Комп’ютерне дослідження систем доставки ліків з радіонуклідними та флуоресцентними модальностями візуалізації. I. Системи на основі альбуміну для доставки доксорубіцину

  • В. Трусова Кафедра медичної фізики та біомедичних нанотехнологій, Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-7087-071X
  • У. Тарабара Кафедра медичної фізики та біомедичних нанотехнологій, Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-7677-0779
  • І. Карнаухов Національний науковий центр «Харківський фізико - технічний інститут», Харків, Україна
  • A. Зелінський Національний науковий центр «Харківський фізико - технічний інститут», Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-4110-8523
  • Б. Борц Національний науковий центр «Харківський фізико - технічний інститут», Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-1492-4066
  • І. Ушаков Національний науковий центр «Харківський фізико - технічний інститут», Харків, Україна
  • Л. Сіденко Національний науковий центр «Харківський фізико - технічний інститут», Харків, Україна
  • Г. Горбенко Кафедра медичної фізики та біомедичних нанотехнологій, Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-0954-5053
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-4-54
Ключові слова: системи доставки ліків, людський сироватковий альбумін, доксорубіцин, комплекси технецію, флуоресцентні барвники, молекулярний докінг, молекулярна динаміка

Анотація

Методи молекулярного докінгу та молекулярної динаміки були використані для дизайну та оцінки стабільності систем доставки антинеопластичного агента доксорубіцину (ДОКС) з використанням людського сироваткового альбуміну (ЛСА) як наноносія. Для створення системи доставки ліків (СДЛ) з компонентами дуальної візуалізації, комплекси радіонукліду технецію-99m (TCC) та ближньоінфрачервоних (БЧ) флуоресцентних барвників, включаючи індоціаніновий зелений (ІЗ), метиленовий синій (МС), гептаметиновий ціаніновий барвник AK7-5 та сквараїновий барвник SQ1, були інтегровані в білкові наноносії. Найвищі спорідненості до білків були виявлені для TCC [99mTc]Tc-діізопропіл імінооцтової кислоти (TcDIS), [99mTc]Tc-гідразинонікотинової кислоти-H6F (TcHYN), [99mTc]Tc-Меброфеніну (TcMEB), а також для флуоресцентних барвників ІЗ та SQ1. Результати молекулярного докінгу показали, що більшість комплексів технецію зв’язуються з доменом I ЛСА, за деякими винятками, що показують спорідненість до доменів I та III або лише до домену III. Три- та чотирикомпонентні системи білок-ліганд були досліджені за допомогою методології множинного докінгу лігандів. У трикомпонентних системах місця зв’язування ДОКС були ідентифіковані або в домені I, або в області, що охоплює кілька доменів, залежно від потенційного перекриття з місцями зв’язування TCC. Для чотирикомпонентних систем, що включають БЧ флуорофори, спорідненість зв’язування зменшувалася в порядку: ІЗ > SQ1 > AK7-5 > MС. Аналіз профілів молекулярної динаміки комплексів БСA-ДОКС-MС та БСA-ДОКС-ІЗ продемонстрував стабільність досліджуваних комплексів з незмінними відстанями до центру мас та незначними порушеннями структури БСA. Отримані результати свідчать про потенціал БСA як наноносія лікарських засобів з модальністю дуальної візуалізації на основі радіонукліду та флуоресцентного барвника.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

S. Adepu, S. Ramakrishna, Molecules. 26, 5905 (2021). https://doi.org/10.3390/molecules26195905

Y. Sung, S. Kim, Biomater. Res. 24, 12 (2020). https://doi.org/10.1186/s40824-020-00190-7

D. Jao, Y. Xue, J. Medina, X. Hu, Materials (Basel). 10, 517 (2017). https://doi.org/10.3390/ma10050517

S. Hong, D. Choi, H. Kim, C. Park, W. Lee, H. Park, Pharmaceutics. 12, 604 (2020). https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12070604

M. Larsen, M. Kuhlmann, M. Hvam, K. Howard, Mol. Cell Ther. 4, 3 (2016). https://doi.org/10.1186/s40591-016-0048-8

A. Spada, J. Emami, J. Tuszynski, A. Lavasanifar, Mol. Pharmaceutics. 18, 1862-1894 (2021). https://doi.org/10.1021/acs.molpharmaceut.1c00046

S. Hari, A. Gauba, N. Shrivastava, R. Tripathi, S. Jain, A. Pandey, Drug Deliv. Transl. Res. 13, 135-163 (2023). https://doi.org/10.1007/s13346-022-01197-4

Q. Shubhra, K. Guo, Y. Liu, M. Razzak, M. Serajum, A. Moshiul, Acta Biomater. 131, 493-507 (2021). https://doi.org/10.1016/j.actbio.2021.06.016

M. Kciuk, A. Gielecinska, S. Mujwar, D. Kołat, Z. Kałuzinska-Kołat, I. Celik, R. Kontek, Cells. 12, 659 (2023). https://doi.org/10.3390/cells12040659

M. F. Adasme, K. L. Linnemann, S. N. Bolz, F. Kaiser, S. Salentin, V. J. Haupt, M. Schroeder, Nucl. Acids Res. 49, W530-W534 (2021). https://doi.org/10.1093/nar/gkab294

J. Lee, X. Cheng, J. M. Swails, M. S. Yeom, P. K. Eastman, J. A. Lemkul, S. Wei, J. Buckner, J. C. Jeong, Y. Qi, S. Jo, V. S. Pande, D. A. Case, C. L. Brooks, III, A. D. MacKerell, Jr., J. B. Klauda, W. Im, Chem. Theory Comput. 12, 405-413 (2016). https://doi.org/10.1021/acs.jctc.5b00935

E. Vanquelef, S. Simon, G. Marquant, E. Garcia, G. Klimerak, J.C. Delepine, P. Cieplak, F.Y. Dupradeau, Nucleic Acids Res. 39, W511-W517 (2011). https://doi.org/10.1093/nar/gkr288

S. Patel, K. K. Sharma and A. Datta, Spectrochim. Acta A Mol. Biomol. Spectrosc. 138, 925-931 (2015). https://doi.org/10.1016/j.saa.2014.10.015

H. Li, C. Li, Comput. Chem. 31, 2014-2022 (2010). https://doi.org/10.1002/jcc.21486

Опубліковано
2024-12-08
Цитовано
Як цитувати
Трусова, В., Тарабара, У., Карнаухов, І., ЗелінськийA., Борц, Б., Ушаков, І., Сіденко, Л., & Горбенко, Г. (2024). Комп’ютерне дослідження систем доставки ліків з радіонуклідними та флуоресцентними модальностями візуалізації. I. Системи на основі альбуміну для доставки доксорубіцину. Східно-європейський фізичний журнал, (4), 447-453. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-4-54
Номер
№ 4 (2024): Східно-європейський фізичний журнал
Розділ
Статті

Авторське право (c) 2024 В. Трусова, У. Тарабара, І. Карнаухов, A. Зелінський, Б. Борц, І. Ушаков, Л. Сіденко, Г. Горбенко

Ліцезія Creative Commons

Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

    • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).