Взаимодействие трикатионного хлоринового сенсибилизатора для фотодинамической терапии со средствами пассивной доставки по данным ЯМР-спектроскопии

Проведено 1D- и 2D-RMP-спектральное исследование процессов агрегации трикатионного хлоринового (H₂Chl³⁺) фотосенсибилизатора (ФС) и его взаимодействия со средствами пассивной доставки Твин 80 и поливинилпирролидона (ПВП) в водных растворах. Показано, что метод ЯМР-спектроскопии позволяет наблюдать в растворе катионного хлорина H₂Chl³⁺ образование наноагрегатов (т_фс ≥ 10^-3 моль/кг) и ассоциированных форм при снижении концентрации ФС на два порядка, а также выявлять фрагменты молекул, ответственные за агрегацию. Добавки кратных мольных избытков солюбилизаторов Твин 80 и ПВП приводят к разрушению наноагрегатов ФС и образованию устойчивых комплексов с потенциальными носителями, при этом ассоциированные формы макрогетероциклов в растворе могут сохраняться. Полученные результаты согласуются с данными абсорбционной и флуоресцентной спектроскопии, а также динамического рассеяния света. Молекулярный комплекс водорастворимого H₂Chl³⁺ с макромолекулой ПВП в водном растворе дополнительно стабилизирован за счет Н-связывания амидного NH-протона ФС с кислородом карбонильной группы полимера.

1. R. Bonnett. Chemical Aspects of Photodynamic Therapy, Amsterdam, Gordon and Breach Sci. Publ. (2000)

2. Е. В. Филоненко, Л. Г. Серова. Biomed. Photon., 5, N 2 (2016) 26—37

3. А. В. Кустов, Д. Б. Березин, А. И. Стрельников, Н. П. Лапочкина. Противоопухолевая и антимикробная фотодинамическая терапия: механизмы, мишени, клинико-лабораторные исследования, под ред. А. К. Гагуа, Москва, Ларго (2020)

4. D. Van Straten, V. Mashayekhi, H. S. De Bruijn, S. Oliveira, D. J. Robinson. Cancers, 9, N 19 (2017) 1—54

5. J. M. Dabrowski, L. G. Arnaut. Photochem. Photobiol. Sci., 14 (2015) 1765—1780

6. J. F. Algorri, M. Ochoa, P. Roldan-Varona, L. Rodriguez-Cobo, J. M. Lopez-Higuera. Cancers, 13 (2021) 4447

7. A. V. Kustov, D. B. Berezin, V. P. Zorin, Ph. K. Morshnev, N. V. Kukushkina, M. A. Krestyaninov, T. V. Kustova, A. I. Strelnikov, E. V. Lyalyakina, T. E. Zorina, O. B. Abramova, E. A. Kozlovtseva. Pharmaceutics, 15 (2023) 61

8. O. I. Koifman, T. A. Ageeva, N. S. Kuzmina, V. F. Otvagin, A. V. Nyuchev, A. Yu. Fedorov, D. V. Belykh, N. Sh. Lebedeva, E. S. Yurina, S.A. Syrbu, M. O. Koifman, Yu. A. Gubarev, D. A. Bunin, Yu. G. Gorbunova, A. G. Martynov, A. Yu. Tsivadze, S. V. Dudkin, A. V. Lyubimtsev, L. A. Maiorova, M. B. Kishalova, M. V. Petrova, V. B. Sheinin, V. S. Tyurin, I. A. Zamilatskov, E. I. Zenkevich, Ph. K. Morshnev, D. B. Berezin, E. A. Drondel, A. V. Kustov, V. A. Pogorilyy, A. N. Noev, E. A. Eshtukova-Shcheglova, E. A. Plotnikova, A. D. Plyutinskaya, N. B. Morozova, A. A. Pankratov, M. A. Grin, O. B. Abramova, E. A. Kozlovtseva, V. V. Drozhzhina, E. V. Filonenko, A. D. Kaprin, A. V. Ryabova, D. V. Pominova, I. D. Romanishkin, V. I. Makarov, V. B. Loschenov, K. A. Zhdanova, A. V. Ivantsova, Yu. S. Bortnevskaya, N. A. Bragina, A. B. Solovieva, A. S. Kuryanova, P. S. Ti- mashev. Macroheterocycles, 15, N 4 (2022) 207—304

9. Y. Liu, R. Qin, S. A. J. Zaat, E. Breukink, M. Heger. J. Clin. Transl. Res., 1, N 3 (2015) 140—167

10. F. Cieplik, D. Deng, W. Crielaard, W. Buchalla, E. Hellwig, A. Al-Ahmad, T. Maisch. Critical Rev. Microbiol., 44, N 5 (2018) 571—589

11. G. B. Kharkwal, S. K. Sharma, Y. Y. Huang, T. Dai, M. R. Hamblin. Lasers Surg. Medicine, 43, N 7 (2011) 755—767

12. D. B. Berezin, S. O. Kruchin, N. V. Kukushkina, E. A. Venediktov, M. O. Koifman, A. V. Kustov. Photochem., 3, N 1 (2023) 171—186

13. C. Donohoe, M. O. Senge, L. G. Arnaut, L. C. Gomes da Silva. Biochim. Biophys. Acta (BBA) Rev. Cancer, 1872, N 2 (2019) 188308

14. N. Malatesti, I. Munitic, I. Jurak. Biophys. Rev., 9 (2017) 149—168

15. S. Kwiatkowski, B. Knap, D. Przystupski, J. Saczko, E. K^dzierska, K. Knap-Czop, J. Kotlinska, O. Michel, K. Kotowski, J. Kulbacka. Biomed. Pharmacother., 106 (2018) 1098—1107

