г. Москва, Ленинский проспект, 47
Телефон: +7 499 137-29-44
Факс: +7 499 135-53-28
12 октября 2015 г.

Ионная и ковалентная доставка лекарств

Ученые из Института органической химии им. Н.Д.Зелинского сравнили три модели доставки лекарств на основе ионных жидкостей и разработали концепцию API-IL для достижения структурного разнообразия и создания препаратов двойного действия. Исследование, опубликованное в журнале ACS Medicinal Chemistry Letters (DOI: 10.1021/acsmedchemlett.5b00258), открывает новые возможности для дизайна препаратов с использованием ионных и ковалентных молекулярных взаимодействий.

Организм человека состоит из множества простых и сложных молекул, и все основные процессы в живом организме происходят в водных растворах. Таким образом, для эффективной работы лекарственного препарата необходимо, чтобы он растворялся в воде. Одна из проблем использования в качестве лекарств твёрдых веществ заключается в их полиморфизме, то есть способности формировать различные кристаллические структуры (полиморфные модификации). Полиморфы могут различаться по своим свойствам (таким как биологическая активность), и их формирование трудно контролировать.

Проблему кристаллических полиморфов можно решить путем использования лекарственных препаратов в жидкой форме, поскольку применение растворов делает терапию более надежной и предсказуемой. Неудивительно, что сейчас активно исследуются способы растворения существующих активных фармацевтических ингредиентов. Эффективного решения этой проблемы можно добиться с помощью молекул ионной природы. Хорошо известно, что превращение плохо растворимого вещества в соль может существенно улучшить его растворимость.

Группа ученых во главе с член-корр. В.П. Ананиковым показала, что ионные жидкости являются отличными «посредниками» превращения органических молекул в солевые структуры. В работе российских ученых было изучено три способа ввода активных фармацевтических ингредиентов в ионные жидкости: I) в качестве аниона или катиона (ионная связь); II) с помощью ковалентной связи; III) с одновременным использованием ионных и ковалентных связей (рисунок 1).

Рисунок 1. Активные фармацевтические ингредиенты (API1 и API2) могут быть связаны с ионной жидкостью с помощью ионной или ковалентной связи. Способность ионной жидкости к “настройке” позволяет варьировать свойства на молекулярном уровне.

Предлагаемая платформа для разработки препаратов имеет следующие преимущества:

1. Настраиваемая гидрофобность/липофильность для регулировки способности проникать через клеточные мембраны и другие биологические барьеры.

2. Ионное «ядро», позволяющее контролировать прочность ионной связи. Ионные жидкости поддаются «настройке» и могут быть легко оптимизированы для работы с различными фармацевтическими ингредиентами.

3. Вариабельный линкер для регулирования расстояния между ионным «ядром» и активным ингредиентом. Это линкер может содержать сайт ферментативного расщепления для целевого высвобождения активного фармацевтического ингредиента.

Ученые использовали салициловую кислоту (известный противовоспалительный препарат) в качестве модельного лекарственного средства. Молекулы салициловой кислоты были введены в ионные жидкости, после чего была исследована растворимость и биологическая активность по отношению к фибробластам человека и клеткам колоректальной аденокарциномы. Действительно, салициловая кислота сохранила свою активность в составе ионной жидкости и показала более высокую растворимость в воде, по сравнению с чистой салициловой кислотой.

Рисунок 2. Концепция API-IL позволяет сочетать различные фармацевтические ингредиенты в одной молекуле.

Исследование подтверждает преимущества использования концепции API-IL в фармацевтике (API - active pharmaceutical ingredient; IL – ionic liquid). Особенно важно отметить доступность и разнообразие возможных комбинаций молекул (рисунок 2). Весьма перспективным направлением является производство ионно-жидких препаратов «двойного действия», несущих два различных активных фармацевтических ингредиента. Этот подход позволит разработать комплексные методы лечения, направленные на устранение сразу нескольких причин патологий.

Статья «Cytotoxic activity of salicylic acid-containing drug models with ionic and covalent binding» by Egorova K. S., Seitkalieva M. M., Posvyatenko A. V., Khrustalev V. N., and Ananikov V. P. опубликована в журнале ACS Medicinal Chemistry Letters Американского Химического Общества.

Ссылка на работу: ACS Med. Chem. Lett., 2015, DOI: 10.1021/acsmedchemlett.5b00258

Онлайн ссылка: http://dx.doi.org/10.1021/acsmedchemlett.5b00258

 "Нанометр", 9 октября  2015 г.

Конференции, проводимые институтом:

23 - 28 сентября 2018 года

Международная научная конференция "Органические и гибридные функциональные материалы и аддитивные технологии" ChemTrends-2018

18 - 20 июня 2018 года

VIII Всероссийская цеолитная конференция "Цеолиты и мезопористые материалы: достижения и перспективы"

20 - 23 мая 2018 года

5-я Международная школа-конференция по катализу для молодых ученых «Каталитический дизайн: от исследований на молекулярном уровне к практической реализации»

20 - 21 ноября 2017 года

20-21 ноября 2017 года в стенах Института органической химии прошел Российско-Британский семинар по катализу

Все конференции »

Важные события:

Работа молодых ученых ИОХ РАН заняла первое место в конкурсе «Снимай науку!» телеканала «Наука». На международный конкурс было прислано 1552 заявки из 110 городов из семи стран. Первое место во всех номинациях по результатам интернет-голосования и приз победителя по решению жюри получил видеоролик «Вера, Надежда, Наука», автором которого является Наталия Шубина из лаборатории Металлокомплексных и наноразмерных катализаторов.
Конференция ChemTrends-2018 собрала ученых из России, США, Великобритании, Франции, Норвегии, Ирландии, Германии и других стран. Более тридцати приглашенных докладов высветили современные тенденции химической науки. На конференции представлены результаты проекта по исследованию органических и гибридных молекулярных систем, полученные в рамках Гранта РНФ на реализацию комплексных научных программ организаций.
Подобно тому, как с ростом числа товаров, производимых людьми, потребовались универсальные валюты для их обмена, такие глобальные валюты есть и в химии. При всем разнообразии химических и биохимических процессов их всего три – это фотон, электрон и протон. Движущей силой любого, в том числе химического, процесса является энергия, и именно эти частицы оказались для природы наиболее подходящими, чтобы ее направлять, контролировать, сохранять и расходовать.
ИОХ на церемонии представлял аспирант лаб. №1 ИОХ РАН Артем Кансузян, диссертационный проект которого «Design, synthesis and antioxidant properties of germanium sesquioxides and their associates with 1,2-diols, and the development of new environmentally benign processes for preparing germanium nano-forms» стал победителем стипендиального конкурса «Вернадский» для аспирантов
Из шестидесяти статей, отобранных в шорт-лист Американского химического общества за 2017 год, две статьи принадлежат российским авторам.
Все события »