Preview

Антибиотики и Химиотерапия

Расширенный поиск

Цитотоксичность нитроксильных радикалов в отношении опухолевых и диплоидных клеток человека in vitro и оценка их противовирусной активности

Полный текст:

Аннотация

Проведён химический синтез 39 водорастворимых нитроксильных радикалов различных классов, относящихся к радикалам пиперидинового, пирролидинового и имидазолидинового рядов. Среди 39 исследованных нитроксильных радикалов 27 препаратов обладают цитотоксичностью in vitro в отношении культуры опухолевых клеток А431. Наиболее активные нитроксильные радикалы имели CC50 для клеток SW480 и А431 в пределах 0,16-2,5 мМ при индексе селективности 3,91-7,81 по отношению цитотоксичности препаратов к клеткам нормального фенотипа Л68 и опухолевым клеткам. Тестирование противовирусной активности показало, что 16 и 22 нитроксильных радикалов проявляют противовирусную активность в культуре клеток Vero в отношении вируса Западного Нила и вируса простого герпеса второго типа соответственно, а ЕС50 колебалась в пределах 0,09-3,45 мМ. Некоторые нитроксильные радикалы обладают только противовирусной активностью, а ряд соединений проявляли цитотоксичность и противовирусную активность одновременно.

Об авторах

И. А. Кирилюк
Новосибирский институт органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН
Россия


В. А. Святченко
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, Кольцово Новосибирской области
Россия


Д. А. Морозов
Новосибирский институт органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН
Россия


Е. И. Казачинская
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, Кольцово Новосибирской области
Россия


Н. Н. Киселев
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, Кольцово Новосибирской области
Россия


С. М. Бакунова
Новосибирский институт органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН
Россия


М. А. Войнов
Новосибирский институт органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН
Россия


В. Б. Локтев
Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, Кольцово Новосибирской области
Россия


И. А. Григорьев
Новосибирский институт органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН
Россия


Список литературы

1. McConnell H.M. Spin labeling: theory and applications / Berliner L., ed. New York: Academic Press; 1976.

2. Soule B.P., Hyodo F., Matsumoto K.-I. et al. The chemistry and biology of nitroxide compounds. Free Radic Biol Med 2007; 42: 1632-1650.

3. Kuppusamy P., Afeworki M., Shankar R., et al. In vivo electron paramagnetic resonance imaging of tumor heterogeneity oxygenation in a murine model. Cancer Res 1998; 58: 1562-1568.

4. Matsumoto K., Hyodo F., Matsumoto A. et al. High-resolusion mapping of tumor redox status by magnetic resonance imaging using nitroxides as redox-sensitive contrast agents. Сііп Cancer Res 2006; 12: 2455-2462.

5. Wang Y., Larrick J.W. Antioxidant nitroxides and nitrones as therapeutic agents.U.S. Patent 2004; No: US 6,717,012.

6. Beckman K., Ames B. Oxidative decay of DNA. J Biol Chem 1997; 272: 19633-19636.

7. Zhao Q., Fujiwara, Kondo T. Mechanism of cell death induction by nitroxide and hyperthermia. Free Rad. Med. 2006; 40: 1131-1143.

8. Sui S., Mitchel J., Samuni A. et al. Nitroxide Tempo, a small molecule, induces apoptosis in prostate carcinoma cells and suppresses tumor growth in athymic mice. Cancer 2005; 103: 1302-1313.

9. Krishna M., Samuni A., DeGraff W. et al. Potential use of nitroxides in radiation oncology. Cancer Res 1992; 52: 1750-1753.

10. Selvendiran K., Ahmed S., Dayton A. et al. Safe and targeted anticancer efficacy of a novel class of antioxidant-conjugated difluorodiarylidenyl piperidones: Differential cytotoxicity in healthy and cancer cells. Free Rad Biol Med 2010; 48: 1228-1235.

11. Zhang J., Zhang Z., Hui L. et al. Novel semisynthetic spin-labeled derivatives of podophyllotoxin with cytotoxic and antioxidative activity. Bioorg Med ^em Let 2010; 20: 983-986.

12. Jin Y., Chen S., Tian X. Synthesis and biological evaluation of new spinlabeled derivatives of podophyllotoxin. Bioorg Med Chem 2006; 14: 3062-3068.

13. Gadjeva V.G. Two spin labeled triazenes: relationship between biochemical and biological activities. Int J Pharm 2002; 247: 39-45.

14. Zheleva A.M., Gadjeva V.G. Spin labelled nitrosoureas and triazenes and their non-labelled clinically used analogues - a comparative study on their physicochemical properties and antimelanomic effects. Int J Pharm 2001; 212: 257-266.

15. Sosnovsky G., Bell P. In the search for new anticancer drugs. 29. A study on the correlation of lipophilicities, ionization constants and anticancer activities of aminoxyl labeled tepa congeners. Life Sciences 1998; 62: 639-648.