16. L. Sobotta, P. Skupin-Mrugalska, J. Piskorz, J. Mielcarek. Eur. J. Med. Chem., 175 (2019) 72—106

17. J. Zhang, C. Jiang, J. P. F. Longo, R. B. Azevedo, H. Zhang, L. A. Muehlmann. Acta Pharm. Sinica B, 8, N 2 (2018) 137—146

18. H. Abrahamse, M.R. Hamblin. Biochem. J., 473, N 4 (2016) 347—364

19. G. Pratviel. Coord. Chem. Rev., 308 (2016) 460—477

20. M. Caterino, F. D'Aria, A. V. Kustov, D. V. Belykh, I. S. Khudyaeva, O. M. Starseva, D. B. Berezin, Ya. I. Pylina, T. Usacheva, J. Amato, C. Giancola. Int. J. Biol. Macromol., 145 (2020) 244—251

21. R. Giovannetti. In: Nanotechnology and Nanomaterials, Macro to Nano Spectroscopy, Ed. J. Uddin, Rijeka, InTech (2012) 87—108

22. I. Yakavets, M. Millard, V. Zorin, H.-P. Lassalle, L. Bezdetnaya. J. Contr. Release, 304 (2019) 268—287

23. T. M. Zhiyentayev, U. T. Boltaev, A. B. Solov'eva, N. A. Aksenova, N. N. Glagolev, A. V. Chernjak, N. S. Melik-Nubarov. Photochem. Photobiol., 90, N 1 (2014) 171—182

24. M. Q. Mesquita, C. J. Dias, M. G. P. M. S. Neves, A. Almeida, M. A. F. Faustino. Molecules, 23, N 10 (2018)2424

25. N. Maldonado-Carmona, T. S. Ouk, S. Leroy-Lhez. Photochem. Photobiol. Sci. (2022) 1—33

26. Д. Б. Березин, Т. Н. Солодухин, О. В. Шухто, О. М. Старцева, И. С. Худяева, Д. В. Белых, А. В. Кустов. Изв. РАН. Сер. хим., 7 (2018) 1273—1279

27. A. V. Kustov, D. V. Belykh, N. L. Smirnova, E. A. Venediktov, T. V. Kudayarova, S. O. Kruchin, D. B. Berezin. Dyes Pigm., 149 (2018) 553—559

28. Д. В. Батов, А. В. Кустов, С. О. Кручин, В. В. Макаров, Д. Б. Березин. Журн. структ. химии, 60, № 3 (2019) 461—466

29. A. V. Kustov, M. A. Krestyaninov, S. O. Kruchin, O. V. Shukhto, T. V. Kustova, D. V. Belykh, I. S. Khudyaeva, M. O. Koifman, P. B. Razgovorov, D. B. Berezin. Mend. Commun., 31, N 1 (2021) 65—67

30. A. V. Kustov, P. K. Morshnev, N. V. Kukushkina, N. L. Smirnova, D. B. Berezin, D. R. Karimov, O. V. Shukhto, T. V. Kustova, D. V. Belykh, M. V. Mal'shakova, V. P. Zorin, T. E. Zorina. Int. J. Mol. Sci., 23 (2022) 5294

31. А. В. Кустов, Ф. К. Моршнев, О. В. Шухто, Н. Л. Смирнова, Н. В. Кукушкина, О. И. Койф- ман, Д. Б. Березин. Изв. РАН. Сер. хим., 72, № 2 (2023) 566—573

32. D. B. Berezin, A. V. Kustov, M. A. Krestyaninov, D. V. Batov, N. V. Kukushkina, O. V. Shukhto. J. Mol. Liq., 283 (2019) 532—536

33. А. В. Кустов, Д. Б. Березин, С. О. Кручин, Д. В. Батов. Журн. физ. химии, 96, № 4 (2022) 582—588

34. О. В. Шухто, И. С. Худяева, Д. В. Белых, Д. Б. Березин. Изв. вузов. Химия и хим. технология, 64, № 11 (2021) 86—96

35. A. Lavi, H. Weitman, R. T. Holmes, K. M. Smith, B. Ehrenberg. Biophys. J., 82, N 4 (2002) 2101—2110

36. A. P. Gerola, T. M. Tsubone, A. Santana, H. P. M. de Oliveira, N. Hioka, W. Caetano. J. Phys. Chem. B, 115, N 22 (2011) 7364—7373

37. Е. А. Венедиктов, Е. Ю. Туликова, Е. П. Рожкова, Д. В. Белых, И. С. Худяева, Д. Б. Березин. Макрогетероциклы, 10, № 3 (2017) 295—300

38. Д. Б. Березин, М. А. Крестьянинов. Журн. структ. химии, 55, № 5 (2014) 868—876

39. I. Gjuroski, J. Furrer, M. Vermathen. Molecules, 26, N 7 (2021) 1942

40. M. Hadener, I. Gjuroski, J. Furrer, M. Vermathen. J. Phys. Chem. B, 119, N 36 (2015) 12117—12128

41. I. Gjuroski, E. Girousi, C. Meyer, D. Hertig, D. Stojkov, M. Fux, N. Schnidrig, J. Bucher, S. Pfister, L. Sauser, H.-U. Simon, P. Vermathen, J. Furrer, M. Vermathen. J. Contr. Release, 316 (2019) 150—167

42. A. V. Kustov, O. A. Antonova, N. L. Smirnova. J. Chem. Thermodyn., 130 (2019) 114—118

43. A. V. Kustov, N. L. Smirnova, D. B. Berezin, M. B. Berezin. J. Chem. Thermodyn., 89 (2015) 123—126

44. Ю. Я. Фиалков. Растворитель как средство управления химическим процессом, Ленинград, Химия (1990)