Введение к работе
Актуальность проблемы: В процессе совершенствования методов лечения злокачественных новообразований человека на передний план в проблеме современной химиотерапии выдвигается разработка и направленный синтез новых высокоэффективных противоопухолевых агентов (Gottesmann, 1993). В последние два десятилетия арсенал применяемых в клинике антиопухолеЕых средств значительно расширился, однако значительная часть их оказалась малоэффективной и высокотоксичной; некоторые препараты были наделены кратковременным действием или существенными побочными эффектами (Белоусова, 1988; Напалков, 1989; Davidson, 1993).
В настоящее время стало очевидным, что методология поиска и подходов разработки новых перспективных химиотерапев-тических соединений направленного действия с заранее заданными свойствами должна базироваться на фундаментальных исследованиях особенностей метаболизма опухолевой клетки (Бере-зов, 1969; Александров, Беспалов, 1991; Горбунова, 1991). В этом отношении особенности биосинтеза и распада полиаминов, являющихся зссенциальными факторами процессов клеточного роста и дифференцировки, могут служить надежной мишенью для синтеза и конструирования противоопухолевых агентов (Porter, Sufrin, 1986; Pegg, 1988; Nishioka, 1993). Кроме того, ключевые ферменты, катализирующие биосинтез и распад полиаминов, также могут служить основой для разработки специфических ингибиторов, оказывающих тормозящий эффект на активность, например, орнитиндекарбоксилазы (ОДК), уровень которой в опухолевых клетках в несколько раз превышает контрольные величины в здоровых клетках (Березов, Сяткин, 1986; Сят-кин, Березов, 1980; Сяткин, 1979).
Альтернативную стратегию поиска противоопухолевых агентов на основе метаболизма полиаминов составляет разработка и синтез аншюгов полиаминов направленного действия, способных связываться в клетке в участках связывания нормальных полиаминов и нарушающих функции внутриклеточных полиаминов (Porter, Sufrin, 1986; Porter, Bergeron, 1988; Bergeron et al.,
1989; Edwards et al., 1990).
Недавно синтезированы аналоги полиаминов, модифицированные азотистыми основаниями, с целью получения специфических химических соединений, способных к образованию не только ионных, но и водородных связей с определенными азотистыми основаниями нуклеиновых кислот. Расстояния между отдельными азотистыми основаниями варьируются за счет разной длины алифатической цепи аналога полиамина. Неіюторие из подобных соединений образуют комплексы с ДНК и обладают противоопухолевой активностью, зависящей от длины алифатической цепи молекулы полиамина (Ладак, 1989).
Изложенные выше обстоятельства служили основанием для выбора соединений в качестве объекта данного исследования. Предпочтение было отдано девяти веществам сложной химической структуры; в частности аналогам полиаминов, модифицированных аденозином и урацилом, с различной длиной алифатической цепи (Рис. 1). Все эти соединения были синтезированы в Институте органического синтеза АН Латвии (г. Рига) и любезно предоставлены нам для исследования проф. М.Ю. Лидак.
Целью настоящего исследования был поиск потенциальных противоопухолевых агентов среди аналогов полиаминов, модифицированных азотистыми основаниями, способных ингибировать биосинтез полиаминов.
Исходя из поставленной цели были сформулированы следующие задачи исследования:
-
Провести скрининг испытуемых веществ в бесклеточных тест-системах для отбора аналогов, ингибирующих синтез полиаминов и активирующих их распад.
-
Провести скрининг тестируемых аналогов полиаминов е клеточной тест-системе.
-
Выяснить возможность существования зависимости между структурой исследуемых веществ и их эффективностью в качестве потенциальных противоопухолевых агентов.
Научная новизна. Проведено исследование воздействия новых аналогов полиаминов, модифицированных аденозином и урацилом, на синтез полиаминов в бесклеточных и клеточных тест-системах. Результаты экспериментов позволили впервые выявить и рекомендовать для дальнейшего исследования ряд
аналогов полиаминов, модифицированных двумя остатками ураци-лов , в качестве потенциальных противоопухолевых средств. Впервые показан различный характер действия соединений I, III, VI и VIII в бесклеточных тест-системах из регенерирующей ткани и ткани опухоли.
Практическая значимость работ. Результаты скрининга испытуемых соединений е бескдеточных тест-системах из тканей с высоким миготическим индексом могут служить теоретической базой для разработки критериев целенаправленного синтеза веществ, обладающих противоопухолевой активностью. Обоснована возможность использования бесклеточных тест-систем для первичного отбора и прогнозирования малотоксичных веществ с потенциальной противоопухолевой активностью. Предложены новые препараты в качестве потенциальных противоопухолевых агентов.
Положения, выносимые на защиту:
-
Аналоги полиаминов, модифицированные азотистыми основаниями, обладают потенциальной противоопухолевой активностью, которая возрастает в ряду исследуемых соединений: II < IV < I < III < V < VI < VIII < VII < IX. Результаты биохимического и первичного фармакологического исследования позволяют считать целесообразным дальнейшие фармакологические испытания веществ VII, VIII и IX в качестве потенциальных противоопухолевых агентов.
-
Аналоги полиаминов, модифицированные аденозином, в бесклеточных тест-системах из регенерирующей печени крыс и гепатомы Г-27 активируют синтез полиаминов и подавляют действие ферментов их катаболизма. Аналоги полиаминов, модифицированные двумя остатками урацилов , в тех же условиях подавляют синтез полиаминов и путресцина и активируют аминоокси-дазную активность и, таким образом, проявляют потенциальную противоопухолевую активность.
-
Степень модуляции исследуемыми веществами синтеза полиаминов и путресцина, а также ферментов распада полиаминов зависит от количества метиленовых групп в алифатической цепи аналогов.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на Международной конференции "Современная энзимология:
проблемы и перспективы", посвященная памяти академика А.Е. Браунштейна (на теплоходе г. Санкт-Петербург, 1992); на II Всероссийской научной конференции по программе "Университеты России" (г. Нальчик, 1994); на 9-м съезде по витамину Вб и карбонильному катализу и на 3-м съезде по PQQ и хинопротеи-нам (г. Капри, Италия, 1994); а также на научных конференциях кафедры биохимии РУДН.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на