Том 49, № 2 (2023)

Известные подходы к выделению биополимеров, в частности нуклеиновых кислот (НК), из биологических проб основаны на связывании молекул с сорбентом (“позитивная селекция”) с их последующей элюцией с использованием подходящего элюента. В обзорной статье обсуждаются физико-химические процессы, положенные в основу разработки способов выделения НК из биологических образцов. Показано, что методы, включающие твердофазную селективную экстракцию (т.е. обратимую сорбцию), обеспечивают возможность миниатюризации и автоматизации соответствующих процессов. В обзоре обсуждаются преимущества альтернативного подхода к выделению НК, основанного на использовании специальных сорбентов, связывающих белки и другие компоненты биологических проб, в то время как эти сорбенты проявляют сорбционную инертность по отношению к НК (“негативная селекция”). Рассмотрены подходы к созданию таких композитных полимерсодержащих сорбентов, используемых в пробоподготовке при проведении молекулярной диагностики, и способы их эффективного применения. Продемонстрировано, что благодаря междисциплинарному подходу с использованием комплекса синтетических и аналитических методов удается объединить в качестве единого объекта исследования такие весьма разные по структуре и свойствам материалы, как наноструктурированные композиты (на основе пористых кремнеземов, синтетических мембран, стеклянных мультикапилляров), содержащие фторполимеры и полианилины. Обсуждаются результаты использования таких композитов при селективном выделении НК и/или белков из биологических образцов. Рассмотрены альтернативные области применения таких композитов в молекулярной диагностике, в частности в масс-спектрометрии. Обрисованы направления расширения области применения полимерсодержаих композитов благодаря одновременному использованию сорбционных качеств поверхности получаемых композитов и свойств молекул сорбата. Показано, что для технологичного получения таких композитов пригодны как полимерные, так и низкомолекулярные модификаторы одинаковой химической природы.

Синтезированы неописанные ранее эфиры на основе N-замещенных имидов циклоалифатических карбоновых кислот с высокими выходами, представлены эффективные методы их получения. Проведены токсикологические исследования полученных соединений с использованием различных тест-объектов (Chlorella vulgaris, Allium cepa, Drosophila melanogaster). Показано, что исследованные соединения не активны по отношению к D. melanogaster, увеличивают частоту мутаций у C. vulgaris и обладают способностью индуцировать хромосомные перестройки у A. cepa. Синтезированные соединения могут использоваться при разработке препаратов с противоопухолевым эффектом.

Системы доставки лекарственных средств разрабатываются для обеспечения необходимой концентрации и пролонгированного эффекта действующего вещества в организме. Перорально применяемые белковые препараты требуют защиты от протеолиза в желудочно-кишечном тракте. Биосовместимые гидрофильные полисахариды в составе матрицы особенно перспективны, поскольку не раздражают кишечник и постепенно расщепляются специфическими гликозидазами, высвобождая терапевтический агент. Введение в состав носителя нерастворимой пористой минеральной матрицы дает возможность повысить концентрацию терапевтического средства в матрице без значительного увеличения объема таблетированной формы препарата. В данной работе создан новый оригинальный органоминеральный носитель на основе термообработанного измельченного цеолита клиноптилолита в сочетании с природными полисахаридами красных морских водорослей – агар-агара, агарозы и каррагинана. Гранулярный и мелкодисперсный клиноптилолиты в составе матрикса загружены перспективным терапевтическим агентом – рибонуклеазой Bacillus pumilus (биназой), проявляющей селективную цитотоксичность к опухолевым клеткам. Установлено, что как гранулярный, так и мелкодисперсный цеолиты в комплексе с полисахаридами лучше удерживают белок по сравнению с чистыми цеолитами и обеспечивают постепенный полный выход фермента за 18 ч, при этом биназа сохраняет каталитическую активность и вызывает апоптоз до 23.8% популяции клеток аденокарциномы двенадцатиперстной кишки человека HuTu80. Полученные данные обосновывают перспективность конструирования лекарственных форм на основе исследованных органоминеральных носителей.

На основании данных о роли Na⁺/H⁺-обменника (NHE) в модуляции внутриглазного давления, выступающего основным фактором развития глаукомы, и ранее проведенных разными авторами исследований, доказывающих наличие ингибирующей NHE-1 активности у производных хиназолина, было синтезировано девять новых соединений этого класса. Изучено влияние полученных производных хиназолина на ингибирование Na⁺/H⁺-обменника и внутриглазное давление (ВГД) крыс в сравнении с зонипоридом (ингибитор NHE) и тимололом (препарат для снижения ВГД, используемый в клинической практике). Среди исследованных соединений in vitro все производные хиназолина в концентрации 1 нМ угнетали активность NHE-1, наиболее активным было производное хиназолинацетилгуанидина. Однако не все соединения проявили ВГД-снижающую активность in vivo на крысах. Так, наиболее активными из хиназолиновых производных выступают 4-оксохиназолинацетилгуанидин, его бромированное в положении С6 производное и хиназолинпропионилгуанидин. Анализ структура–активность показал, что наличие атома Br в положении С6 производного 4-оксохиназолинацетилгуанидина приводит к максимальному снижению ВГД при инстилляции раствора исследуемого соединения.

Ионизируемый липид ALC-0315 – ((4-гидроксибутил)азандиил)бис(гексан-6,1-диил)бис(2-гексилдеканоат) – входит в состав липидной матрицы мРНК-вакцины для профилактики заражения вирусом SARS-CoV-2 производства фирмы Pfizer/BioNTech. Этот липид обеспечивает эффективную сборку вакцинной конструкции, защиту мРНК от преждевременной деградации, а после эндоцитоза способствует выходу нуклеиновой кислоты в цитоплазму для дальнейшего процессинга. В данной работе предложен упрощенный и экономичный способ получения липида ALC-0315, который может быть использован при производстве мРНК-вакцин.