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:

Все конференции »

Важные события:

Российский школьник стал абсолютным победителем Международной олимпиады по химии Тренер сборной России- сотрудник ИОХ РАН Леонид Ромашов
ХХ Молодежная школа-конференция по органической химии ХХ Молодежная школа-конференция по органической химии пройдет в Казани с 18-21 сентября 2017г.
Уникальная база данных микроскопических изображений создана ИОХ РАН в рамках гранта РНФ Институт органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН презентовал проект "Nano-space online", созданный в рамках реализации комплексной научной программы, поддержанной РНФ. Проект создан по инициативе лаборатории Валентина Ананикова. Познакомиться с проектом можно уже сейчас на сайте www.nano-space.online. Сайт работает в тестовом режиме.
Развитие метода электронной микроскопии и создание базы данных по  нанотехнологиям В среду 21 июня, в библиотеке ИОХ РАН состоялся семинар по вопросу развития метода электронной микроскопии и создания базы данных по нанотехнологиям.
Все события »