Ростовские учёные получили противоопухолевые комплексы меди

Исследования специалистов ЮФУ и Института неорганической химии имени А. В. Николаева показали, что цитотоксическая активность изученных комплексов меди в несколько раз превышает активность широко используемых коммерческих противоопухолевых препаратов. Есть вероятность, что в будущем полученные результаты внесут существенный вклад в разработку новых противораковых лекарств.

Одна из важнейших задач бионеорганической и медицинской химии — это получение новых лекарственных препаратов для диагностики и лечения таких социально значимых болезней, как онкология. Сегодня в клинической практике широко используются препараты на основе комплексов платины(II) и платины(IV) (цисплатин, карбоплатин, недаплатин). Но несмотря на эффективность, они обладают недостатками, ограничивающими их использование: токсичность, способность вызывать аллергические реакции, снижение иммунитета и неизбирательность действия. Учёные уже сейчас ищут новые препараты на основе соединений эндогенных металлов (кобальт, медь, цинк, железо) с незначительными побочными эффектами и широким спектром действия. Особое внимание уделяется комплексам меди, так как она необходима для нормальной клеточной активности живого организма.

Коллектив кафедры физической и коллоидной химии им. проф. В.А. Когана химического факультета ЮФУ совместно с учёными НИИ физики ЮФУ, НИЦ «Курчатовский институт» и Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН (Новосибирск) предположили, что синтез рядов бис-гидразонов и комплексов меди на их основе позволит установить взаимосвязь между структурой и противоопухолевой активностью координационных соединений и, в конечном итоге, внесёт существенный вклад в понимание механизмов действия комплексов меди на раковые клетки.

Более ранние исследования противоопухолевых свойств комплексов меди показали, что их активность во многом определяется синергизмом свойств металлоцентра и окружающих его органических молекул (лигандов). Так, направленно изменяя природу заместителей а лиганде и их пространственное расположение можно влиять на структуру и, как следствие, на биологическую активность комплексов.

Несмотря на то, что открыто большое количество медьсодержащих соединений с высокой цитотоксической активностью (некоторые из них находятся на стадии доклинических и клинических испытаний), их применение в качестве лекарственных препаратов пока представляется преждевременным, так как во многих случаях нет данных о механизме действия комплексов на раковые клетки и требуются дополнительные биохимические исследования. В связи с этим, синтез и физико-химическое исследование систематических рядов комплексных соединений меди – это актуальная задача для изучения факторов, влияющих на противоопухолевые свойства соединений и важнейший шаг в сторону получения надежных и безопасных антираковых препаратов.

«Одним из подходов получения противоопухолевых веществ является синтез комплексов на основе лигандов, обладающих биологически активными свойствами. К таким системам относятся гидразоны моно- и дикарбонильных соединений. Биологической активности гидразонов посвящено множество работ, в которых обсуждаются их антивирусные, противомикробные, фунгицидные, противоопухолевые и многие другие свойства. В ряду гидразонов имеется ряд лекарственных средств разнообразного действия – фурацилин, фтивазид, метисазон и другие. Поэтому для реализации наших задач в качестве лигандных соединений предполагается использовать бис-гетарилгидразоны, содержащие пиримидиновый, фталазиновый, хинолиновый, бензимидазольный и другие гетероциклы. По нашему мнению, такой выбор лигандов не только позволит изучить влияние природы донорных атомов и гетероциклических фрагментов на цитотоксическую активность бис-гидразонов и их медных комплексов, но также сделает возможным получение взаимосвязи между строением комплексов и их свойствами», – рассказала доцент кафедры физической и коллоидной химии имени профессора В.А. Когана химического факультета ЮФУ Юлия Туполова.

Таким образом, в своей научной работе ученые осуществили синтез серии комплексов меди(II) на основе лиганда, содержащего активные гетероциклические фрагменты – пиридин и хинолин. С помощью широкого набора методов исследования была надежно установлена их структура. Показано, что в зависимости от природы соли меди(II) образуются комплексы различного состава и строения (рис. 1 и 2).

Биологические испытания синтезированных соединений против раковых клеток Hep2 (карцинома гортани человека) и HepG2 (раковые клетки печени) проводились in vitro (то есть в искусственных условиях, вне живого организма) учеными в Институте неорганической химии им. А. В. Николаева в г. Новосибирске.

Исследования показали, что все комплексы меди проявляют цитотоксическую активность в несколько раз превышающую активность широко используемых коммерческих противоопухолевых препаратов – цисплатина и карбоплатина и открыли новые направления дизайна перспективных комплексов, обладающих противораковой активностью. Для более детального понимания взаимосвязи между строением изучаемых соединений и их противоопухолевой активностью требуются дальнейшее исследование систематических рядов бис-гидразонов и комплексов меди на их основе.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ) № 22-23-01161, опубликованы в издании Polyherdon.