Главная » 2014»Сентябрь»29 » Скачать Носители противоопухолевых препаратов на основе синтетических полипептидов. Буров, Сергей Владимирович бесплатно
00:43
Скачать Носители противоопухолевых препаратов на основе синтетических полипептидов. Буров, Сергей Владимирович бесплатно
Носители противоопухолевых препаратов на основе синтетических полипептидов
Диссертация
Автор: Буров, Сергей Владимирович
Название: Носители противоопухолевых препаратов на основе синтетических полипептидов
Справка: Буров, Сергей Владимирович. Носители противоопухолевых препаратов на основе синтетических полипептидов : диссертация доктора химических наук : 02.00.06, 02.00.10 / Буров Сергей Владимирович; [Место защиты: Ин-т высокомолекуляр. соединений] - Санкт-Петербург, 2009 - Количество страниц: 217 с. ил. Санкт-Петербург, 2009 217 c. :
Объем: 217 стр.
Информация: Санкт-Петербург, 2009
Содержание:
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ•
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
11 АНАЛОГИ ЛЮЛИБЕРИНА В КАЧЕСТВЕ НОСИТЕЛЕЙ ПРОТИВООПУХОЛЕВЫХ ПРЕПАРАТОВ
111 Проблема избирательности действия противоопухолевых препаратов
112 Изучение взаимосвязи структура — активность в ряду аналогов люлиберина
113 Молекулярно-биологические основы противоопухолевого действия агонистов и антагонистов люлиберина
114 Применение 'аналогов люлиберина в качестве носителей противоопухолевых препаратов
12 ПРОТИВООПУХОЛЕВЫЕ ПРЕПАРАТЫ НА ОСНОВЕ RGD-ПЕПТИДОВ
ГЛАВА 2 СИНТЕЗ АНАЛОГОВ ЛЮЛИБЕРИНА, ОБЛАДАЮЩИХ
ПРОТИВООПУХОЛЕВОЙ АКТИВНОСТЬЮ
21 Носители цитотоксических агентов на основе аналогов люлиберина с укороченной аминокислотной последовательностью
22 Получение конъюгатов цитотоксических агентов и аналогов люлиберина с полной аминокислотной последовательностью
23 Синтез полипептидных носителей, обладающих собственной цитотоксической активностью
24 Синтез полипептидных носителей, содержащих сигнал ядерной локализации
ГЛАВА 3 НОСИТЕЛИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ НА
ОСНОВЕ RGD-ПЕПТИДОВ
ГЛАВА 4 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛИПЕПТИДНЫХ НОСИТЕЛЕЙ
ДЛЯ ДОСТАВКИ «СУИЦИДНОГО» ГЕНА В ОПУХОЛЕВЫЕ
КЛЕТКИ
ГЛАВА 5 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
51 Качественные реакции
52 Определение стабильности аналогов GnRH в плазме крови
53 Синтез вспомогательных реагентов
54 Твердофазный синтез пептидов
55 Синтез аналогов люлиберина с укороченной аминокислотной последовательностью
56 Синтез аналогов люлиберина, содержащих 9-12 аминокислотных остатков
57 Синтез пептидов, содержащих сигнал ядерной локализации
58 Синтез носителей на основе RGD-пептидов
59 Синтез пептидов, использованных в составе систем доставки генов
Введение:
Актуальность темы. Различные по структуре синтетические полимеры широко используются для увеличения растворимости, биологической активности, длительности и избирательности действия низкомолекулярных лекарственных веществ. Одним из наиболее актуальных направлений исследований является создание новых полимерных носителей противоопухолевых препаратов. Благодаря особенностям строения и физико-химических свойств макромолекул, происходит их постепенное накопление в опухолевой ткани, что позволяет многократно повысить локальную концентрацию присоединенного химиотерапевтического агента.
Тем не менее, общим недостатком существующих подходов остается недостаточная избирательность действия медико-биологических полимеров, что приводит к возникновению значительных побочных эффектов. Кроме того, разработка действенных систем адресной доставки противоопухолевых соединений осложняется рядом факторов таких, как неоднородность состава полимерных носителей и отсутствие четкого контроля за процессом иммобилизации лекарственных веществ, которые могут быть ковалентно связаны с функциональными группами полимера или присутствовать в виде ассоциатов.
