Комп’ютерне моделювання радіофармпрепаратів технецію-99m: оцінка ADMET властивостей та взаємодії з білками
Анотація
Раціональний дизайн радіофармацевтичних препаратів на основі технецію-99m (99mTc) вимагає глибокого розуміння того, як фізико-хімічні властивості впливають на поведінку сполук in vivo та їхні біомолекулярнї взаємодії. У даному дослідженні застосовано інтегроване комп’ютерне моделювання для характеристики десяти клінічно релевантних радіофармпрепаратів на основі технецію. Долідження включало оцінювання ADMET-параметрів, молекулярний докінг з функціональними білками (альбуміном, інсуліном і лізоцимом), а також багатовимірний статистичний аналіз. Отримані результати показали, що полярність, здатність до утвоерння водневих зв’язків та молекулярна гнучкість суттєво впливають як на фармакокінетичні властивості, так і на профілі зв’язування з білками. Трейсери типу TcSES і TcTET, які характеризуються низькою топологічною полярною поверхнею та мінімальною спорідненістю до білків, продемонстрували швидке виведення з організму та виявилися придатними для динамічних протоколів візуалізації. Натомість, сполуки TcDTPA і TcDIS мали високу спорідненість до альбуміну та стабільність до продуктів метаболізму, що робить їх перспективними для візуалізації у відтерміновані фази. TcHYN, що має унікальну структуру, характеризується надмірною полярністю із широким спектром білкових взаємодій високої афінності. Аналіз головних компонент і ієрархічна кластеризація дозволили класифікувати радіофармпрепарати на функціонально відмінні групи, що підкреслює структурно-залежні закономірності дизайну. Сукупність отриманих результатів свідчать про те, що поєднання ADMET-прогнозування та молекулярного докінгу формує релевантну стратегію передклінічного скринінгу та сприяє розробці більш безпечних і таргетованих 99mTc-радіофармацевтичних препаратів.
Завантаження
Посилання
N. Ahmed, and M. Zia, “Diagnostic modalities and radiopharmaceuticals with particular importance of technetium-99m (99mTc),” Chin. J. Acad. Radiol. 6, 143 (2023). https://doi.org/10.1007/s42058-023-00128-7
Y. Arano, “Recent advances in 99mTc radiopharmaceuticals,” Ann. Nucl. Med. 16, 79 (2002). https://doi.org/10.1007/BF02993710
G. Xiong, Z. Wu, and J. Yi, “ADMETlab 2.0: an integrated online platform for accurate and comprehensive predictions of ADMET properties,” Nucleic Acids Res. 49, W5 (2021). https://doi.org/10.1093/nar/gkab255
Y. Yan, H. Tao, J. He, and S. Huang, “The HDOCK server for integrated protein–protein docking,” Nature Protocols, 15, 1829 (2020). https://doi.org/10.1038/s41596-020-0312-x
A. Alkandari, Y. Alsayed, and A. El-Hanbaly, “Enhanced efficacy of radiopharmaceuticals when using technetium-99m-labeled liposomal agents: synthesis and pharmacokinetic properties,” Biomedicines, 10, 2994 (2022). https://doi.org/10.3390/biomedicines10112994
S. Rathmann, Z. Ahmad, S. Slikboer, H. Bilton, D. Snider, and J. Valliant, “The radiopharmaceutical chemistry of technetium-99m,” in: Radiopharmaceutical Chemistry, edited by J. Lewis, A. Windhorst, and B. Zeglis, (Springer, Cham., 2019). http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-98947-1_18
B. Lee, J. Yeh, N. Chiu, G. Liu, H. Yu, M. Wang, and L. Shen, “Evaluation of Tc-99m (V) DMSA binding to human plasma proteins,” Kaohsiung J. Med. Sci. 24, 1 (2008). http://dx.doi.org/10.1016/S1607-551X(08)70066-4
L. Shattuck, D. Eshima, A. Taylor, et al., “Evaluation of the hepatobiliary excretion of technetium-99m-MAG3 and reconstitution factors affecting radiochemical purity,” J. Nucl. Med. 35, 349 (1994). https://doi.org/10.29011/2577-2201.100088
A. Mori, Y. Saito, and K. Nakamura, “Microcalcification and 99mTc-pyrophosphate uptake without increased bone metabolism in cardiac tissue from patients with transthyretin cardiac amyloidosis,” Int. J. Mol. Sci. 24, 1921 (2023). https://doi.org/10.3390/ijms24031921
J. Smith, and J. Pfaendtner, “Elucidating the molecular interactions between uremic toxins and the Sudlow II binding site of human serum albumin,” J. Phys. Chem. B, 14, 3922 (2020). https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.0c02015
Авторське право (c) 2025 В. Трусова, У. Маловиця, П. Кузнєцов, І. Якименко, Г. Горбенко
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).
