Введение к работе
Актуальность проблемы. Прогресс в лечении злокачественных
новообразований определяется появлением новых противоопухолевых
препаратов. В настоящее время разрабатываются новые представители
уже известных групп препаратов, обладающих лучшей переносимостью и
большей эффективностью. Известно, что применение противоопухолевых
препаратов при многократном введении вызывает иммунодепрессию.
Перспективным в эффективности противоопухолевой терапии является
создание препаратов, обладающих, наряду с высоким
противоопухолевым, иммуностимулирующим действием.
Среди антибластомных средств различной природы значительное место занимают природные соединения и их полисинтетические аналоги с антимитотическим действием. В последние годы возрос интерес к веществам с подобным механизмом действия в связи с появлениям таких эффективных препаратов как таксаны (паклитаксел и доцетаксел) /Bisseiy М. С-, 1995, Boyd М, 1994/. Успешно применяются винкаалкалоиды (винкристин, винбластин и полусинтетический виндезин), лактон подофиллогоксин, создаются и входит в практику онкологов новые дериваты на их основе.
Группа митозтормозящих средств начиналась с алкалоида колхицина - митотического яда, который в силу токсичности и небольшой широты терапевтического действия позднее был заменен менее токсичным природным аналогом колхамином. Наличие функционально-активных центров в молекуле колхицина и колхамина позволяет провести их направленную модификацию с целью расширения спектра биологического действия и создания полифункциональных противоопухолевых и иных препаратов, что явилось задачей, решению которой посвящена настоящая работа.
Известно, что колхицин и колхамин обладают
радиосенсибшшзирующим действием, на чем основано их применение совместно с телегаммотерапией /Грим МЛ, Малкинсон Ф.Д., 1963/, поэтому изучение радиомодифицирующих свойств новых менее токсичных производных алкалоидов является весьма актуальным в свете усиления чувствительности опухолей к рентгеновскому излучению.
Разработка лекарственной формы и изучение хронической токсичности препаратов - этапы многоступенчатого исследования лекарственных средств, которые нашли отражение в настоящей работе.
Цель и задачи исследования. Основной целью диссертационной
работы является создание новых биологически-активных
полифункциональных соединений на основе колхицина и колхамина со сниженной токсичностью и высокой противоопухолевой, радномодифицнругощей и полиплоидирующей активностью. В этой связи были поставлены следующие задачи:
- Химическое моделирование молекул колхицина и колхамина с целью получения полифункциональных молекул, сочетающих митозтормозящий эффект колхицина о алкилирующим механизмом действия привнесенных фрагментов.
- Разработка методов синтеза и выделения новых веществ.
- Изучение структур полученных соединений химическими и
физико-химическими методами.
Установление основных фармакологических свойств и выявление закономерности "структура-активность" новых производных трополоновых алкалоидов на основе изучения их токсических свойств, митотической, противоопухолевой и других видов биологической активности.
Выявление перспективных соединений в ряду новых производных трополоновых алкалоидов в качестве потенциальных средств лечения злокачественных новообразований на основе использования различных тест-систем, таких как цитологическое действие соединений на клетки Allium сера L., асцитные и солидные опухоли мышей и крыс, эксплантаты опухолей человека в условиях органного культивирования, а также сравнение их активности с известными противоопухолевыми препаратами.
Исследование механизма противоопухолевой активности перспективных соединений на основе изучения их митотической активности, влияния на синтез нуклеиновых кислот, изучение их иммуномодулирующего действия, воздействия на репарацию стволовых гемопоэтических клеток, антиокислительной активности.
- Создание новой лекарственной формы Дэкоцина и изучение ее
токсикологических свойств.
Научная новизна. Разработано новое направление в химии трополоновых алкалоидов-введение алкилирующих агентов, фрагментов молекул, отвечающих за радиомодифицирующие свойства и других синтонов, специфически увеличивающих активность исходной молекулы алкалоида за счет полифункционального действия полученных дериватов, сочетающих антимитотическнй эффект исходного колхицина с эффектом введенных фрагментов. На основе этого синтезированы новые оригинальные соединения. Разработаны их методы синтеза и выделения. Строение новых веществ изучено химическими и физико-химическими методами. Установлена парамагнитная активность ряда полученных соединений, степень которой коррелирует с биологической активностью.
Впервые обнаружена и изучена противоопухолевая активность большого ряда новых производных алкалоидов колхицина и колхамина как на опухолях человека "in vitro", так и на опухолях животных "in vivo". На широком спектре опухолей in vivo показана высокая противоопухолевая активность ряда соединений, отобранных в предварительных экспериментах.
