Nr wniosku: 212438, nr raportu: 6518. Kierownik (z rap.): mgr

Nr wniosku: 212438, nr raportu: 6518. Kierownik (z rap.): mgr Marzena Krystyna Fandzloch
Cisplatyna ma obecnie wiodącą i dobrze ugruntowaną pozycję wśród chemioterapeutyków. Jednak jej onkologiczne
wykorzystanie jest ograniczone przez wąskie spektrum działania, wrodzoną lub nabytą oporność komórek
nowotworowych na jej stosowanie oraz uboczne efekty toksyczne. Te niedoskonałości inspirują do projektowania
bardziej selektywnych związków ukierunkowanych na różne cele. W poszukiwaniach nieplatynowych kompleksów
metali o potencjalnych właściwościach antynowotworowych szczególną uwagę zwrócono na połączenia rutenu(II/III),
które oferują nowe perspektywy w leczeniu nowotworów niewrażliwych na cisplatynę, a szczególnie w leczeniu
przerzutów. Do tego typu badań zachęcają wyniki otrzymane dla dwóch kompleksów Ru(III), znajdujących się obecnie w
II fazie badań klinicznych: [HInd]trans-[RuCl4 (Ind)2 ], KP1019 i [HIm]trans-[RuCl4 (dmso)(Im)], NAMI-A. Mechanizm
odpowiedzialny za ich aktywność stał się przedmiotem wieloletnich badań realizowanych w wielu wiodących ośrodkach
naukowych świata. Natomiast brak oficjalnego zatwierdzenia któregokolwiek z proponowanych mechanizmów podkreśla
potrzebę i celowość dalszych badań zmierzających do jego poznania oraz motywuje do poszukiwania nowych
cytotoksycznych kompleksów Ru(III/II). Mając na uwadze sukces terapeutyczny kompleksów KP1019 i NAMI-A oraz
interesujące właściwości rutenu, jako cel badań w ramach rozprawy doktorskiej założono syntezę i charakterystykę
strukturalną nowych kompleksów Ru(III/II) o potencjalnych właściwościach cytotoksycznych z modyfikowanymi
triazolopirymidynami - analogami zasad purynowych. W wyniku przeprowadzenia licznych syntez otrzymano 22 nowe
związki kompleksowe Ru(II/III), z których 18 wykazało stabilność w roztworze. Określając ich profil terapeutyczny
przeprowadzono badania przesiewowe in vitro wobec komórek nowotworowych piersi (T47D) oraz płuc (A549), z
których wynika, iż 7 bardzo obiecujących połączeń jest rekomendowanych do kolejnego etapu badań biologicznych ( in
vivo), a 5 związków wykazuje wyższą cytotoksyczność in vitro od stosowanej w chemioterapii cisplatyny. Wśród
najaktywniejszych kompleksów wobec komórek nowotworowych T47D są związki z 5,7-ditertbutylo-1,2,4-triazolo[1,5-a
]pirymidyną (dbtp): mer-[RuCl3 (dbtp)3 ], który jest aż 152-krotnie bardziej cytotoksyczny i trans-[RuCl3 (dbtp)2 (OH2 )],
35-krotnie bardziej cytotoksyczny in vitro od pierwszego onkologicznego leku platyny(II). Tak interesujący materiał
badawczy stał się inspiracją do kontynuowania badań nad poznaniem mechanizmu działania otrzymanych
triazolopirymidynowych kompleksów Ru(II/III) i ustalenia czynników determinujących ich cytotoksyczność in vitro.
Choć DNA wydaje się być ważnym miejscem docelowym związków wykazujących aktywność cytotoksyczną, to jednak
dożylnie podany lek musi pokonać długą drogę zanim dotrze do komórki. Zrozumienie mechanizmu działania proleków
również wymaga badań nad ich oddziaływaniami z innymi związkami obecnymi w osoczu krwi, błonie komórkowej bądź
w cytoplazmie, które mogą działać jako ligandy konkurencyjne, np. białka. Zrealizowany w ramach grantu Etiuda pobyt
na Uniwersytecie w Granadzie, w zespole prof. Juana M. Salasa, światowego lidera w chemii triazolopirymidyn i ich
połączeń z metalami, pozwolił na określenie charakteru oddziaływań potencjalnych proleków Ru(II/III) z CT-DNA oraz
wybranymi białkami: albuminą i apotransferyną. W tym celu zastosowano technikę dichroizmu kołowego (CD) oraz
spektroskopię fluorescencyjną. Uzyskano wiele cennych informacji pozwalających na rozwój tej dyscypliny.
