Изучение катионных солей мезо-тетра (N-алкил-3-пиридил)бактериохлоринов в системе in vitro

Успешное применение метода фотодинамической терапии для лечения злокачественных новообразований стимулирует поиск новых фотосенсибилизаторов (ФС) с улучшенными свойствами. Одними из перспективных ФС являются производные бактериохлорофилла. Спектральные характеристики именно этого пигмента позволяют рассматривать его как основу для создания ФС нового поколения. Поэтому поиск новых соединений проводится в двух направлениях: многочисленные модификации соединений, получаемых на основе природного сырья, и поиск чисто синтетических соединений этого класса, не имеющих аналогов в природе.

Цель исследования — изучение новых синтетических ФС бактериохлоринового ряда (λmax =761±2 нм) в системе in vitro.

Материал и методы. Изучали физико-химические, фотофизические свойства и фотоиндуцированную цитотоксичность синтетических положительно заряженных безметалльных производных бактериохлорина: (3-PyMeI)4BC, (3-PyMeOTs)4BC и (3-Py (BuBr)Br)4BC с метилйодидным, метилтозильным и бутилбромидным заместителями в 5, 10, 15 и 20 положениях макроциклического кольца соответственно, синтезированные в ФГУП «НИОПИК». Фотоиндуцированную активность и темновую токсичность синтетических бактериохлоринов оценивали по ИК50 на опухолевых клетках эпидермоидной карциномы гортаноглотки человека (НЕр2), варьируя концентрацию ФС (от 0,10 до 15 мкМ), время инкубации (от 30 мин до 6 ч), в присутствии и отсутствии красителей в среде во время светового воздействия при плотности энергии 10 Дж/см².

Результаты. Проведенные исследования показали, что ФС легко растворимы в водно-солевых растворах при комнатной температуре и стабильны в течение длительного времени в затемненных условиях. При облучении в бесклеточной среде наблюдали разрушение ФС без образования фотопродуктов (снижение интенсивности флюоресценции в максимуме). Следует отметить, что фотовыгорание флюорохрома (3-PyMeI)4BC происходило несколько быстрее, чем у красителей (3-PyMeOTs)4BC и (3-Py (BuBr)Br)4BC.

Выявлено, что все ФС проявляли максимальную активность при 2-часовой инкубации, величина ИК50 варьировала от 0,34±0,03 до 1,50±0,03 мкМ. Наибольшей активностью в системе in vitro обладал бактериохлорин с бутилбромидным заместителем (3-Py (BuBr)Br)4BC (ИК50 =0,34±0,03 мкМ). В отсутствие светового воздействия красители не оказывали цитотоксического действия при инкубации с клетками в течение 24 ч и концентрации меньше 15 мкМ. Удаление Ф.С. из культуральной среды перед воздействием светом значительно (в 8—10 раз) снижало эффективность фотодинамического воздействия (3-PyMeOTs)4BC и (3-PyMeI)4BC, в 2 раза — (3-Py (BuBr)Br)4BC. Это косвенно свидетельствует о том, что синтетические бактериохлорины незначительно проникают в клетки и накапливаются в клеточных органеллах. Однако применение их в качестве фототоксических агентов в системе in vivo может приводить к опосредованному механизму фотоповреждения опухоли вследствие взаимодействия повреждающих факторов и сосудистой системы опухоли.

Вывод. На основании данных по биологическим и фотофизическим свойствам наиболее эффективным оказался бактериохлорин с бутилбромидным заместителем в макроцикле (3-Py (BuBr)Br)4BC. Все изученные ФС переданы для изучения в системе in vivo.