парамонова, В.В. Мелехин, О.С. Ельцов. Синтез карбенплатиновых комплексов арилбипиридинов с противоопухолевой активностью. Проблемы и достижения химии кислород- и азотсодержащих биологически активных соединений. В сборнике тезисов VII Всероссийской молодежной конференции (г. Уфа, 23-24 ноября 2023 г., отв. ред. Р.Ф. Талипов. – Уфа: РИЦ УУНиТ, 2023. – С. 4-5, ISBN 978-5-7477-5783-7). Материалы конференции. https://elib.bashedu.ru/dl/corp/TalipovRF_otv.red_Probl.i%20doctig.ximii_sb_2023.pdf/info. 5. Противоопухолевая и апоптотическая активность циклоплатинированных комплексов в клетках глиобластомы. Тохтуева М.Д., Мелехин В.В., Абрамов В.М., Сулейманова А.Ф., Ельцов О.С. Статья в сборнике трудов: Инновационные технологии диагностики и лечения в многопрофильном медицинском стационаре. Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 30-летию со дня образования СПб ГБУЗ "Городская многопрофильная больница №2". Под редакцией В.А. Волчкова. Санкт-Петербург, 5-6 июля 2023. С. 390-394. https://www.elibrary.ru/download/elibrary_54051293_38337533.pdf