Введение к работе
Актуальность темы. Противоопухолевые антибиотики, такие как антрациклины, производные ауреоловои кислоты и другие, являются важными компонентами современной химиотерапии опухолей. Исследования молекулярного механизма действия этих антибиотиков, а также создание и изучение механизмов действия их производных и аналогов с целью отбора веществ с лучшим терапевтическим индексом чрезвычайно актуальны.
В настоящее время наряду с активно развивающимся поиском новых препаратов, способных воздействовать на регулирование жизнедеятельности опухолевой клетки, актуальным и высоко востребованным остается деталыюе изучение механизмов действия противоопухолевых антибиотиков на нуклеиновые кислоты и зависимые от них ферменты. Особый интерес вызывают ДНК-топоизомеразы - ферменты, катализирующие конформационные перестройки ДНК и играющие ключевую роль во всех аспектах функционирования генома. Целенаправленный поиск противоопухолевых агентов, воздействующих на топоизомеразы, в том числе на топоизомеразу I, способствует созданию лекарственных средств, эффективных в отношении различных злокачественных новообразований, включая опухоли, обладающие множественной лекарственной устойчивостью.
Оценка топо І-ингибируюгдего действия и выявление взаимосвязи структура-активность в ряду соединений, относящихся к двум классам противоопухолевых антибиотиков (антрациклинам и производным ауреоловои кислоты), а также к их полусинтетическим производным и синтетическим аналогам антрациклинов (гетероарилантрахинонам), позволяют наметить пути их дальнейшей химической модификации, что крайне важно для эффективного отбора и создания новых противоопухолевых лекарств.
Отработка и оптимизация метода, позволяющего сравнительно быстро в тестах in vitro оценивать способность цитотоксического агента воздействовать на топоизомеразу I -молекулярную мишень действия многих противоопухолевых соединений, облегчает проведение направленного поиска новых активных ингибиторов этого фермента, являющихся потенциальными лекарственными препаратами, что актуально на стадии доклинических исследований изучаемых антибиотиков.
'В руководстве работой и подготовке ее к защите принимал участие зав. лабораторией механизмов гибели опухолевых клеток НИИ канцерогенеза ГУ РОНЦ им. Н.НБлохина РАМН д.м.н. Штиль А.А..
Дель работы. Целью работы являлось изучение влияния противоопухолевых антибиотиков, их новых производных и аналогов различной химической структуры на каталитическую активность ДНК-зависимого фермента топоизомеразы I.
Были поставлены следующие задачи: 1) отработка и оптимизация метода, позволяющего in vitro изучать влияние соединений на каталитическую активность фермента топоизомеразы I в реакции релаксации суперскрученной ДНК; 2) отбор наиболее активных ингибиторов топоизомеразы І в ряду следующих классов соединений: антрациклины, производные ауреоловой кислоты и гетероарилантрахиноны; 3) выявление закономерностей влияния химической структуры исследуемых соединений на каталитическую активность топоизомеразы I, позволяющих путем синтеза или химической модификации получать более активные ингибиторы фермента.
Научная новизна. Впервые оценена и сопоставлена топо 1-ингибирующая активность карминомицина с активностью доксорубицина и даунорубицина, для которых ранее такой систематический анализ не проводился. Впервые изучена ингибирующая активность в отношении топоизомеразы I полусинтетаческих производных карминомицина и доксорубицина в сравнении с исходными антибиотиками, что позволяет оценить их химиотерапевтический потенциал.
Установлено таргетное влияние на топоизомеразу I нового класса соединений -гетероарилантрахинонов - цитотоксических синтетических аналогов агликонов антрациклинов.
Впервые сопоставлено влияние на каталитическую активность топо I GC-специфичных узкобороздочных лигандов группы производных ауреоловой кислоты: оливомицина 1, хромомицина А3, митрамицина, а также изучено влияние на фермент десяти полусинтетических производных оливомицина 1.
Выявлены новые перспективные для доклинических исследований производные двух классов противоопухолевых соединений и их аналогов, способные ингибировать каталитическую активность ДНК-зависимого фермента топоизомеразы I - одной их молекулярных мишеней действия химиотерапевтических агентов.
На основании результатов по взаимосвязи структура-активность в ряду производных изученных классов противоопухолевых соединений определены перспективные направления химической модификации с целью получения новых лекарственных препаратов - активных ингибиторов топоизомеразы I.
Практическая значимость. Оптимизирован метод сравнительно быстрого скрининга потенциальных противоопухолевых соединений, позволяющий отобрать наиболее перспективные препараты для их углубленного изучения. Несколько
5 отобранных производных оливомицина 1 и нафтоиндолднона в настоящее время исследуются на способность подавлять рост экспериментальных опухолей у лабораторных животных.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на VI Всероссийской научно-практической конференции «Отечественные противоопухолевые препараты» (Москва, 2007), конференции «Постгеномные технологии разработки противоопухолевых агентов с новыми механизмами действия» (Химки, 2007), 5th International symposium on targeted anticancer therapies (Amsterdam, 2007), Cancer Therapeutics: the Road Ahead. Capri Science Conference (a Nature Conference) (Capri, Italy, October 8-10, 2007), VII Всероссийской научно-практической конференции «Отечественные противоопухолевые препараты» (Москва, 2008), 6th International symposium on targeted anticancer therapies (Bethesda, MD, USA, 2008), конференции «Органическая химия для медицины» (Черноголовка, 2008).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 статьи в отечественных и международных журналах, 7 тезисов докладов на Российских и международных конференциях и получено одно положительное решение о выдаче патента на изобретение.
