ИСТИНА

В процессе выполнения проекта будут впервые разработаны подходы к созданию водорастворимых диад фуллерен-краситель, несущих на фуллерене адденды с различными зарядами и имеющих разную длину линкера между красителем и ядром фуллерена. Предстоит провести комплексную оценку фотофизических свойств и фотодинамической активности вновь синтезированных диад на биологических модельных системах различного уровня организации. Планируется выполнить следующий комплекс работ: 1. Разработка подходов к синтезу ряда диад фуллерен-краситель с красителями флуоресцеином, эозином и производными хлорина. Впервые будут созданы водорастворимые диады, которые будут нести адденды различной полярности и иметь разную длину линкера между фуллереном и красителем. 2. Исследование фотофизических свойств созданных диад (анализ спектров поглощения, спектров стационарной флуоресценции, кинетики затухания флуоресценции и фосфоресценции хромофоров в составе диад). 3. Исследование фотохимической активности диад в водных растворах. Будет проведено сравнение фотохимической активности диад по эффективности генерации супероксид анион-радикала в водной среде с помощью стандартного метода реакции с красителем нитросиним тетразолием и по генерации синглетного кислорода с помощью химических зондов (9,10-дибромантрацена). 4. Исследование механизмов протекания фотохимической реакции в биологических модельных системах. Определение мембранотропных свойств диад по константам взаимодействия с флуоресцентными и фосфоресцентными метками в структуре липосом. Исследование эффективности фотохимической реакции диад в структуре липосом и белка (сывороточного альбумина). 5. Исследование фотодинамической активности диад на культуре опухолевых клеток HeLa с помощью красителей МТТ и Alamar Blue при облучении их светом в полосе поглощения хлорина. 6. Определение механизма гибели опухолевых клеток при фотодинамическом действии гибридных структур по активности каспаз методом иммуноферментного анализа или иммуноблотинга. 7. Накопление гибридных структур в органах и опухолях, их фармакокинетика будет исследоваться методом флуоресценции и по регистрации спектров гигантского комбинационного рассеяния хромофоров на мышах линии BDF1 с привитой аденокарциномой молочной железы Ca 755. 8. Исследование острой токсичности и фотодинамического действия in vivo будет проводится на мышах линии BDF1 с привитой аденокарциномой молочной железы Ca 755. На основании полученных данных будут разработаны рекомендации, согласно которым будет проведен отбор структур аддендов, обеспечивающих достаточную растворимость диады в воде и оптимальные мембранотропные свойства, а также будет осуществлен выбор длины и структуры линкера между фуллереном и красителем, позволяющий наиболее эффективно осуществлять передачу возбуждения с красителя на ядро фуллерена. Разработанные рекомендации позволят вести направленный поиск структур фуллерен-краситель, обладающих высокой фотодинамической активностью, хорошими фармакокинетическими и фармакодинамическими свойствами с целью создания фотосенсибилизаторов нового поколения. Полученные результаты позволят впервые предложить новый класс соединений на основе ковалентных коньюгатов водорастворимых производных фуллеренов и красителей в качестве потенциальных лекарственных препаратов для фотодинамической терапии. В проекте используются передовые современные физико-химические методы регистрации возбужденных состояний красителей, генерации активных форм кислорода, актуальные биофизические методы анализа фотодинамической активности фармакологических веществ. Исследования и ожидаемые результаты предлагаемого проекта соответствуют мировому уровню, являются новыми в области биофизики, медицинской химии и фармакологии.

В ИПХФ РАН были созданы структуры фуллерен-краситель на основе нековалентных комплексов водорастворимых ППФ с красителями эозином [29] и коммерческим фотосенсибилизатором Фотосенсом [30], используемым в клинической практике. Для данных нековалентных комплексов показана эффективная дезактивация возбужденных состояний красителя за счет переноса энергии или электрона на фуллерен. В результате такого переноса значительно (в 5 - 30 раз) возрастает эффективность генерации активных форм кислорода по сравнению с исходными соединениями. Однако было обнаружено, что структуры фуллерен-краситель, образованные за счет нековалентных взаимодействий, легко разрушаются при взаимодействии с мембранами липосом и живых клеток, что делает невозможным применение подобных структур в медицине. В настоящий момент участниками проекта ведутся работы по созданию водорастворимых диад фуллерен-краситель, в которых краситель присоединен прочной ковалентной связью к ядру фуллерена. Созданы и описаны две ковалентные диады на основе водорастворимых полианионных производного фуллерена с препаратом Рубоксил, производным доксорубицина, обладающим флуоресценцией и выраженным поглощением в видимой части спектра [31]. Данные диады обладают высокой растворимостью в воде. Показано, что в их структуре наблюдается эффективная дезактивация возбужденных состояний красителя за счет переноса возбуждения или электрона на фуллерен. Фотохимическая активность ковалентных диад фуллерен-Рубоксил более чем в три раза превышает активность исходного производного фуллерена, в то время как Рубоксил не обладает фотодинамической активностью [31]. Таким образом, была показана принципиальная возможность значительного повышения фотохимической активности красителя при объединении его с молекулой фуллерена, что позволяет использовать подобные гибридные структуры для создания высокоэффективных фотосенсибилизаторов нового поколения.