RU2822269C1 - Карбоксилатное производное хлорина и способ его получения - Google Patents

Карбоксилатное производное хлорина и способ его получения Download PDF

Info

Publication number
RU2822269C1
RU2822269C1 RU2023132989A RU2023132989A RU2822269C1 RU 2822269 C1 RU2822269 C1 RU 2822269C1 RU 2023132989 A RU2023132989 A RU 2023132989A RU 2023132989 A RU2023132989 A RU 2023132989A RU 2822269 C1 RU2822269 C1 RU 2822269C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
structural formula
compound
diagnostic agent
reaction
fluorescent
Prior art date
Application number
RU2023132989A
Other languages
English (en)
Inventor
Михаил Александрович Грин
Петр Васильевич Островерхов
Александр Александрович Попов
Никита Владимирович Суворов
Виктор Алексеевич Погорилый
Сергей Иванович Тихонов
Никита Сергеевич Кирин
Екатерина Александровна Плотникова
Ольга Алексеевна Безбородова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА - Российский технологический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2822269C1 publication Critical patent/RU2822269C1/ru

Links

Abstract

Настоящее изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности, а именно к разработке нового флуоресцентного диагностического агента со структурной формулой (1) и способу его получения. Техническим результатом изобретения является повышение уровня селективности накопления диагностического агента в опухолевых клетках, а также повышение уровня флуоресцентной контрастности опухолевых клеток при проведении флуоресцентной диагностики. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 2 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности, а именно к разработке нового диагностического агента и способа его получения.
Флуоресцентная диагностика - неинвазивный, селективный и чувствительный диагностический метод для оценки локализации опухолевого очага [Sieroń A. et al. The role of fluorescence diagnosis in clinical practice //OncoTargets and therapy. - 2013. - P. 977-982. https://doi.org/10.2147/OTT.S42074]. Последняя используется при раке желудочно-кишечного тракта, а также раке головы и шеи, за которыми следуют легочная, нейро-, молочная и гинекологическая онкология [Schouw H.M. et al. Targeted optical fluorescence imaging: a meta-narrative review and future perspectives //European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. - 2021. - P. 1-21. https://doi.org/10.1007/s00259-021-05504-y].
В настоящее время применяются в клинике или находятся на разных стадиях клинических испытаний флуоресцентные диагностические агенты различных классов. Особый интерес представляют природные хлорины и их производные с интенсивным поглощением в ближней ИК-области спектра. Свет с длиной волны 650-700 нм проникает в ткани на глубину до 20-25 мм, это существенно расширяет возможности используемых в настоящее время методов для диагностики опухолей. Также хлорины обладают тропностью к опухолям и не являются токсичными [Grin M.A., Suvorov N.V., Mironov A.F. Natural chlorins as a promising platform for creating targeted theranostics in oncology //Mendeleev Communications. - 2020. - V. 30. - №. 4. - P. 406-418. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2020.07.003]. В основе большинства современных флуоресцентных агентов лежит структура хлорина е 6 .
Однако хлорины имеют ограниченное применение в качестве флуоресцентных агентов из-за высокой гидрофобности и умеренной селективности накопления в опухолевых клетках. Это диктует необходимость создания новых более селективных производных хлоринов с повышенной тропностью к опухолям и низкой «острой» и «системной» токсичностью для организма.
Из уровня техники известен способ флуоресцентной диагностики рака кожи 5-аминолевулиновой кислоты [патент РФ №2379026]. Недостатком данного фотосенсибилизатора (ФС) является возбуждение флуоресценции в диапазоне длин волн видимого спектра 380-460 нм, что существенно ограничивает его применение ввиду малого проникновения света в ткани.
Ближайшим аналогом заявленного изобретения является хлорин е 6 , который используется в качестве флуоресцентного агента [Rynda A.Y. et al. Comparative analysis of 5-ALA and chlorin E6 fluorescence-guided navigation in malignant glioma surgery //Khirurgiia. - 2022. - №. 1. - P. 5-14. https://doi.org/10.17116/hirurgia20220115]. Однако хлорин е 6 , не обладает высокой тропностью к опухолевым клеткам.
