Разработка новых гетеробивалентных конъюгатов для диагностики рака предстательной железыНИР

Development of new heterobivalent conjugates for the diagnosis of prostate cancer

Источник финансирования НИР

грант РНФ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 27 июля 2022 г.-30 июня 2023 г. Разработка новых гетеробивалентных конъюгатов для диагностики рака предстательной железы
Результаты этапа: В процессе выполнения работ по проекту в данном отчетном периоде были достигнуты следующие научные результаты: 1) Разработаны методики синтеза лигандов к PSMA на основе фрагмента мочевины DCL (Glu-Urea-Lys) для направленного транспорта в клетки простаты. Было проведено их комплексное физико-химическое исследование с целью установления их состава и структуры с использованием методов: ЯМР 1H и 13C, ЯМР 2D, масс-спектрометрии высокого разрешения и ВЭЖХ-Масс-спектрометриии. Проведена оптимизация положения и конфигурации «точки ветвления» (аминокислота Lys) в молекуле, и осуществлено присоединение хелатирующего агента, к полипептидной последовательности. 2) Были проведены исследования рецепторного связывания in vitro с использованием линий клеток рака предстательной железы человека (PSMA+; GRPR-) LNCaP для новых синтезированных лигандов к PSMA с варьированием положения и конфигурации «точки ветвления». Исследования были основаны на способности полученных лигандов ингибировать расщепление N-ацетил-L-аспартил-L-глутамата под действием PSMA-рецептора на клеточной линии LNCaP (ПСМА++). На основе результатов данного исследования можно сделать следующие выводы: 1) все полученные лиганды обладают значительно большим сродством к PSMA, чем нативный лиганд DCL (IC50±SD = 547±389 нM) (более чем на порядок); 2) наиболее аффинными являются лиганды с пептидными последовательностями Phe(L)Phe(L)GlyLys(L) (IC50±SD = 9±2 нM) и Phe(L)Phe(L)GlyLys(L)Gly (IC50±SD = 11±2 нM). Это предполагает возможность их использования для получения целевых конъюгатов. Однако, в случае лиганда Phe(L)Phe(L)GlyLys(L) при проведении реакции пептидного синтеза между С-концевой пептидной последовательностью и вводимым фрагментом, содержащим NH2, возможно протекание эпимеризации по α-C при COOH. Чтобы избежать этого нежелательного процесса для дальнейших исследованиях и отработки методов получения гетеробивалентных конъюгатов была выбрана пептидная последовательность Phe(L)Phe(L)GlyLys(L)Gly. 3) Разработана синтетическая схема, позволяющая проводить присоединение хелатирующего агента HO-DOTA(OtBu)3 к полипептидной последовательности с высокими и воспроизводимыми выходами. На основании этой схемы осуществлен синтез моноконъюгата 32 и однозначно установлена его структура, а также структуры промежуточных соединений, при помощи комплекса физико-химических методов анализа (1Н, 13С ЯМР, МСВР, ВЭЖХ-МС) 4) Были подготовлены к публикации следующие материалы: 1 статья (Nikolay Y. Zyk, Stanislav A. Petrov, Maria V. Zavertkina, Anastasia A. Uspenskaya, Pavel A. Krasnikov, Natalia S. Dashkova, Elena K. Beloglazkina, Alexander G. Majouga, Nikolay V. Zyk, Aleksei E. Machulkin. «Choice of the optimal synthetic approach for the polypeptide ligands of prostatic specific membrane antigen preparation»б Mendeleev Communications (2023 г.) и 1 тезис доклада на всероссийской конференции: «Зык Н.Ю., Петров С.А., Мачулкин А.Э. Дизайн и синтез двойных конъюгатов с лигандами простатического специфического мембранного антигена», «XXX Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2023».
