Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В течение первого года реализации проекта нами был установлен наиболее вероятный механизм и ключевые факторы, влияющие на гомолиз 2,4,5,6-замещенных-4,5-дигидро-1,2,4,5-тетразинан-3(2H)-онов (для удобства называемых алкилвердазилами). Так, анализируя данные о кинетике реакции разрыва связи C-N в алкилвердазилах под действием излучения, в сочетании с результатами квантовохимических расчетов, мы сделали вывод о том, что ключевую роль в процессе разрыва связи играет процесс переноса заряда внутри молекулы в результате возбуждения. Это сопровождается генерацией дирадикала, который впоследствии становится двумя независимыми радикалами. Кроме того, скорость гомолиза оказалась напрямую связана с силой осциллятора первого электронного перехода, что позволяет предсказывать реакционную способность соединений, основываясь на совместном анализе этих двух факторов. Анализируя выходы радикалов, также был сделан вывод, что триазольный фрагмент негативно влияет на результаты реакции, что выражалось в падении выхода вердазильного радикала. Наиболее неожиданные результаты были получены при изучении зависимости выхода радикалов от приложенной мощности. Оказалось, что для некоторых веществ уменьшение мощности приводит к падению выхода, что свидетельствует об изменении соотношений скоростей основной и побочной реакций. Такие зависимости выхода реакции от мощности крайне редко описаны в литературе, что свидетельствует о важности этого наблюдения. Другим источником активных радикалов могут выступать алкоксиамины – производные нитроксильных радикалов. Нами было установлено, что амино-содержащее производное радикала SG1 – соединение SG1-St-NH2 – может выступать как управляемый агент, вызывающий гибель клеток в результате окислительного стресса. Также нам удалось получить первые цитостатические препараты на основе комбинации углеводного фрагмента и вышеописанного алкоксиамина, соединенных самоудаляемым линкером. В качестве углеводного фрагмента была выбрана D-галактоза. Для данного конъюгата был продемонстрирован ферментативно-зависимый характер действия, что является подтверждением концепции и для гликозидных конъюгатов, так как ранее создание подобных про-лекарств на основе алкоксиаминов было связано только с пептидными фрагментами. Определенные значения IC50 показали, что полученные молекулы имеют сходные характеристики с известным цитостатиком – цисплатином, что подтверждает перспективность этого направления.

Аннотация результатов, полученных в 2026 году
В отчетном периоде исследования осуществлялись по двум направлениям: разработка фото-активируемых систем на основе алкилвердазильных радикалов для фотодинамической терапии и создание ферментативно-активируемых гликоконъюгатов алкоксиаминов для таргетной терапии онкологических заболеваний. Ключевым результатом первого направления стал синтез и исследование конъюгата объединяющего алкилвердазильный радикал и цинковый комплекс фталоцианина через ацетиленовый линкер, полученный по реакции Соногашира. Фотохимические исследования конъюгата выявили его бимодальный характер активности: (а) В коротковолновой области (<460 нм) наблюдается гомолитический разрыв связи C–N с генерацией стабильного вердазильного радикала. (б) В длинноволновой области (>500 нм) энергия фотона недостаточна для инициации гомолиза, однако происходит возбуждение фталоцианинового фрагмента с последующей генерацией активных форм кислорода (АФК), что приводит к фотодеструкции макроцикла. Стоит отметить, что эти процессы практически не зависят друг от друга: после полного фоторазложения фталоцианинового фрагмента на длине волны 685 нм конъюгат сохраняет способность к гомолизу при последующем облучении светодиодом 365 нм. Во втором направлении нами был подтвержден ферментативный характер активации гликоконъюгатов алкоксиаминов, полученных в ходе первого года реализации проекта. Методом ВЭЖХ показано, что конъюгат с самоудаляемым линкером под действием β-галактозидазы высвобождает активный алкоксиамин, тогда как аналог с жестким линкером образует стабильный продукт расщепления без высвобождения амина. Кроме того, исследования на клеточной линии Jurkat продемонстрировали, что исходный алкоксиамин и галактозид с самоудаляемым линкером индуцируют окислительный стресс и апоптоз. Причем конъюгат демонстрирует несколько отложенный эффект, что согласуется с необходимостью предварительного ферментативного расщепления. Конъюгат с жестким линкером не вызывает значимого окислительного стресса, подтверждая эффективность «блокировки» цитотоксичности в форме амида. В дополнении к ранее полученным конъюгатам нами были получены еще четыре, для которых был проведен сравнительный скрининг цитотоксичности на семи клеточных линиях (две линии фибробластов и четыре линии раковых клеток). В результате сравнения было найдено три ключевых аспекта: (а) алкоксиамины на основе радикала SG1 проявляют отложенную цитотоксичность, вероятно, вследствие метаболического дефосфорилирования в клеточной среде и поэтому являются неудачными субстратами для дальнейших исследований. (б) Алкоксиамины на основе радикала TEMPO оказываются более удачными основами для создания цитостатиков. (в) Ключевым моментом было обнаружение того, что маннозид с самоудаляемым линкером и алкоксиамином на основе TEMPO показал селективность в отношении раковых клеток линий A-431 и HCT-116 (индекс селективности 2 по сравнению с нормальными линиями клеток 3T3-L1 и BJ-5ta). Таким образом, проведенные исследования подтвердили работоспособность подхода к созданию ферментативно-активируемых таргетных гликоконъюгатов алкоксиаминов с углеводными остатками. Полученные результаты закладывают основу для дальнейшей оптимизации структур, повышения селективности и перехода к исследованиям на более сложных моделях опухолей.