Введение к работе
Актуальность проблемы
Улучшение результатов химиотерапии больных с злокачественными новообразованиями продолжает оставаться актуальной проблемой, решение которой выходит за рамки клинической онкологии и требует усилий специалистов в химии, биофизике, фармакологии, биотехнологии и других фундаментальных дисциплинах. Разрабатываемая в последние годы стратегия мишень-направленной (таргетной) терапии предусматривает выбор внутриклеточных мишеней (белков), воздействие на которые приводит к необратимому нарушению жизнедеятельности опухолевых клеток при минимальном повреждении неопухолевых клеток. Такими мишенями могут быть компоненты путей передачи внутриклеточных сигналов, контролирующих выживание и пролиферацию опухолевых клеток - факторы роста и их рецепторы, механизмы клеточной адгезии, инвазии, ангиогенеза. Новыми и перспективными являются попытки непосредственного лекарственного воздействия на аппарат экспрессии генов, в частности, на ДНК теломер и регуляторные области онкогенов. Важнейшая задача направленного противоопухолевого воздействия – создание новых молекул-прототипов лекарств и исследование механизмов их цитотоксичности. Для этого широко изучаются многочисленные классы низкомолекулярных химических соединений. Преимуществом малых молекул является способность проникать в опухолевые клетки путем простой диффузии и взаимодействовать с внутриклеточными мишенями c аффинностью, достаточно высокой для нарушения структуры и функций указанных мишеней.
Достоинствами порфиринов в качестве противоопухолевых препаратов направленного действия является их способность с высокой селективностью накапливаться в опухолевых клетках, что позволяет снизить побочные эффекты терапии. В настоящее время порфирины и их производные широко применяются в качестве агентов для фотодинамической терапии опухолей. Особенностью таких соединений является отсутствие темновой токсичности по отношению к опухолевым клеткам.
В настоящей работе в качестве объекта исследования выбраны производные порфиринов, обладающие самостоятельной токсичностью для опухолевых клеток. Токсичные соединения в указанном химическом классе составляют небольшую и недостаточно изученную часть. Как правило, токсичны синтетические производные порфиринов, не имеющие природных аналогов, или модифицированные природные порфирины.
Различные порфирины неодинаково взаимодействуют с мишенями в опухолевых клетках. В основе наиболее часто встречающихся механизмов гибели лежит взаимодействие порфиринового лиганда с ДНК. Дуплексы, а также сложные структуры ДНК – квадруплексы, важные для пролиферации клеток, являются перспективными мишенями для порфиринов. Известны и ДНК-независимые внутриклеточные мишени порфиринов, взаимодействие с которыми вызывает гибель опухолевых клеток.
Таким образом, актуальность проблемы, поставленной в диссертации, обусловлена необходимостью изучения молекулярных механизмов самостоятельной цитотоксичности порфиринов и их производных для создания новых мишень-направленных противоопухолевых препаратов.
Цель исследования – установить механизмы гибели опухолевых клеток человека при действии новых модифицированных порфиринов.
Задачи:
1. создать новые цитотоксические производные порфиринов и изучить их физико-химические и противоопухолевые свойства;
2. исследовать взаимодействие наиболее активных соединений с внутриклеточной мишенью – ДНК: определить тип связывания, константу равновесия комплексообразованиия;
3. установить связь между физическими характеристиками порфиринового лиганда (по взаимодействию с различными структурами ДНК) и его цитотоксичностью для культивируемых опухолевых клеток;
4. изучить механизмы гибели клеток при действии наиболее активных производных порфиринов.
Новизна исследования
-
Синтезированы новые производные порфиринов, обладающие самостоятельной токсичностью по отношению к опухолевым клеткам, в том числе к клеткам с молекулярной детерминантой лекарственной устойчивости – нефункционирующим р53.
-
Впервые изучены количественные параметры взаимодействия новых соединений с различными структурами ДНК.
-
Впервые идентифицирована внутриклеточная мишень наиболее активного нового производного хлорофилла – палладиевого комплекса пурпурина-18.
-
Установлен механизм взаимодействия палладиевого комплекса пурпурина-18 с модельной мембраной, по структуре схожей с клеточными мембранами.
-
Выявлен механизм гибели опухолевых клеток при действии палладиевого комплекса пурпурина-18.
Научно-практическая значимость исследования
Изучение механизмов цитотоксического действия новых производных порфиринов позволит обосновать использование этого класса противоопухолевых препаратов для лечения онкологических заболеваний.
Апробация работы
Диссертация обсуждена 14 июня 2011 г. на совместной конференции лабораторий механизмов гибели опухолевых клеток, молекулярной эндокринологии, регуляции клеточных и вирусных онкогенов, механизмов регуляции иммунитета, биохимии опухолей, канцерогенных веществ, вирусного канцерогенеза, механизмов прогрессии эпителиальных опухолей, биохимической фармакологии, медицинской химии Российского онкологического научного центра имени Н.Н.Блохина РАМН.
Публикации по теме диссертации
По материалам диссертации опубликованы 4 журнальных статьи и тезисы четырех международных и российских конференций.
Структура и объем диссертации
