Projekta mērķis ir izveidot jaunus, patentspējīgus selēnenzīma tioredoksīnreduktāzes inhibitorus kā potenciālus pretvēža līdzekļus.
Pētniecības pieteikuma numurs | 1.1.1.2/VIAA/3/19/575 |
---|---|
Pēcdoktorants | Dr. chem. Anna Ņikitjuka |
Zinātniskais konsultants | Prof. Raivis Žalubovskis |
Projekta ieviešanas vieta | Latvijas Organiskās sintēzes institūts |
Projekta ieviešanas ilgums | 34 mēneši |
Projekta kopējās izmaksas | 126 372,22 EUR
(ERAF finansējums – 107 416,37 EUR; valsts budžeta finansējums – 12 637,21 EUR)
|
Paredzētie projekta īstenošanas rezultāti:
- dalība 3 zinātniskajās konferencēs
- 3 zinātniskie raksti (IF > 50% no nozares vidējā līmeņa)
- 1 patenta pieteikuma sagatavošana
- 1 apskatraksts par projekta tēmu
Publicēts: 11.09.2020.
Paveiktais laika periodā no 01.09.2020. līdz 30.11.2020.
Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:
- veikta literatūras analīze par zināmiem un patentētiem tioredoksīnreduktāžu izoformu (TrxR1 un TrsR2) inhibitoriem, to iedarbības mehānismiem un selektivitāti;
- balstoties uz literatūras datu izpēti, kā piemērotākie potenciālo TrxR1 inhibitoru pētījumu uzsākšanai tika izvēlēti 3,4-dineaizvietoti kumarīna atvasinājumi;
- piedalīšanās on-line zinātniskajā seminārā “Topicalities in antibacterial drug design” 29.09-30.09.2020;
- analizējot literatūrā pieejamos analoģiskos iegūšanas ceļus, veikta sintēzes shēmas izstrāde 3,4-dineaizvietotu kumarīnu iegūšanai;
- veiktas pirmas reakcijas 3,4-dineaizvietotu kumarīnu iegūšanai, izmantojot semi-tioestera metodi katalītiskās bāzes klātienē;
- noskaidrots, ka iegūto produktu attīrīšanas process ir apgrūtināts ar blakusproduktu veidošanos, kas varēja ietekmēt iznākumu. Izmantojot šo pieeju, tika iegūti un pilnībā noraksturoti 6 mērķa savienojumi.
Paveiktais laika periodā no 01.12.2020. līdz 28.02.2021.
Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:
- balstoties uz literatūras datu izpēti, iesākām kumarīnu sintēzi, izmantojot alternatīvu pieeju. Tika iegūti un noraksturoti vairāki kumarīnu atvasinājumi;
- ar nolūku paplašināt 3,4-dineaizvietoto kumarīnu klāstu, paralēli tika pārbaudīta metode, balstīta uz fenola atvasinājumu reakciju ar propīnskābi trifluoretiķskābes klātienē. Rezultātā, izmantojot dažādas sintētiskās metodes, tika iegūti un pilnībā noraksturoti 38 jauni kumarīna atvasinājumi;
- sagatavoti mērķa savienojumu stock-šķīdumi DMSO bioloģiskās aktivitātes noteikšanai;
- TrxR1 inhibēšanas spēja ar inhibitora koncentrāciju c=0.2mM tika noteikta 28 savienojumiem. Mērījumi tika veikti divos piegājienos, lai samazinātu kļūdas varbūtību;
- izdarīti provizoriski secinājumi par struktūras-aktivitātes kopsakarībām.
Paveiktais laika periodā no 01.03.2021. līdz 31.05.2021.
Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:
- balstoties uz iepriekš iegūtiem rezultātiem, tiek paplašināta 3,4-dineaizvietotu kumarīnu bibliotēka ar jauniem analogiem, izmantojot iepriekš izstrādātas procedūras. Mērķa savienojumiem bija uztaisīti stock-šķīdumi DMSO un visi sintezētie potenciālie inhibitori tika pakļauti bioloģiskiem testiem, izmantojot komerciāli pieejamu TrxR rekombinēto enzīmu;
- izpētīta un apkopota literatūra par zināmiem 1,2-ditiolānu atvasinājumiem un bioloģisko aktivitāti pretvēža terapijā. Sintētiskās stratēģijas izstrāde 1,2-ditiolānu atvasinājumu iegūšanai, ko varēja realizēt, izmantojot 3-bromo-2(bromometil)propionskābi kā izejvielu vai vairāku stadiju gaitā modificējot komerciāli pieejamo dietilmalonātu;
- veiktas pārbaudes reakcijas abu iepriekš izstrādāto stratēģiju pārbaudei. Izmantojot dibromopropionskābi tika iegūts 1,2-ditiolāns (Asparagusic skābe) 50 mg apjomā.
