Магнитно-резонансная томография является весьма эффективным и широко используемым неинвазивным средством диагностики злокачественных новообразований, нейродегенеративных и сосудистых патологий. Тем не менее, чувствительности современного оборудования не всегда хватает для визуализации морфологических и функциональных различий между тканями, что затрудняет выявление патологий и определение их локализации. В таких случаях используют контраст-реагенты, но на сегодня все допущенные до применения контраст-реагенты сделаны на основе токсичных тяжелых металлов.
Создание цельно-органических контраст-реагентов на основе дендримерных и полимерных структур с включением нитроксильных радикалов является одним из перспективных направлений. Все известные контраст-реагенты такого рода содержат невысокую массовую долю нитроксильного радикала – лишь как покрытие на внешней стороне дендримерной (или полимерной) структуры или как включения в полимерную матрицу. Кроме того, нитроксильные радикалы быстро восстанавливаются в неактивные диамагнитные продукты в живых тканях, и химики вынуждены буквально «прятать» нитроксильные фрагменты в полимерной матрице, покрывать их цепочками полиэтиленгликоля или других полимеров, чтобы как-то увеличить время их жизни.
Но ученые из Института органической химии имени Н.Н. Ворожцова (Новосибирск) разработали оригинальные и удобные методы синтеза устойчивых к восстановлению пространственно затрудненных нитроксильных радикалов пирролидинового ряда из доступных реагентов.
Исследователями уже получены первые варианты дендримерных и полимерных структур. Для этого были разработаны методы получения гетерофункциональных производных из полученных ранее базовых структур, содержащих две гидроксильных группы; методы получения пространственно затрудненных нитроксильных радикалов пирролидинового ряда, содержащих одновременно активную функциональную группу, способную ковалентно связываться с первичной аминогруппой и одну или две защищенных аминогруппы, которые можно легко активировать после пришивки блока к основе. Основой для них послужили нитроксильные радикалы, превышающие по своей устойчивости в живых системах лучшие мировые аналоги. Синтезированы также несколько вариантов полярных блоков, способных присоединяться по концевым аминогруппам дендримера для придания ему растворимости и регулирования накопления дендримера в организме.
Источник: Пресс-служба НИОХ СО РАН
Образующийся таким образом дендример представляет собой полирадикал, полностью состоящий из нитроксильных фрагментов. Высокая устойчивость пространственно затрудненных нитроксильных радикалов позволяет отказаться от дополнительного экранирования радикального центра полиэтиленгликолем или другими полимерными фрагментами, ограничившись лишь введением гидрофильных полярных групп для обеспечения растворимости и подавления нежелательных взаимодействий с липофильными компонентами крови, клетками сосудов и окружающих тканей.
«Следующий этап нашей работы – сборка дендримерных структур из разных комбинаций нитроксильных блоков и исследование их функциональных свойств. Мы ожидаем, разрабатываемые материалы будут превосходить литературные аналоги, а такой способ “опережающего импортозамещения” в дальнейшем поможет создать конкурентное преимущество для создаваемых материалов при выходе на внешние рынки», – рассказал руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Кирилюк Игорь Анатольевич, кандидат химических наук, заведующий Лабораторией азотистых соединений Института органической химии СО РАН.
