Комплекс диренію(III) з бета-аланіновим лігандом: протипухлинні, антиоксидантні та ДНК-зв’язуючі властивості
Анотація
Раніше нами було показано, що дикарбоксилатна комплексна сполука диренію(III) з γ-аміномасляною кислотою має більш високу протипухлинну активність, ніж для раніше досліджених алкілкарбоксилатів, а також може діяти як модулятор механізму дії цисплатину і як стабілізатор еритроцитів в організмах–пухлиноносіях. Таким чином, завдання роботи полягало у тому, щоб дослідити протипухлинну активність комплексу cis-[Re2(β-Ala)2Cl6] (I) в моделі росту пухлини in vivo і зрозуміти, чи впливає амінокислотний залишок на ДНК-зв’язуючу активність амінокислотних похідних кластерних сполук ренію(III). Протипухлинні властивості комплексу I вивчали на моделі росту пухлини з використанням щурів лінії Вістар, інокульованих клітинами пухлини карциноми Герена. Введення тільки однієї сполуки у вільній та ліпосомальній формах інгібувало ріст пухлини на 36 % і 45 % відповідно, що більше, ніж для кластерів диренію(III) з алкільними лігандами. Комбіноване введення I і цисплатину значно впливає на розмір пухлини та призводить до зникнення пухлин у більшості тварин. Не було виявлено суттєвих відмінностей між введенням ліпосомальної і вільної форми речовини I. У електронних спектрах поглинання ДНК тимусу теляти (CT-ДНК) спостерігається гіперхромізм у присутності зростаючої кількості I. Смуга ДНК при ~260 нм відповідає π-π* переходам основ нуклеїнових кислот. Зміни в інтенсивності і незначний зсув цієї характеристичної смуги відображають відповідні структурні модифікації ДНК, які включають зміни в укладанні, розрив водневих зв’язків між комплементарними ланцюгами, ковалентне зв'язування основ ДНК, інтеркаляцію ароматичних кілець та ін. Була отримана константа зв'язування Kb(I) = 2.43 × 103 M-1 для CT-ДНК, значення якої нижче, ніж для класичних інтеркаляторів ДНК, і порівнянне з величинами констант зв'язування для інших комплексів диренію(III); титрування СТ-ДНК цисплатином і перекисом водню також призводить до гіпохромного ефекту, слабкого при низьких концентраціях і більш значного при високих концентраціях I; константи зв'язування ДНК збільшувались у кілька разів при використанні H2O2 або цисплатину, що підтверджує механізм окисно-відновної активації взаємодії I з ДНК у раковій клітині. Отримані результати демонструють можливість застосування амінокислотних похідних кластерів диренію(III) в протипухлинній терапії.
Завантаження
Посилання
Cotton F.A., Walton R.A. (2005). Multiple bonds between metal atoms. 3rd ed. Springer Science and Business Media. 818 p. https://doi.org/10.1021/ja0697267
Golichenko A.A., Shtemenko A.V. (2006). Cluster rhenium(III) complexes with adamantanecarboxylic acids: synthesis and properties. Rus. J. of Coord. Chem., 32, 242–249. https://doi.org/10.1134/S1070328406040038
Golichenko A.A., Domasevitch K.V., Kytova D.E., Shtemenko A.V. (2015). Crystal structure of cis-bis(μ-β-alanine-κ2O:O')bis[trichloridorhenium(III)](Re–Re) sesquihydrate. Acta Cryst., E71, 45–47. https://doi.org/10.1107/s2056989014026620.
Ismail M.B., Booysen I.N., Akerman M.P. (2019). DNA interaction studies of rhenium compounds with Schiff base chelates encompassing biologically relevant moieties. Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids, 38(12), 950–971. https://doi.org/10.1080/15257770.2019.1639058.
Leus I.V., Shamelashvili K.L., Skorik O.D. et al. (2012). Antioxidant and antitumor activity of dirhenium dicarboxylates in animals with Guerin carcinoma. Ukr. Biokhim. Zh., 84(3), 87–96. (In Ukrainian)
Li Z., Shtemenko N., Yegorova D. et al. (2015). Liposomes loaded with a dirhenium compound and cisplatin: preparation, properties and improved in vivo anticancer activity. J. of Liposome Res., 25(1), 78–87. https://doi.org/10.3109/08982104.2014.954127
Martınez-Lillo J., Mastropietro T.F., Lappano R. et al. (2011). Rhenium(IV) compounds inducing apoptosis in cancer cells. Chem. Comm., 47, 5283–5285. https://doi.org/10.1039/C1CC11038A
Majer Z., Bosze S., Szabo I. et al. (2015). Study of dinuclear Rh(II) complexes of phenylalanine derivatives as potential anticancer agents by using X-ray fluorescence and X-ray absorption. Microchemical Journal, 120, 51–57. https://doi.org/10.1016/j.microc.2015.01.002
Paramonova K., Golichenko A., Babiy S. et al. (2016). The interaction of DNA with cluster rhenium compounds of different structural types. World of Med. and Biol., 56(2), 140–144.
Polokhina K., Golichenko A., Babiy S. et al. (2016). Investigation of the interaction of cluster compounds of rhenium with biological active ligands with supercoiled DNA by electronic spectroscopy. Visnyk of Lviv University, Biol. series, 72, 15–24.
Polokhina K.V., Kytova D.E., Shtemenko A.V., Shtemenko N.I. (2020). Antiproliferative activity of the cluster rhenium compound with β-alanine ligands. Ukr. Biochem. J., 92(1), 120–126. https://doi.org/10.15407/ubj92.01.120
Shtemenko N., Collery P., Shtemenko A. (2007). Dichlorotetra-μ-isobutyratodirhenium(III): enhancement of cisplatin action and RBC-stabilizing properties. Anticancer Res., 27(4B), 2487–2492.
Shtemenko A.V., Collery P., Shtemenko N.I. et al. (2009). Synthesis, characterization, in vivo antitumor properties of the cluster rhenium compound with GABA ligands and its synergism with cisplatin. J. Chem. Soc., Dalton Trans., 26, 5132–5136. https://doi.org/10.1039/b821041a
Shtemenko N.I., Chifotides H.T., Domasevitch K.V. et al. (2013). Synthesis, X-ray structure, interactions with DNA, remarkable in vivo tumor growth suppression and nephroprotective activity of cis-tetrachloro-dipivalato dirhenium(III). J. of Inorg. Biochem., 129, 127–134. https://doi.org/10.1016/j.jinorgbio.2013.09.001
Shtemenko A.V., Chifotides H.T., Yegorova D.E. et al. (2015). Synthesis and X-ray crystal structure of the dirhenium complex Re2(i-C3H7CO2)4Cl2 and its interactions with the DNA purine nucleobases. J. of Inorg. Biochem., 153, 114–120. doi:10.1016/j.jinorgbio.2015.06.012
Shtemenko A.V., Shtemenko N.I. (2017). Rhenium–platinum antitumor systems. Ukr. Biochem. J., 89(2), 5–30. https://doi.org/10.15407/ubj89.02.005
Zhang P., Sadler P.J. (2017). Redox-active metal complexes for anticancer therapy. Eur. J. Inorg. Chem., 2017(12), 1541–1548. https://doi.org/10.1002/ejic.201600908
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої її публікації на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License 4.0 International (CC BY 4.0), яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи.
