ИСТИНА

В последние годы предпринимаются активные попытки создания неинвазивных оптических методов диагностики злокачественных опухолей, вирусных, инфекционных заболеваний, а также проводятся биологические исследования поведения нуклеиновых кислот и их взаимодействия с белковыми молекулами с использованием современных флуоресцентных приборов. Важными компонентами во флуоресцентных методах анализа играют флуоресцентные красители. Быстрый прогресс флуоресцентных методов исследования и диагностики заболеваний, а также появление новых флуоресцентных приборов, применяемых в биологии и медицине, требует расширения круга флуоресцентных реагентов. Настоящий проект является продолжением проекта 2021, в котором был проведен цикл работ по разработке синтеза библиотеки флуорофоров на основе моно- и бисстириловых красителей, производных нафталимидов, а также их конъюгатов с производными бактериохлорина (препарата для ФДТ) и фотоуправляемым агентом, цитотоксичным по отношению к раковым клеткам. В продолжении проекта 2021 планируется на основе синтезированных флуорофоров перейти к более сложным системам – назкомолекулярным бимодальным системам, сочетающим в своем составе наряду с флуорофором молекулу, обеспечивающую доставку флуорофора в место проведения анализа, а также конъюгаты флуорофоров с биологическими молекулами - антителами и SNAP-метки. Такое развитие проекта объясняется тем, что анализ жизнедеятельности сложных биологических молекул таких как протеины, белки возможно анализировать только с использованием меченных флуорофорами биогенных или биологических молекул, которые непосредственно участвуют в биологических процессах. Бимодальные системы будут включать конъюгаты биотин-флуорофоры, которые могут использоваться для обнаружения биотинилированных биомолекул, таких как белки, пептиды или ДНК. К бимодальным системам относятся и запланированные конъюгаты стирилового красителя с интеркалятором ДНК, данная система будем демонстрировать свойства тераностика: встраиваться в структуру ДНК и при облучении вызывать его деструкцию, присутствующий в составе системы стириловый флуорофор будет показывать локализацию фотосенсибилизатора. Планируется получение конъюгатов нуклеозида и флуорофров на основе стириловых красителей и производных 1,8-нафталимида, а также конъюгатов последних с бензилгуанином. Конъюгаты могут демонстрировать специфическую локализацию и окрашивание клеточных компонент, взаимодействовать с ДНК, для флуоресцентных нуклеозидов предполагается обнаружить аффинность к протеинам. Синтезированные флуоресцентные бензилгуанины будут использоваться для синтеза и исследования SNAP-меток, в проекте планируется также осуществить синтез и исследование конъюгатов антитело-флуорофор. Исследования синтезированных систем включают изучение оптических, фотофизических характеристик полученных систем в различных растворителях и клеточных культурах. В рамках клеточных исследований будет определена токсичность конъюгатов, планируется проведение экспериментов по определению локализации конъюгатов в клетке, где в качестве стандартов будут использованы коммерчески доступные трекеры для различных органелл клетки. Будут исследованы процессы взаимодействия с ДНК, РНК, альбуминами. Синтезированные SNAP-метки и меченные флуорофорами антитела будут протестированы в методе проточной цитометрии для определения раковых клеток. Для выполнения поставленных задач в состав исполнителей включены химики- синтетики, специалисты в области физико-химических исследований, биолог из Института биоорганической химии РАН, предполагается участие медиков из МИОИ им. П.А. Герцена для проведения экспериментов по ФДТ. Запланированные in vitro эксперименты в Центре коллективного пользования «Медицинские и биотехнологические нанотехнологии» РНИМУ им. Н.И. Пирогова позволят протестировать все запланированные конъюгаты в клеточных экспериментах.

In recent years, active attempts have been made to create non-invasive optical methods for diagnosing malignant tumors, viral and infectious diseases, as well as biological studies of the behavior of nucleic acids and their interaction with protein molecules using modern fluorescent devices. Fluorescent dyes play important components in fluorescent analysis methods. The rapid progress of fluorescent methods for research and diagnosis of diseases, as well as the emergence of new fluorescent devices used in biology and medicine, requires an expansion of the range of fluorescent reagents. This project is a continuation of the 2021 project, which included a series of works on the development of the synthesis of a library of fluorophores based on mono- and bis-styryl dyes, naphthalimides derivatives, as well as their conjugates with bacteriochlorin derivatives (a drug for PDT) and a photocontrolled agent that is cytotoxic to cancer cells. In continuation of the 2021 project, it is planned to move on to more complex systems based on synthesized fluorophores - nanomolecular bimodal systems that combine in their composition, along with a fluorophore, a molecule that delivers the fluorophore to the site of analysis, as well as conjugates of fluorophores with biological molecules - antibodies and SNAP tags. This development of the project is explained by the fact that the analysis of the vital activity of complex biological molecules such as proteins, proteins can only be analyzed using fluorophore-labeled biogenic or biological molecules that are directly involved in biological processes. Bimodal systems will include biotinfluorophore conjugates, which can be used to detect biotinylated biomolecules such as proteins, peptides or DNA. Bimodal systems also include planned conjugates of styryl dye with DNA intercalator, this system will demonstrate theranostic properties: integrate into DNA structure and cause its destruction upon irradiation, the styryl fluorophore present in the system will show the localization of the photosensitizer. It is planned to obtain conjugates of nucleoside and fluorophores based on styryl dyes and 1,8- naphthalimide derivatives, as well as conjugates of the latter with benzylguanine. Conjugates can demonstrate specific localization and staining of cellular components, interact with DNA, for fluorescent nucleosides it is expected to detect affinity for proteins. Synthesized fluorescent benzylguanines will be used to synthesize and study SNAP tags, the project also plans to synthesize and study antibody-fluorophore conjugates. Studies of the synthesized systems include the study of optical and photophysical characteristics of the obtained systems in various solvents and cell cultures. Within the framework of cellular studies, the toxicity of the conjugates will be determined, experiments are planned to determine the localization of the conjugates in the cell, where commercially available trackers for various cell organelles will be used as standards. The processes of interaction with DNA, RNA, and albumins will be studied. The synthesized SNAP tags and fluorophore-labeled antibodies will be tested in the flow cytometry method to determine cancer cells.