ИСТИНА

Для преодоления недостатков платиносодержащих препаратов, таких как резистентность опухолевых линий к цисплатину и его аналогам, в клинической практике комплексы Pt(II) комбинируют с другими противоопухолевыми агентами, обладающих альтернативным механизмом действия. Сочетание чекпоинт-ингибиторов, нацеленных на белок программируемой клеточной смерти (PD-1) и его лиганд (PD-L1), с платиносодержащими препаратами представляет собой перспективную терапевтическую схему [Lancet Oncol 2019;20:924]. Антимитотические агенты, такие как паклитаксел и доцетаксел также широко применяются в комбинации с препаратами Pt(II) [Cell. Mol. Life Sci. 2019, 76, 681]. Ингибирование антагониста опухолевого супрессора р53 белка MDM2 является одной из стратегий по усилению антипролиферативного действия цисплатина [Chem. Comm., 2015, 51, 6301]. В условиях комбинированной терапии прием препаратов с различными фармакокинетическими профилями затрудняет прогнозирование терапевтического эффекта. Комбинация двух и более химиотерапевтических агентов требует создания единой платформы, способной высвобождать активные компоненты непосредственно в микроокружении опухоли. Пролекарства множественного действия сохраняют преимущества комбинированной терапии, при этом представляют собой молекулу с прогнозируемым фармакокинетическим профилем [Angew. Chem,. 2017, 56, 11539]. Одним из подходов к созданию пролекарств множественного действия является дизайн и синтез координационных соединений Pt(IV), представляющих собой окисленные препараты Pt(II). Такие комплексы действуют как пролекарства, восстанавливаясь в опухолевых клетках до комплексов Pt(II), высвобождая аксиальные лиганды, которые могут обладать антипролиферативным действием, синергетичным с действием препарата Pt(II). Использование в качестве аксиальных лигандов препаратов, способных ингибировать PD-L1, взаимодействие p53/MDM2, или обладающих антимитотическим действием позволит получать высокоэффективные пролекарства Pt(IV) комбинированного действия. В настоящем проекте предложен дизайн, синтез, физико-химическое и биологическое исследование пролекарств Pt(IV), представляющих собой антипролиферативные агенты двойного и тройного действия. Новизна подхода заключается в использовании фотоактивируемых пролекарств Pt(IV) как платформы для создания высокоэффективных препаратов, способных контролируемо высвобождать два терапевтических агента, действующих на различные мишени, комбинация которых доказала свою противоопухолевую эффективность. Контролируемое фотовысвобождение будет достигнуто путём введения в молекулу БИК-поглощающего фотопоглотителя, способного при облучении светом восстанавливать комплексы Pt(IV) до Pt(II). Анализ литературных данных за последние 5 лет позволил выявить, что наибольшую терапевтическую эффективность в сравнении исходным комплексом Pt(II) проявляют комбинации двух химиотерапевтических агентов, или агентов химио- и иммунотерапии в составе одного пролекарства Pt(IV) [Успехи химии, 2023, 92, С. RCR5096]. Использование данных комбинаций в составе фотоактивируемых пролекарств Pt(IV) позволит не только создать пролекарства двойного действия, но и локализовать их действие, минимизируя воздействие на здоровые ткани. В качестве лигандов-фотопоглотителей, обеспечивающих способность пролекарств Pt(IV) к контролируемому фотовысвобождению, будут использованы БИК-поглощающие флуорофоры, в том числе способные к фотоиндуцированному образованию активных форм кислорода (АФК). В результате будут впервые получены пролекарства тройного действия, способные к контролируемому высвобождению двух терапевтических агентов, а также обладающие ФДТ-активностью. Результатом выполнения проекта ожидается создание новых фотоактивируемых пролекарств Pt(IV), способных под действием облучения образовывать АФК, высвобождать препарат Pt(II), а также препарат, представляющий собой ингибитор p53/MDM2 / ингибитор полимеризации тубулина / чекпоинт ингибитор.