Przeprowadzone eksperymenty dowodzą, iż mechanizm związany z działaniem cytotoksycznym kompleksów Ru(II/III)
jest odmienny od cisplatyny alkilującej DNA. Cytotoksyczne in vitro kompleksy Ru(II) wiążą się w sposób
niekowalencyjny w rowku DNA, który jest uwarunkowany efektem sterycznym i zdolnością kompleksu do tworzenia
wiązań wodorowych. W przeciwieństwie do otrzymanych kompleksów Ru(III), wiązanie się kompleksów Ru(II) z DNA
jest istotnym czynnikiem determinującym aktywność antyproliferacyjną komórek nowotworowych. Natomiast badania
nad grupą 10 związków Ru(III) z zastosowaniem techniki CD oraz spektroskopii fluorescencyjnej wykazały, że choć
kompleksy Ru(III) w większym stopniu wiążą się z DNA w porównaniu do kompleksów Ru(II), to nie są zdolne do
interkalacji DNA. Jako sposób oddziaływania z podwójną helisą zaproponowano, jak dla kompleksów Ru(II), wiązanie w
rowku DNA. Jednak w związku z tym, że podobne zmiany w widmach obserwowano dla cytotoksycznego mer[RuCl3 (dbtp)3 ], jak i dla związków Ru(III) nie wykazujących aktywności in vitro, to zasugerowano, że wiązanie się
kompleksów Ru(III) z DNA jest istotnym, ale nie jedynym czynnikiem determinującym ich cytotoksyczność in vitro .
Kontynuując badania nad określeniem mechanizmu działania cytotoksycznych in vitro kompleksów Ru(II/III)
zaobserwowano, że apotransferyna pełni funkcję transportera 2 cząsteczek badanych kompleksów Ru(III) do wnętrza
komórki w miejscu wiążącym Fe(III). Jednak to wiązanie z apotransferyną nie jest jedynym i selektywnym czynnikiem
decydującym o cytotoksyczności in vitro. Istotne informacje dotyczące mechanizmu działania potencjalnych proleków
opartych na Ru(II/III) płyną z badań CD nad określeniem ich oddziaływania z albuminą. Analiza zakresu widzialnego
widm zarejestrowanych dla wszystkich badanych 18 kompleksów Ru(II/III) pokazała, że tylko te dwa najbardziej
cytotoksyczne in vitro mer-[RuCl3 (dbtp)3 ] i trans-[RuCl3 (dbtp)2 (H2 O)] tworzą odwracalne addukty z albuminą, co może
być czynnikiem decydującym o aktywności tych związków. Mam nadzieje, że dalsze plany badawcze związane z
badaniami in vivo otrzymanych cytotoksycznych połączeń Ru(III) i Ru(II) oraz prace nad potencjalnym dostarczeniem
tych związków do komórek nowotworowych sprawią, że te związki będą miały szanse zaistnieć w przyszłości jako leki
antynowotworowe i pomóc społeczeństwu. Dodatkowo pobyt w zespole prof. Salasa stworzył niepowtarzalną okazję do
wykazania, że otrzymane kompleksy Ru(II/III) mają szanse być stosowane jako środki przeciwpasożytnicze hamujące
proliferację pasożytów z rodzaju Leishmania donovani wywołujących groźną chorobę zwaną leiszmaniozą (łac.
Leishmaniasis). Spośród 18 testowanych związków, aż 13 zostało rekomendowanych do dalszych badań, a 6 spośród nich
posiadało lepszy parametr IC50 od leku Glucantime, który nie przynosi powodzenia w terapii z powodu odporności
pasożytów na leczenie. Ponadto lek ten powoduje niepożądane działania od łagodnych do ciężkich, w tym śmierci.