Paveiktais laika periodā no 01.06.2020. līdz 31.08.2021.
Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:
- veikta Asparagusic skābes attīrīšanas procesa optimizēšana, izmantojot Biotage. Piemeklēti un salidzināti dažādi sametināšanas reaģenti ( HATU, EDCI), kas ļauj iegūt 1,2-ditiolāna atvasinājumus ar labākiem iznākumiem. Iegūti divi 1,2-ditiolāna arilsaturošie potenciālie inhibitori;
- no 2021.gada 7.līdz 9.jūlijam dalība tiešsaistes konferencē “56th International Conference on Medicinal Chemistry (RICT 2021)” ar posteri “’’COUMARIN: SMALL MOLECULES TARGETING THIOREDOXIN SYSTEM”;
- iegūti vairāki 1,2-ditiolāna atvasinājumi, kas satur gan aril-, gan alkilaizvietotājus. Sagatavoti stock-šķīdumi un noteikta bioloģiskā aktivitāte iegūtiem Asparagusic skābes saturošiem savienojumiem. Secināts, ka 1,2-ditiolānu atvasinājumi nav efektīvi Trx inhibitori.
Paveiktais laika periodā no 01.09.2020. līdz 30.11.2021.
Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:
- veikta zinātniskās literatūras izpēte par iespējamiem tioredoksīnreduktāzes inhibitoriem. Balstoties uz iegūtiem teorētiskiem datiem, secināts, ka dabasvielas Santamarine analogiem piemīt augstā bioloģiskā aktivitāte pret TrxR;
- izplānota 3-metilēnheksahidrobenzofurān-2(3H)-ona sintēzes shēma un uzsākta tās realizēšana;
- iepriekš iegūto datu apkopošana, abstrakta un postera sagatavošana tiešsaites konferencei The 7th International Electronic Conference on Medicinal Chemistry 2021;
- veikts darbs pie alternatīvas sintētiskās pieejas izstrādes ar nolūku iegūt Santamarine fragmentu un to analogus ar aktivēto exo-dubultsaiti. Konstatējām, ka exo-dubultsaiti var ievietot sintētiskas pārvērtības sākumā, izmantojot pieejamo metal-3-bromo-2-(bromometil)propanoātu, bāzi un ciklisko ketonu.
Paveiktais laika periodā no 01.12.2021. līdz 28.02.2022.
Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:
- turpināta santamarīna fragmentu un to analogu sintēze;
- izstrādāta keto-grupas reducēšanas metode, izmantojot CeCl3/NaBH4;
- sintezēti un pilnīgi noraksturoti vairāki jauni savienojumi, no kuriem 6 vielas ir gala savienojumi, kas tiks izmantoti bioloģiskajos pētījumos;
- uzsākts darbs pie 3-metilēnhroman-2-ona sintētiskās shēmas izstrādes. Noskaidrots, ka izmantojot Claisen pārgrupēšanu, var iegūt vēlamos starpproduktus ar augstiem iznākumiem, kuri tika pakļauti iekšmolekulārai laktonizēšanas reakcijai.
Paveiktais laika periodā no 01.03.2022. līdz 31.05.2022.
Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:
- tiek turpināts darbs pie 3-metilēnhroman-2-ona atvasinājumu bibliotēkas iegūšanas, iekļaujot 3-metēntiohroman-2-onus un 3-metēn-3,4-dihidrohinolīn-2(1H)-onus;
- 1,2-Ditiolāna fragmentu saturošu savienojumu bibliotēkas iegūšana un to inhibēšanas aktivitātes uz Trx1 noteikšana, izmantojot DTNB metodi;
- pārbaudīti vairāki iespējamie aza/tio-Claisen pārgrupēšanās reakcijas apstākļi;
- no 13.05.2022. – mobilitāte Monpeljē Univirsitātes J.-Y. Wenum laboratorijā. Iepazīšanās ar kolektīvu, darba plānu uz 11 nedēļām, kā arī literatūras pētījums par karbonanhidrāžu inhibitoriem.
