Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В рамках реализации первого года Проекта были выполнены все поставленные цели и задачи. Были разработаны и успешно реализованы оригинальные методики получения ППИ дендронизированных тиакаликсаренов первой генерации (G1-PPI) с применением дивергентного подхода, позволяющие с высокими выходами получать целевые соединения. Структура полученных соединений была полностью охарактеризована и подтверждена комплексом методов (спектроскопия ЯМР 1H и 13C, ИК спектроскопия и масс-спектрометрия). Для ППИ дендронизированных тиакаликсаренов показано образование стабильных частиц со средним гидродинамическим диаметром 331-418 нм в воде при концентрации 100 мкМ. Устойчивость данных коллоидных систем также подтверждают значения дзета-потенциала агрегатов (ζ ≥ +78 мВ). При помощи просвечивающей электронной микроскопии для всех изученных дендримеров G1-PPI было показано образование наноразмерных частиц с размерами, близкими к размерам, определенным методом динамического светорассеяния. Взаимодействие с противоопухолевыми препаратами было изучено с помощью УФ и флуоресцентной спектроскопии, динамического рассеяния света. Установлено, что полученные дендримеры G1-PPI способны эффективно связывать 5-фторурацил (lgKa = 3.35–4.24) и флударабин (lgKa = 3.00–3.92), но не связывают доксорубицин. С помощью динамического рассеяния света было показано образование стабильных систем для G1-PPI-alt в присутствии 5-фторурацила (d = 264 ± 24 нм, ИПД = 0.31 ± 0.05, ζ = +66.8 ± 2.4 мВ). Взаимодействие синтезированных макроциклических дендримеров G1-PPI с миРНК было подтверждено данными динамического рассеяния света. Было показано образование комплексов G1-PPI / миРНК с размерами агрегатов 176–335 нм. Для всех изученных систем было установлено, что уже при соотношении N:P = 0.5:1 достигаются положительные значения дзета-потенциала (вплоть до +84-93 мВ). Была изучена загрузка 5-фторурацилом и флударабином синтезированных дендронизированных макроциклов первой генерации G1-PPI. Установлено, что конфигурация макроциклического ядра дендримеров первой генерации не влияет на эффективность инкапсуляции и емкость загрузки противораковых препаратов. Показано, что эффективность инкапсуляции и емкость загрузки флударабина значительно выше, чем 5-фторурацила. Была оценена способность полученных систем на основе G1-PPI и противораковых препаратов к высвобождению субстрата. Установлено, что 5-фторурацил практически полностью высвобождается в течение 5 часов, при этом кинетический профиль был схожий независимо от конфигурации ядра дендримера. В случае флударабина эффективность высвобождения была ниже (62.5-81.0%) по истечении 24 часов. Было выявлено влияние конфигурации макроциклического ядра на кинетический профиль процесса: пространственное удаление дендронов друг от друга приводит к более быстрому высвобождению флударабина. Было показано, что ранее полученные поли(амидоаминные) (ПАМАМ) дендронизированные тиакаликсарены с макроциклическим ядром в конфигурации 1,3-альтернат способны образовывать стабильные положительно заряженные комплексы с миРНК, защищать их от ферментативной деградации и эффективно доставлять генный материал в клетки HeLa, при этом эти соединения не вызывали токсических эффектов в концентрациях, необходимых для связывания и доставки миРНК. Было проведено сравнение характеристик синтезированных ППИ и ПАМАМ дендронизированных тиакаликсаренов.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В рамках реализации второго года Проекта были выполнены все поставленные цели и задачи. Были разработаны и успешно реализованы оригинальные методики получения дендронизированных тиакаликсаренов второй генерации (G2) с применением дивергентного подхода, позволяющие с высокими выходами получать целевые соединения. Было получено два типа соединений: ППИ (G2-PPI) и гибридные ППИ-ПАМАМ дендронизированные тиакаликсарены второй генерации, содержащие различные терминальные группы (первичные или третичные аминогруппы). Структура всех полученных соединений была полностью охарактеризована и подтверждена комплексом методов (спектроскопия ЯМР 1H и 13C, ИК спектроскопия и масс-спектрометрия). Для G2-PPI независимо от конфигурации макроциклического ядра показано образование в воде полидисперсных систем, состоящих из субмикронных ассоциатов, при этом гидродинамические диаметры частиц для второй генерации (290–422 нм) были больше, чем для первой (198–388 нм). Значения дзета-потенциала изученных агрегатов увеличивались с увеличением концентрации растворов дендримеров. Наибольшие значения ζ-потенциала (+69 – (+72) мВ) установлены для растворов G2-PPI с концентрацией 100 мкМ. Установлено, что G2-PPI способны эффективно связывать 5-фторурацил (lgKa = 3.64–3.78) и флударабин (lgKa = 3.53–3.86), но не связывают доксорубицин, при этом эффективность связывания не зависит от конфигурации макроциклического ядра. При помощи динамического рассеяния света показано образование супрамолекулярных систем для G2-PPI-paco в присутствии флударабина с индексом полидисперсности 0.32-0.33 и средним гидродинамическим диаметром частиц 227-273 нм. Взаимодействие ППИ дендронизированных тиакаликсаренов второй генерации с малыми интерферирующими РНК (миРНК) подтверждено с помощью динамического и электрофоретического рассеяния света. Было показано образование ассоциатов G2-PPI/миРНК с гидродинамическими диаметрами 105–239 нм, при этом наблюдалось увеличение размера частиц G2-PPI/миРНК в ряду конус – частичный конус - 1,3-альтернат. При сравнении размеров комплексов G2-PPI/миРНК и G1-PPI/миРНК установлено уменьшение средних гидродинамических диаметров частиц с ростом генерации независимо от конфигурации макроциклического ядра. Показано, что положительные значения дзета-потенциала систем G2-PPI/миРНК достигаются уже при соотношении N:P = 0.5, так же, как и в случае G1-PPI. Для всех G2-PPI было установлено увеличение значений дзета-потенциалов систем с увеличением соотношения N:P с выходом на плато при соотношении N:P = 15 для G2-PPI-cone и G2-PPI-alt и 7.5 для G2-PPI-paco. Была изучена загрузка 5-фторурацилом и флударабином синтезированных дендронизированных макроциклов второй генерации G2-PPI. Установлено, что конфигурация макроциклического ядра дендримеров второй генерации практически не влияет на эффективность инкапсуляции (EE) и емкость загрузки (LC) противораковых препаратов. Показано, что эффективность инкапсуляции и емкость загрузки флударабина значительно выше (EE = 95.1–98.4%, LC = 106.9–110.4%), чем 5-фторурацила (EE = 64.5–77.4%, LC = 25.9–31.0%). Была оценена способность полученных систем на основе G2-PPI и противораковых препаратов к высвобождению субстрата. Установлено, что 5-фторурацил практически полностью высвобождается в течение 5 часов, при этом кинетический профиль был схож независимо от конфигурации ядра и генерации дендримера. В случае флударабина за тот же временной интервал G2-PPI высвобождает 8.2-14.7% Flu, по истечении 1 и 5 дней – 17.7–21.8% и 26–32% субстрата, соответственно.