16. Sosnovsky G., Li S.W. In the search for new anticancer drugs XII. Synthesis and biological evaluation of spin labeled nitrosoureas. Life Sciences 1985; 36: 1479-1483.

17. Kaledin V.I., Popova N.A., Nikolin V.P. et al. Tempol reduces the therapeutic effect of cyclophosphamide on an experimantal tumour model. Free Rad Res 2009; 43: 685-690.

18. Розанцев Э.Г. Свободные иминоксильные радикалы, Химия. М.: 1970.

19. Мишарин A.Ю., Поляновский О.Л. Синтез и применение спин-меток 2,2,6,6-тетраметил-1-оксилпиперидин-4-малеинимида и 2,2,6,6-тетраметил-1-оксилпиперидин-4-изомалеинимида. Изв. АН СССР. Сер. хим. 1974; 11: 2526-2529.

20. Rassat A., Rey P. Nitroxides 23. Preparation of amino acid free radicals and their complex salts. Bull Soc Chim Fr 1967; 815-817.

21. Nakatsuji S., Takai A., Nishikawa K. et al. Magnetic properties of charge-transfer complexes based on TEMPO radicals. Chem Commun 1997; 3: 275-276.

22. Hankowsky H.O., Hideg K., Lex L. Nitroxyls. 8. Synthesis of nitroxylphosphinimines - a convenient route to amine, isothiocyanate, aminocarbonylaziridine, and carbodiimide nitroxyls. Synthesis 1981; 2: 147-149.

23. Hideg K., Hankovszky H.O., Lex L., Kucsar G. Nitroxyls. 6. Synthesis and reactions of 3-hydroxymethyl-2,2,5,5-tetramethyl-2,5-dihydropyrrole-1-oxyl and 3-formyl derivatives. Synthesis 1980; 11: 911-914.

24. Sosnovsky G., Cai Z.W. A study of the favorskii rearrangement with 3-bromo-4-oxo-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl. J Org Chem 1995; 60: 3414-3418.

25. Miyake M., Shen J., Liu Sh. et al. Acetoxymethoxycarbonyl nitroxides as electron paramagnetic resonance proimaging agents to measure O-2 levels in mouse brain: A pharmacokinetic and pharmacodynamic study. J Pharmacol Exp Ther 2006; 318: 1187-1193.

26. Воинов М.В., Володарский Л.Б. Изв АН Сер. хим. 1997; 1: 131-136.

27. Woldman Ya.Yu., Khramtsov V.V., Grigor'ev I.A. et al. Spin-trapping of nitric-oxide by nitronylnitroxides - measurement of the activity of no synthase from rat cerebellum. Biochem Biophys Res Com 1994; 202: 195-203.

28. Григорьев И.A., Кирилюк И.A., Стариченко В.Ф., Володарский Л.Б. Получение стабильных нитроксильных радикалов с аминогруппой у a-углеродного атома радикального центра при окислительном аминировании N,N-диоксидов и N-оксидов 4Н-имидазола. Известия АН СССР Сер. хим. 1989; 3: 661-667.

29. Berezina T.A., Reznikov V.A., Volodarsky L.B. Synthesis and some properties of heterocyclic amidine derivatives of 3-imidazoline nitroxides. Tetrahedron 1993; 49: 46: 10693-10704.

30. Володарский Л.Б., Резников В.Д., Кобрин B.C. Получение и свойства имидазолиниевых солей, содержащих нитроксильный радикальный центр. Ж. орган. химии. 1979; 15: 2: 415-422.

31. Щукин Г.И., Володарский Л.Б. Взаимодействие амидов производных 3-имидазолина и 3-имидазолин-3-оксида с гипобромитом натрия. Изв. АН СССР Сер. хим. 1979; 28: 228-231.

32. Kirilyuk I., Polovyanenko D., Semenov S. et al. Inclusion complexes of nitroxides of pyrrolidine and imidazoline series with cucurbit[7]uril. J Phys Chem. 2010; 114: 1719-1728.

33. Яньшоле В.В., Кирилюк И.A., Григорьев И.A. и др. Изучение антиоксидантных свойств нитроксильных радикалов и гидроксиламинов при взаимодействии с триплетным и. дезаминированным кинуренином. Изв. АН Сер. хим. 2010; 1: 67-75.

34. Niks M., Otto M. Towards an optimized MTT assay. J Immunol Meth 1990; 130: 1: 149-151.

35. Леннет Э., Шмидт H. Лабораторная диагностика вирусных и риккетсиозных заболеваний. М.: 1974; 44-95.

36. Razumov I.A., Kazachinskaia E.I., Ternovoi V.A. et al. Neutralizing monoclonal antibodies against Russian strain of the West Nile virus. Viral Immunol 2005; 18: 558-568.

37. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. М.: 2000; 1-398.

38. Kirilyuk I.A., Shevelev T.G., Morozov D.A. et al. Grignard reagent addition to 5-alkylamino-4H-imidazole 3-oxides: Synthesis of new pH-sen-sitive spin probes. Synthesis 2003; 6: 871-878.

39. Couet W.R., Brasch R.C., Sosnovsky G. et al. Influence of chemical-structure of nitroxyl spin labels on their reduction by ascorbic-acid. Tetrahedron 1985; 41: 1165-1172.

40. Кирилюк И.A., Каледин В.И.,. Попова H.A. и др. Нитроксильный антиоксидант TPPA-TEMPO повышает эффективность противоопухолевой терапии на модели перевиваемой лимфосаркомы мышей. Бюлл. Эксп. Биол. Мед. 2010; 148: 7: 85-89.

41. Щукин Г.И., Григорьев И.A., Володарский Л.Б. β-дикарбоновые производные стабильных нитроксильных радикалов 3-имидазола. Изв СО АН СССР Сер хим. 1977; 9: 4: 135-140.

42. Володарский Л.Б., Григорьев И.A., Диканов С.A. и др. Имидазолиновые нитроксильные радикалы, Глава 5. Окислительно-восстановительные реакции нитроксильных радикалов. Новосибирск: Наука Сиб. Отд-е, 1988; 171-216.

43. Khramtsov V., Woldman Ya., Grigor'ev I. et al. Trapping of nitric oxide and nitric oxide synthase activity measurement by nitronylnitroxyl radicals. Magnetic Res Med 1995; 6: 285-287.

44. Murphy M.P., Smith R.A.J. Targeting antioxidants to mitochondria by conjugation to lipophilic cations. Ann Rev Pharmacol Toxicol 2007; 47: 629-656.

45. Benedetto M. Di., Starzec A., Vassy R. et al. Inhibition of epidermoid carcinoma A431 cell growth and angiogenesis in nude mice by early and late treatment with a novel dextran derivative. Br J Cancer 2003; 88: 1987-1994.

46. Heise C., Sampson-Johannes A., Williams A. et al. ONYX-015, an E1B gene-attenuated adenovirus, causes tumor-specific cytolysis and antitumoral efficacy that can be augmented by standard chemotherapeutic agents. Nature Medicine 1997; 3: 6: 639-644.

47. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / Р.У. Хабриев, ред. М.: 2000.

48. Maher B.A. Researchers are building a viral arsenal to fight cancer. The Scientist 2001; 15: 16: 24.

49. Ring C.J. Суtolytic viruses as potential anti-cancer agents. J Gen Virol 2002; 83: 491-502.

50. Gariboldi M.B., Lucchi S., Caserini C. et al. Antiproliferative effect of the piperidine nitroxide TEMPOL on neoplastic and nonneoplastic mammalian cell lines. Free Rad Biol Med 1998; 24: 913-923.

51. Daya C.W., Smeea D.F., Julandera J.G. et al. Error-prone replication ofWest Nile virus caused by ribavirin. Antiviral Res 2005; 67: 1: 38-45.

52. Горбунов H.В., Насыров Р.В., Ерин A.H. и др. Эффект нитроксильных радикалов на патогенные свойства герпесвирусов (спиновая метка в исследовании взаимодействия вируса и макрофагов) Бюлл. Эксп. Биол. Мед. 1992; 113: 6: 604-606.

53. Сень В.Д., Голубев В.A., Рукина H.A. и др. Нитроксильные производные 3'-азидо-2'3'-дидеокситимидина, обладающие антивирусной активностью. Патент РФ 2004. № 2103274. БИ: 32/2004

54. Wolf M.C., Freiberg A.N., Zhang T. et al. A broad-spectrum antiviral targeting entry of enveloped viruses. Proc Natl Acad Sci USA 2010; 107: 7: 3157-3162.


Для цитирования:


Кирилюк И.А., Святченко В.А., Морозов Д.А., Казачинская Е.И., Киселев Н.Н., Бакунова С.М., Войнов М.А., Локтев В.Б., Григорьев И.А. Цитотоксичность нитроксильных радикалов в отношении опухолевых и диплоидных клеток человека in vitro и оценка их противовирусной активности. Антибиотики и Химиотерапия. 2012;57(1-2):3-12.

For citation:


Kirilyuk I.A., Svyatchenko V.A., Morozov D.A., Kazachinskaya E.I., Kiselev N.N., Bakunova S.M., Voinov M.A., Loktev V.B., Grigoryev I.A. In vitro Cytotoxicity of Nitroxyl Radicals with Respect to Tumor and Diploid Human Cells and Estimation of Their Antiviral Activity. Antibiotics and Chemotherapy. 2012;57(1-2):3-12. (In Russ.)

Просмотров: 34


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0235-2990 (Print)