TTo overcome the disadvantages of platinum-containing drugs, such as the resistance of tumor lines to cisplatin and its analogues, in clinical practice, Pt(II) complexes are combined with other antitumor agents that have an alternative mechanism of action. Combining checkpoint inhibitors targeting programmed cell death protein (PD-1) and its ligand (PD-L1) with platinum-containing drugs represents a promising therapeutic regimen [Lancet Oncol 2019;20:924]. Antimitotic agents such as paclitaxel and docetaxel are also widely used in combination with Pt(II) drugs [Cell. Mol. Life Sci. 2019, 76, 681]. Inhibition of the p53 tumor suppressor antagonist MDM2 protein is one strategy to enhance the antiproliferative effect of cisplatin [Chem. Comm., 2015, 51, 6301]. In the setting of combination therapy, the use of drugs with different pharmacokinetic profiles makes it difficult to predict the therapeutic effect. The combination of two or more chemotherapeutic agents requires the creation of a single platform capable of releasing active components directly into the tumor microenvironment. Multi-acting prodrugs retain the benefits of combination therapy while providing a molecule with a predictable pharmacokinetic profile [Angew. Chem. 2017, 56, 11539]. One approach to creating multi-acting prodrugs is the design and synthesis of Pt(IV) coordination compounds, which are oxidized Pt(II) drugs. Such complexes act as prodrugs, being reduced to Pt(II) complexes in tumor cells, releasing axial ligands that may have antiproliferative effects synergistic with the action of the Pt(II) drug. The use of drugs capable of inhibiting PD-L1, the p53/MDM2 interaction, or having an antimitotic effect as axial ligands will make it possible to obtain highly effective Pt(IV) prodrugs with combined action. This project proposes the design, synthesis, physicochemical and biological study of Pt(IV) prodrugs, which are dual and triple action antiproliferative agents. The novelty of the approach lies in the use of photoactivatable Pt(IV) prodrugs as a platform for the creation of highly effective drugs capable of controlled release of two therapeutic agents acting on different targets, the combination of which has proven its antitumor efficacy. Controlled photorelease will be achieved by introducing into the molecule a NIR-absorbing photoabsorber capable of reducing Pt(IV) complexes to Pt(II) upon irradiation with light. Analysis of literature data over the past 5 years has revealed that the greatest therapeutic effectiveness in comparison with the original Pt(II) complex is demonstrated by combinations of two chemotherapeutic agents, or chemotherapy and immunotherapy agents as part of one Pt(IV) prodrug [Uspekhi Chemistry, 2023, 92, S. RCR5096]. The use of these combinations as part of photoactivatable Pt(IV) prodrugs will make it possible not only to create dual-action prodrugs, but also to localize their action, minimizing the effect on healthy tissues. NIR-absorbing fluorophores, including those capable of photoinduced formation of reactive oxygen species (ROS), will be used as photoabsorbent ligands that ensure the ability of Pt(IV) prodrugs to undergo controlled photorelease. As a result, triple-acting prodrugs capable of controlled release of two therapeutic agents and also possessing PDT activity will be obtained for the first time. The project is expected to result in the creation of new photoactivated Pt(IV) prodrugs capable of generating ROS under irradiation, releasing the Pt(II) drug, as well as a drug that is a p53/MDM2 inhibitor/tubulin polymerization inhibitor/checkpoint inhibitor.

В конце первого года выполнения проекта будут разработаны синтетические подходы к получению пролекарств Pt(IV) тройного биологического действия. Будут получены пролекарства Pt(IV), в аксиальном положении которых содержится ингибитор полимеризации тубулина, а также фотопоглотитель на основе BODIPY или цианиновых красителей. Для полученных пролекарств Pt(IV) методом ВЭЖХ будет определена устойчивость к гидролитическому распаду и восстановлению в отсутствие света, а также способность к контролируемому высвобождению комплекса Pt(II) и аксиальных лигандов под действием света. Для полученных пролекарств будут определены основные фотофизические параметры, такие как спектры поглощения и флуоресценции, квантовые выходы флуоресценции и синглетного кислорода. Будет исследована антипролиферативная активность, оценены значения IC50 полученных пролекарств Pt(IV) в темноте и при облучении светом, определены индексы фототоксичности. Будет оценена способность пролекарств Pt(IV) накапливаться в опухолевых клетках, данные будут получены как с помощью конфокальной микроскопии, так и путём количественного определения Pt в клетках методом ICP-MS. По результатам исследований планируется опубликовать две статьи в рецензируемых научных журналах (одну статью в журнале Q1).

Коллектив проекта имеет опыт совместной работы и реализации комплексных научных задач. В рамках гранта РНФ 22- 15-00182 коллективом проекта была разработана серия фотоактивируемых пролекарств Pt(IV) с BODIPY в аксиальном положении, изучена способность разработанных пролекарств Pt(IV) высвобождать комплекс Pt(II) под действием света, а также антипролиферативная активность полученных соединений. К.х.н. Спектор Д.В. имеет многолетний опыт синтетической работы, в том числе в области синтеза биологически активных лигандов и координационных соединений, имеет опыт организации синтетических исследований, а также исследований биологической активности. Диссертационная работа Спектора Д.В. была посвящена разработке, синтезу и исследованию биологической активности пролекарств Pt(IV), в том числе с фотоактивными аксиальными лигандами. К.х.н. Красновская О.О. имеет многолетний опыт синтеза биологически активных органических и координационных соединений, имеет опыт организации синтетической работы, биологических исследований in vitro и in vivo. К.х.н Каретников Г.Л. имеет многолетний опыт в синтезе, физико-химических и биологических исследованиях биологически активных органических соединений, в частности, аналогов комбретастатина А4. Аспирант Быкусов В.В. имеет опыт синтеза биологически активных органических и координационных соединений. Ч Аспирантка Ипатова Д.А. имеет опыт работы с клеточными культурами и проведения исследований биологической активности, в том числе координационных соединений Pt(IV). Студентка Жарова А.О. имеет опыт синтеза флуоресцентных соединений, в том числе флуорофоров на основе BODIPY и цианиновых красителей. Таким образом научный задел коллектива является существенным и не вызывает сомнений.