КАРТОЧКА
ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер 24-23-00188
НазваниеГомо- и гетерометаллические карбоксилатные комплексы лантаноидов с N-донорными лигандами как перспективные агенты для биовизуализации
РуководительУварова Марина Александровна, Кандидат химических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук, г Москва
| Период выполнения при поддержке РНФ | 2024 г. - 2025 г. |
Конкурс№89 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах, 03-203 - Химия координационных соединений
Ключевые словаКоординационные соединения, редкоземельные металлы, комплексообразование, биоактивность, цитотоксичность, люминесценция, биовизуализация, карбоксилаты, биолюминофоры
Код ГРНТИ31.17.29
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Представляемый проект направлен на поиск новых биоактивных координационных соединений и разработку способов их химической сборки в виде гомо– и гетерометаллическсих комплексов на основе карбоксилатов редкоземельных металлов с N-донорными лигандами, проявляющих противоопухолевые и/или антибактериальные свойства с возможностью их визуализации в живых системах. Как известно, поведение современных лекарственных препаратов на основе органических молекул сложно контролировать после введения в организм в режиме реального времени. С этой точки зрения, комплексы лантаноидов представляют интерес из-за их уникальных фотофизических характеристик и могут быть использованы для мониторинга доставки лекарств и контроля терапевтических процессов в реальном времени.
Как известно, трехвалентные ионы лантаноидов проявляют люминесценцию, обусловленную уникальной f-электронной структурой. Значительное усиление люминесценции может быть достигнуто путем соединения ионов лантаноидов с органическими полидентатными лигандами – хромофорами. Еще одним способом усиления люминесценции является получение гетерометаллических d-f комплексов, в которых переходный металл/лиганд (d-блок) может действовать как донор энергии для сенсибилизации люминесценции ионов лантаноидов. Кроме того, в таких гетерометаллических d-f комплексах биологически активный d-блок связан с люминесцирующим лантаноид содержащим фрагментом, что значительно расширяет область медико-биологического назначения полученных соединений. Как правило, в литературе описаны соединения редкоземельных элементов, которые связываются с органическими препаратом и являются хромофором для визуализации доставки препарата к месту назначения. В данной работе планируется другой подход, а именно, создание методов химического конструирования комплексов, которые сами проявляют биологическую активность, и способны оказывать терапевтический эффект с возможностью мониторинга локализации вещества в организме (клетке) благодаря своим оптическим свойствам.
Ранее было показано, что комплексы переходных металлов состава [ML(OOCR)2] (M=Zn(II), Cu(II)), содержащие анионы фуранкарбоновых кислот (R) и олигопиридиновые лиганды (L) демонстрируют in vitro выраженную противомикобактериальную в отношении непатогенного штамма M. smegmatis и вирулентного M. tuberculosis [10.1039/D1RA08555G, 10.1134/S1070328421350013, 10.1016/j.poly.2021.115241], а также антипролиферативную активности. Целью данной работы является разработка эффективных синтетических подходов к направленному получению новых комплексов лантаноидов (Eu3+ и Tb3+, Gd3+, Sm3+) c анионами карбоновых кислот и ароматическими N-донорными лигандами, а также гетерометаллических комплексов LnIII-MII (M=Zn, Cu), содержащих заведомо биологически активный фрагмент [ML(OOCR)2] и изучения in vitro их биологической активности– антибактериальной (в отношении M. smegmatis, M. tuberculosis H37Rv), и антипролиферативной - на клеточных линиях сигнальных опухолей человека (например, SKOV3).
На основании полученных данных будут выбраны соединения-лидеры с наибольшей биологической активностью и минимальной цитотоксичностью по отношению к здоровым фибробластам, которые потенциально могут использоваться как хромофоры для мониторинга локализации вещества в живых организмах. Проведение исследований в данном направлении, на наш взгляд, внесет вклад в решение фундаментальной проблемы современной медицинской химии – создание стратегии конструирования препаратов противоопухолевой и противобактериальной направленности c возможностью визуализации адресной доставки лекарств.
Ожидаемые результаты
Координационные соединения с ионами редкоземельных металлов, в которых органические лиганды хелатируют ионы лантаноидов, являются перспективными терапевтическими агентами, так как их люминесцентные характеристики могут быть использованы для мониторинга доставки лекарств и терапевтических процессов в режиме реального времени.
В рамках проекта ожидается получить следующие результаты:
-будут синтезированы новые комплексы Eu3+, Tb3+, Gd3+, Sm3+ c анионами фуран-, тиофен- и пирролкарбоновых, трифторуксусной, триметилуксусной, трифторметансульфоновой кислот и ароматическими N-донорными лигандами –олигопиридинами, а также производными уже используемых лекарственных препаратов, например, триазаверина.
-будут разработаны методики синтеза гетерометаллических комплексов Ln-M (M=Zn, Cu), содержащих заведомо биологически активный блок 3d-металла, связанный с люминесцентным ионом лантаноида карбоксилат –, пиразолат-, гидроксипиридинат-анионами.
- все полученные комплексы будут охарактеризованы методом рентгеноструктурного анализа, рентгенофазового анализа, ИК-спектроскопии, элементного анализа, стабильность комплексов будет определена путем регистрации электронных спектров поглощения, термогравиметрического анализа.
- антибактериальная активность комплексов будет изучена in vitro против непатогенного модельного микобактериального штамма Mycolicibacterium smegmatis, а наиболее перспективные - против патогенного штамма M. tuberculosis H37Rv в сравнении с используемыми противотурберкулезными препаратами – рифампицином и изониазидом.
– будет проведено тестирование противоопухолевой активности комплексов in vitro на клеточных линиях сигнальных опухолей человека рака яичников SKOV3. Для прогноза перспективности продвижения в клинику отобранных агентов будет выполнено in vitro сравнение по уровню активности c известными препаратами платины.
-оптические свойства будут исследованы путем регистрации спектров возбуждения, люминесценции и фосфоресценции.
- на основании полученных данных будут выбраны соединения-лидеры с наибольшей биологической активностью и минимальной цитотоксичностью по отношению к здоровым фибробластам, которые потенциально могут использоваться как хромофоры для мониторинга локализации вещества в живых организмах. Будет проведен МТТ тест соединений-лидеров под флуоресцентным микроскопом с целью визуализации локализации вещества в клетках.
Проведение исследований в данном направлении, на наш взгляд, внесет вклад в решение фундаментальной проблемы современной медицинской химии – создание стратегии конструирования препаратов противоопухолевой и противобактериальной направленности с возможностью визуализации доставки лекарств.
Актуальность подобных разработок в нашей стране определена Президентом РФ (Указ Президента РФ № 642 от 1.12.2016 г.) в предложенной «Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации».
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