К числу перспективных направлений, позволяющих повысить эффективность воздействия и уменьшить побочные эффекты, относится применение природных полимеров и их аналогов в качестве носителей химиотерапевтических агентов. Особенный интерес представляет разработка систем адресной доставки на основе синтетических полипептидов, специфически связывающихся с рецепторами, расположенными на поверхности клеток злокачественных опухолей. Существенным преимуществом при этом является возможность дополнительного влияния на опухолевые клетки благодаря наличию у полипептидного носителя собственной биологической активности.
Эффективность такого действия особенно высока в случае так называемых гормонозависимых опухолей, рост которых ускоряется в присутствии тех или иных гормонов. В настоящее время установлено что, в отличие от нормальной ткани, на поверхности многих злокачественных клеток расположены рецепторы биологически активных полипептидов, что может послужить основой при разработке систем направленного транспорта лекарственных препаратов. Так, например, аналоги некоторых регуляторных пептидов гипоталамуса, широко применяющиеся при терапии гормонозависимых опухолей [1, 2], могут быть использованы в качестве носителей химиотерапевтических агентов.
Существующие в настоящее время подходы позволяют получить аналоги природных полипептидов, обладающие высокой устойчивостью к энзиматическому расщеплению и обеспечивающие эффективный перенос лекарственных соединений к пораженным органам и тканям. Вместе с тем, в случае противоопухолевых препаратов роль полипептидного носителя обычно ограничена специфическим взаимодействием с рецептором, в то время как вопросы его собственного влияния на злокачественные клетки и внутриклеточный транспорт цитотоксического агента изучены недостаточно.
Другим перспективным направлением является разработка методов генной терапии опухолевых заболеваний в том числе с применением систем адресной доставки на основе синтетических полипептидов. Хорошо известным примером является использование так называемых «суицидных» генов, приводящих клетки к самоуничтожению. Так, в случае гена тимидинкиназы вируса простого герпеса [3], злокачественные клетки приобретают способность фосфорилировать противовирусный препарат ганцикловир, что приводит к прекращению синтеза ДНК. Наличие эффекта гибели соседних опухолевых клеток позволяет многократно усилить терапевтическое действие.
Основными причинами, ограничивающими возможности использования синтетических полипептидов в составе систем доставки генов, являются недостаточная избирательность действия и, как правило, неудовлетворительные результаты в экспериментах in vivo. Вместе с тем, несмотря на меньшую эффективность по сравнению с вирусными средствами переноса генов, полипептидные носители свободны от таких недостатков как токсичность и иммуногенность и могут быть использованы при продолжительном лечении. Особенный интерес при этом представляет применение аналогов пептидных гормонов, обеспечивающих специфическое связывание с рецепторами, расположенными на поверхности опухолевых клеток.
Таким образом, при разработке систем адресной доставки противоопухолевых препаратов особенную актуальность приобретает рациональный выбор структуры полипептидного носителя, основанный на изучении особенностей его биологического действия.
Благодаря наличию на поверхности многих опухолевых клеток специфических рецепторов, отсутствующих в большинстве нормальных тканей, к числу наиболее перспективных вариантов полипептидных носителей можно отнести аналоги регуляторного пептида гипоталамуса — люлиберина и фрагментов белков, обеспечивающих межклеточные контакты (RGD-пептидов).
Цель работы. Разработка принципов создания полимерных носителей противоопухолевых препаратов, на основе синтетических полипептидов, обладающих собственной цитотоксической активностью.
Для достижения этой цели было необходимо решить следующие задачи: 1) Синтезировать ряд аналогов люлиберина и исследовать особенности их противоопухолевого действия, включая прямое влияние на злокачественные клетки.
2) Разработать методы модификации структуры полипептидного носителя, с целью повышения его цитотоксической активности.
3) Синтезировать аналоги люлиберина, обеспечивающие направленный транспорт цитотоксических агентов к опухолевым клеткам, их перенос через клеточную мембрану и доставку в ядро.
4) Исследовать возможности применения фрагментов ос-цепи фибриногена и их аналогов в составе систем адресной доставки противоопухолевых препаратов.
5) Разработать системы доставки в опухолевые клетки «суицидных» генов, основанные на использовании полипептидных носителей, обладающих цитотоксическим действием.
Положения, выносимые на защиту. Применение синтетических полипептидов, обладающих цитотоксической активностью, в качестве носителей противоопухолевых соединений повышает эффективность воздействия на опухолевые клетки.
Модификация полипептидов остатком пальмитиновой кислоты, является перспективным подходом при разработке систем адресной доставки цитотоксических агентов.
Преимуществом противоопухолевых соединений на основе аналогов люлиберина, по сравнению с другими природными полипептидами, является комплексное воздействие на клетки ряда аденокарцином в результате подавления секреции стероидных гормонов, направленной доставки цитотоксического агента и стимуляции иммунной системы.