2 1 июля 2023 г.-30 июня 2024 г. Разработка новых гетеробивалентных конъюгатов для диагностики рака предстательной железы
Результаты этапа: В процессе выполнения работ по проекту в данном отчетном периоде были достигнуты следующие научные результаты: 1) Осуществлена разработка и сравнение с точки зрения эффективности, трудоемкости, особенностей синтеза и выделения продуктов и выходов целевых соединений 6 Способов стереоселективного синтеза гетеробивалентных конъюгатов для доставки к PSMA\GRP рецепторам хелатирующего агента DOTA, включающих от 40 до 44 последовательных стадий. Лучший синтетический путь - Способ 3 для получения гетеробивалентных конъюгатов (по совокупности параметров): 1) Получение PSMA-вектора 6; 2) Сборка пептидной последовательности, входящей в состав лиганда к PSMA, на CTC-2 и объединение с векторным фрагментом 6; 3) Твердофазная сборка пептидной последовательности JMV594 со спейсером и точкой ветвления Lys на смоле Rink Amide-MBHA; 4) Присоединение PSMA лиганда 18 к GRPr лиганду 22, закреплённому на MBHARinkAmide; 5) Удаление ГБВ лиганда 26 со смолы Rink Amide-MBHA; 6) Присоединение (НО)3DOTA-COOSu к ГБВ лиганду 26х в растворе 2) Определены оптимальные условия воспроизводимого стереоселективного синтеза гетеробивалентного лиганда к PSMA\GRP рецепторам, который может выступать как молекулярная платформа для направленной доставки различных терапевтических и/или диагностических агентов к этим рецепторам. Предлагаемая оптимальная синтетическая схема состоит из: 1) Получение PSMA-вектора 6; 2) Сборка пептидной последовательности, входящей в состав лиганда к PSMA, на CTC-2 и объединение с векторным фрагментом 6; 3) Твердофазная сборка пептидной последовательности JMV594 со спейсером и точкой ветвления Lys на смоле Rink Amide-MBHA; 4) Присоединение PSMA лиганда 18 к GRPr лиганду 22, закреплённому на MBHARinkAmide; 5) Удаление ГБВ лиганда 26 со смолы Rink Amide-MBHA. 3) Все полученные соединения охарактеризованы комплексом физико-химических методов анализа (с применением ЯМР 1Н, 13С, 15N; 2D ЯМР; МСВР, ВЭЖХ-МС). 4) Впервые для двух промежуточных соединений подобной структурной композиции 18х (лиганд к PSMA) 20х (JMV594 = лиганд к GRPr) проведено полное соотнесение сигналов в ЯМР 1Н и 13С (+ 15N для 18х) спектрах с использованием 2D ЯМР; на основании этих данных дано полное отнесение сигналов в ЯМР спектрах этих соединений. 5) Впервые для двух целевых соединений подобной структурной композиции (лиганд и конъюгат к PSMA\GRP рецепторам) ( 26х (ГБВ лиганд) и 27 (ГБВ конъюгат с DOTA) проведено полное соотнесение сигналов в ЯМР 1Н и 13С ( + 15N для 26х ) спектрах с использованием 2D ЯМР; на основании этих данных дано полное отнесение сигналов в ЯМР спектрах этих соединений. 6) Были подготовлены к публикации следующие материалы: 1 статья (Stanislav A. Petrov, Gleb P. Grigoriev, Grigory А. Orlov, Nikolay Y. Zyk, Yuri K. Grishin, Vitaly A. Roznyatovsky, Maria A. Beloglazkina, Juliana V. Kuznetsova, Aleksei E. Machulkin, Elena K. Beloglazkina. «Routes to PSMA/GRPr targeted heterobivalent conjugates: synthetic strategies and their evaluation» (2024 г.) и 1 тезис доклада на всероссийской конференции: Петров С.А., Григорьев Г.П., Орлов Г.А., Зык Н.Ю., Мачулкин А.Э.; «Разработка новых гетеробивалентных конъюгатов для диагностики рака предстательной железы», «Марковниковские чтения: Органическая химия от Марковникова до наших дней».

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".