Paveiktais laika periodā no 01.06.2022. līdz 31.08.2022.
Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:
- mobilitātes turpinājumā izstrādāta metode jaunu bora saturošu savienojumu sintēzei (benzoksaborinīni);
- realizēta potenciālu pretvēža aģentu iegūšana (benzoksaborinīns), to struktūru pierādīšana, kā arī stabilitātes noteikšana;
- turpināts darbs pie benoksaborinīnu atvasinājumu iegūšanas. Mobilitātes gaitā iegūti 8 iepriekš neaprakstīti savienojumi, tika pierādīta tā struktūra un sagatavots pilns spektrometriskais apraksts;
- Darbs pie apskatraksta manuskripta sagatavošanas par 1,2-ditiolānu saturošiem savienojumiem. Publikācijas manuskripta sagatavošana par kumarīnu atvasinājumiem kā potenciāliem Trx1 inhibitoriem.
Paveiktais laika periodā no 01.09.2022. līdz 30.11.2022.
Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:
- darbs pie apskatraksta manuskripta sagatavošana par 1,2-ditiolānu saturošiem savienojumiem;
- piedalīšanas konfencē: Drug Discovery Conference 2022, Rīga ar stenda referātu “Synthesis and Biological Evaluation of Potent Thioredoxin Reductase Inhibitors”;
- veikta kumarīnu atvasinājumu bibliotēkas pārstāvju atkārtotā pārbaude uz TrxR1 bioloģisko aktivitāti, un IC50 noteikšana aktīvākajiem pārstāvjiem;
- sintētiskais darbs pie 3-metilēnhroman-2-ona atvasinājumu bibliotēkas iegūšanas. Izstrādāta sintētiskā pieeja aizvietotāju ievadīšanai metilēnhromanona 6. pozīcijā, kas ļautu iegūt aktīvākus šīs sērijas analogus.
Paveiktais laika periodā no 01.12.2022. līdz 28.02.2023.
Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:
- apskatraksta par ditiolānsaturošiem analogiem iegūšanu un izmantošanu medicīnas ķīmijā pirmā iesniegšana publicēšanai;
- turpināts darbs pie ditiolānsavienojumu bibliotēkas paplašināšanas;
- iegūto savienojumu primārās TrxR1 aktivitātes noteikšana ar kalorimetrisko metodi, izmantojot DTNB un NADPH;
- struktūras-aktivitātes kopsakarības un stabilitātes noteikšana 1,2-ditiolāna saturošiem analogiem. Tika noskaidrots, ka savienojumi kristalizējas fizioloģiskajos apstākļos, kas varētu būt šķērslis tālākai sērijas attīstībai.
Paveiktais laika periodā no 01.03.2023. - 31.05.2023.
Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:
- publikācijas manuskripta par kumarīnu atvasinājumu izmantošanu tioredoksīnreduktāzes inhibēšanai un to struktūras-aktivitātes kopsakarības noteikšanu;
- mobilitāte uz Florences Universitāti, pieredzes apmaiņa C. Supurāna grupā, realizētas jaunu karbonanhidrāžu inhibitoru sintēze un kopīgas publikācijas un apskatraksta apspriešana par bora-saturošiem karbonanhidrāzes inhibitoriem;
- realizēta 3-metilēnhroman-2-ona sintēze un iegūto savienojumu struktūru pierādīšana;
- apskatraksta ”Asparagusic acid – a unique approach towards effective cellular uptake of therapeutics. Application, biological targets and chemical properties” pieņemšana publicēšanai ChemMedChem;
- manuskripta par kumarīna atvasinājumiem „Exploration of 3,4-unsubstituted coumarins as thioredoxin reductase 1 inhibitors for cancer therapy” iesniegšana publicēšanai.
Paveiktais laika periodā no 01.06.2023. - 30.06.2023.
Pārskata periodā veiktas šādas pētnieciskās darbības:
- dalība seminārā ‘A4L Skills academy 2023’, Ļubljana, Slovēnija. Semināra laikā tika attīstītas prasmes strādāt komandā un zinātnisko prezentāciju tehnika;
- sagatavots manuskripts par jauniem, līdz šim neaprakstītiem hroman-2-onu atvasinājumiem ar izteiktu TrxR inhibēšanas spēju: „Design, synthesis and bioactivity evaluations of 3-methylenechroman-2-one derivatives as novel class of thioredoxin reductase (TrxR) inhibitors”.
Publicēts: 30.06.2023.