Носители на основе фрагментов а-цепи фибриногена и их аналогов позволяют осуществлять направленный транспорт лекарственных препаратов непосредственно к пораженным органам и тканям.
Эффективность генной терапии опухолевых заболеваний может быть повышена с помощью систем доставки, основанных на использовании пептидов, обладающих противоопухолевой активностью.
Научная новизна. Предложен новый подход к выбору структуры носителей для адресной доставки противоопухолевых препаратов, основанный на использовании синтетических полипептидов, обладающих собственной цитотоксической активностью.
Проведен синтез серии аналогов люлиберина, обладающих комплексным действием на клетки гормонозависимых опухолей в результате подавления секреции стероидных гормонов, направленного транспорта цитотоксического агента, собственной цитотоксической активности и стимуляции иммунной системы.
Показано, что включение остатка пальмитиновой кислоты в структуру полипептидного носителя приводит к повышению его противоопухолевой активности как in vitro, так и in vivo. Впервые установлено непосредственное взаимодействие аналогов люлиберина с регуляторными участками последовательности гена интерлейкина-2, приводящее к усилению синтеза соответствующей мРНК.
На примере 5-фторурацила разработаны новые методы синтеза гибридных соединений, представляющих собой конъюгаты полипептидных носителей с химиотерапевтическими препаратами.
Впервые разработаны методы химического синтеза, позволяющие получать аналоги люлиберина содержащие фрагменты природных белков, которые обеспечивают направленный транспорт в ядро клетки (сигналы ядерной локализации; NLS). Показано, что включение NLS в последовательность пальмитоилсодержащих аналогов способствует значительному повышению их цитотоксической активности in vitro.
При использовании флуоресцентно меченых пептидов, содержащих остаток пальмитиновой кислоты, исследованы особенности их взаимодействия с клеточной мембраной и проникновения в клетки гепатомы человека, содержащие рецепторы люлиберина.
Показана возможность эффективного использования фрагментов а-цепи фибриногена и их аналогов в системах адресной доставки противоопухолевых и сосудорасширяющих препаратов.
Разработан новый подход к синтезу полипептидных носителей, обеспечивающих адресный перенос генов в опухолевые клетки. Впервые показано, что в качестве таких носителей могут быть использованы аналоги люлиберина, содержащих NLS или доксорубицин.
Практическая ценность и использование работы. Разработан простой и эффективный метод включения 5-фторурацила в структуру полимерного носителя. На основе аналогов люлиберина синтезированы новые носители цитотоксических агентов, обладающие высокой противоопухолевой активности в экспериментах in vitro и in vivo. Разработаны методы синтеза полипептидов, способных осуществлять транспорт химиотерапевтических препаратов непосредственно в ядро клетки. В результате исследования взаимосвязи структура - активность получены конъюгаты аналогов люлиберина с цитотоксическими агентами, перспективные для проведения доклинических испытаний. Разработаны системы направленной доставки генов в опухолевые клетки, основанные на применении в качестве носителей аналогов люлиберина, содержащих NLS и конъюгатов полипептидов с доксорубицином.
Показана возможность применения фрагментов a-цепи фибриногена и их аналогов в качестве носителей для адресной доставки противоопухолевых и сосудорасширяющих препаратов.
Личный вклад автора заключается в постановке цели исследования, разработке теоретических и методологических подходов к решению поставленных задач, участии в их экспериментальном выполнении, а также в анализе, интерпретации и обобщении полученных результатов.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на 4-м международном симпозиуме по применению аналогов люлиберина при терапии опухолевых заболеваний и нарушений репродуктивной функции (Женева, 1996 г.), 27-м Европейском пептидном симпозиуме (Сорренто 2002 г.), международной конференции «СПИД, рак и родственные проблемы» (С.-Петербург 2001 г.), Восточно-Азиатском симпозиуме по применению полимеров для передовых технологий (Самара 2005), 29-м Европейском пептидном симпозиуме (Гданьск 2006 г.), 1-м Индийском пептидном симпозиуме (Хайдарабад, 2007 г.), III Российском симпозиуме «Белки и пептиды» (Пущино 2007 г.), 30-м Европейском пептидном симпозиуме (Хельсинки 2008 г.)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 53 работы, из них 21 статья в отечественных и зарубежных журналах, 27 тезисов докладов, 2 авторских,свидетельства, 2 патента РФ и 1 международный патент.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 217 стр., включает 7 таблиц, 48 рисунков и состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 268 наименований.