При изучении механизма действия наиболее активных соединений (Дэкоцина, К-42 и К-48) установлено, что вещества сочетают алкилирующее' действие с антимитотическим, проявляя большую избирательность к опухолевым клеткам, различны в своем иммунологическом действии, антиокислительных свойствах, влиянии на систему обновления популяции кроветворных клеток, а также
мутагенном воздействии на клетки костного мозга.
Исследования хронической токсичности Дэкоцина в лекарственной рорме (2% мазь) показало хорошую переносимость препарата кивотными.
Впервые изучалась радиомодифицирующая активность новых іроизводньїх колхицина, 6 соединений оказались с более выраженной іациосенснбилизирующей активностью, чем у колхицина.
При изучении полиплоидной активности новых дериватов выявлен )яд более эффективных и менее токсичных соединений, чем колхицин, [ля селекции растений.
В результате изучения биологических свойств новых производных рополоиовых алкалоидов установлены некоторые закомерности заимосвязи структуры и активности, что позволяет планировать альнейший поиск биоактивных соединений в данном ряду природных оединений.
Практическое значение. В результате проведенных исследований становлено, что из изученных соединений наиболее перспективными вляются соединения Дэкоцин, К-42 и К-48, последние препараты аходятся на стадии представления в Фармакологический комитет РУз. [экоцин в виде 2%-ной мази, прошел предклинические іармакологические испытания и представлен на рассмотрение Фармакологического комитета РУз.
При изучении радиомодлфицирующей активности . новых
оединений отобраны два вещества со значительной
адиосенсибилнзирующей и противоопухолевой активностью, наряду со ниженной токсичностью, для использования в сочетании с облучением.
При изучении полиплоидизирующей активности новых соединений ыявлен ряд более эффективных препаратов, чем колхицин, для глекции растений (рекомендация САО ВАСХНИЛа по применению репарата Дадакол (К-55) при получении полиплоидов различный астений от 30.11-1988).
На защиту выносятся следующие положения:
-
Синтезированы новые биологически-активные полифункциональ-ые соединения на основе алкалоидов колхицина и колхамина со шхенной токсичностью и высокой противоопухолевой, щиомодифицируюгцей и полигшоидирующей активностью за счет ієдсния алкилирующих групп и синтонов, направленно эдифицирующих активность получаемых дериватов.
-
Изучение биологаческой активности позволило обнаружить из мученных соединений в экспериментах на опухолях человека "in vitro" > активных веществ для дальнейших исследований. На опухолях "in vo" отобраны наиболее перспективные вещества (Дэкоцин, К-42 и К-!) с высокой противоопухолевой активностью. Найдены 2 соединения [-18 и К-19) с сочетанием значительной радиосенсибилизирующей и
противоопухолевой активности.
-
Механизм противоопухолевого действия отобранных соединений обусловлен сочетанием их антимитотической активности со значительным подавлением синтеза нуклеиновых кислот в опухолевых клетках, а также различием в их иммунологическом действии, антиокислительных свойствах, влиянии на систему обновления популяции кроветворных клеток.
-
Для Дэкоцина разработана лекарственная форма в виде 2% мази с двумя основами и проведено исследование хронической токсичности мази Дэкоцин-1, что позволяет рекомендовать препарат для клинических испытаний.
Апробация работы. Материалы, включенные в работу, докладывались и обсуждались на Всесоюзных совещаниях по экспериментальной химиотерапии опухолей (Черноголовка, 1981, Москва; 1986), на республиканской конференции химиотерапевтов (Ташкент, 1986), на I съезде онкологов РУз с международным участием (Ташкент, 1994), на I съезде онкологов СНГ (Москва, 1997), на симпозиуме "Медицина и охрана здоровья" (Тюмень, 1997), на всесоюзных совещаниях по радиобиологии (Свердловск, 1980, Пермь, 1981, Челябинск, 1986), на 8-й конференции молодых ученых по органической и биоорганической химии (Рига, 1991), на I и III международных конференциях по химии природных соединений (Ташкент, 1994, Бухара, 1998), на конференциях молодых ученых в Институте химии растительных веществ (Ташкент, 1997, 1998, 1999, 2000); на республиканской конференции "Перспективы в создании новых лекарственных препаратов" (Ташкент, 1998).
Публикации. Результаты диссертации изложены в 77 научных публикациях, из них 17 статей в рецензируемых журналах, 11 авторских свидетельств и 3 патента РУз.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 322 машинописных страницах, в том числе 280 страниц основного текста, и состоит из введения, обзора литературы, главы "Материалы и методы" и 6 глав, в которых обсуждаются результаты собственных исследований, заключения, выводов и списка литературы, включающего 351 наименование работ, а также приложения, где представлены спектральные данные новых соединений (40 рисунков), данные изучения 26 новых веществ в NCI (26 рисунков), а также ВФС Дэкоцина. Диссертация содержит 35 таблиц, 11 рисунков.