Таким образом, техническим результатом заявленного изобретения является повышение уровня селективности накопления диагностического агента в опухолевых клетках, а также повышение уровня флуоресцентной контрастности опухолевых клеток при проведении флуоресцентной диагностики.
Технический результат заявленного изобретения обеспечивает диагностический агент со структурной формулой (1):
где Ме представляет CH3
Вероятно, высокая контрастность и тропность к опухолевым клеткам заявленного диагностического агента обусловлена наличием полярного фрагмента, способного образовывать цвиттер-ионные формы наподобие аминокислот [https://doi.org/10.1021/acs.bioconjchem.9b00543].
В немалой степени указанный технический результат обеспечивает способ получения указанного выше диагностического агента, включающий в себя следующие стадии:
- реакцию аминогексиламида метилфеофорбида а со структурной формулой (2)
с бис(2-метил-2-пропанил)2,2'-[(2-бромэтил)имино]диацетата со структурной формулой (3)
c получением соединения со структурной формулой (4)
где Ме представляет CH3, OtBu представляет OCH(CH3)3.
- реакцию соединения со структурной формулой (4) и трифторуксусной кислоты в органическом растворителе с получением флуоресцентного диагностического агента по п.1.
Реакция соединения со структурной формулой 3 с аминогексиламидом метилфеофорбида а со структурной формулой 2 может осуществляться при их мольном соотношении от 2:1 до 25:1.
Реакция соединения со структурной формулой (4) и трифторуксусной кислоты может проводиться при их мольном соотношении от 1:4 до 1:1000. Как вариант, время проведения данной реакции может составлять от 30 минут до 24 часов.
Заявленный способ может дополнительно включать стадию лиофильного высушивания полученного продукта с получением его кристаллической формы.
На фиг.1 приведены результаты оценки нормированной флуоресценции (ФН) заявленного диагностического агента со структурной формулой (1) в тканях мышей с опухолью LLC в интервале от 5 минут до 120 часов. Доза 7,5 мг/кг.
На фиг. 2 приведены результаты оценки нормированной флуоресценции (ФН) хлорина е 6 в тканях мышей с опухолью LLC в интервале от 5 минут до 120 часов. Доза 7,5 мг/кг.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется нижеследующими примерами.
Пример 1. Получение заявленного диагностического агента
К растворенным в 2 мл CH2Cl2 0,15 г (0,2 ммоль) аминогексиламида метилфеофорбида а (структурная формула (2)) добавили 0,56 г (1,6 ммоль) бис(2-метил-2-пропанил)2,2'-[(2-бромэтил)имино]диацетата (структурная формула (3)) и 55 мг (0,4 ммоль) K2CO3. Реакция проходила при постоянном перемешивании в течение 24 часов при комнатной температуре, протекание реакции отслеживали методом тонкослойной хроматографии. Продукт реакции выделяли из реакционной смеси методом экстракции (CH2Cl22О; 20/80; v/v). После продукт реакции осушали над Na2SO4 и упаривали при пониженном давлении. Очистку полученного продукта проводили с помощью колоночной хроматографии в системе растворителей (CH2Cl2/CH3OH; 25/1; v/v) и концентрировали при пониженном давлении. Выход реакции получения соединения со структурной формулой (4) составил 0,215 г (85%).
ESI MS m/z рассчитано для C70H104N8O13 [M+H]+: 1264.77; [M+2H]2+: 632.39. Найдено: 1265.77; 633.39.
1H ЯМР (300 МГц, CDCl3, δ, ppm): 9.70 (H, с, 10-H), 9.63 (H, с, 5-H), 8.80 (H, с, 20-H), 8.08 (H, дд, J = 17.9 Гц, 11.7 Гц, 31-H), 6.60 (H, м, 132-NH), 6.34 (H, д, J = 17.7 Гц, E-32-H), 6.13 (H, д, J = 11.6 Гц, Z-32-H), 5.55 (H, д, J = 18.8 Гц, 15-CH2a), 5.26 (H, д, J = 19.0 Гц,15-CH2b), 4.47 (H, кв, J = 7.6 Гц, 18-H), 4.36 (H, д, J = 8.5 Гц, 17-H), 3.80 (3H, с, 153-CO2CH3), 3.80 (2H, м, 81-CH2), 3.60 (3H, с, 174-CO2CH3), 3.57 (3H, с, 123-CH3), 3.49 (3H, с, 2-CH3), 3.44 (8Н, с, 4СН2СОО), 3.32 (3H, с, 7-CH3), 3.11 (2Н, м, N-СН2), 2.54 (2H, м, 172-CH2), 2.18 (2H, м, 171-CH2), 1.82 (3H, м, 18-CH3), 1.73 (3H, т, J = 7.7 Гц, 82-CH3), 1.63 - 1.48 (6Н, м, CH2-СН2-N, N-CH2), 1.44 (36H, c, O-tBu), 1.36 - 1.21 (4H, м, CH2-CH2), -1.81 (H, NH), -1.82 (H, NH).
Далее к 100 мг (0,079 ммоль) алкилированного продукта со структурной формулой (4) добавили 3 мл 20% раствора трифторуксусной кислоты в CH2Cl2. Реакция проходила при постоянном перемешивании в течение 3 часов при комнатной температуре. Продукт выделяли из реакционной смеси методом экстракции (CH2Cl22О/NaHCO3 (10% раствор); 20/80/5; v/v), осушали над Na2SO4 и упаривали при пониженном давлении. Очистку полученного продукта проводили с помощью колоночной хроматографии в системе растворителей (CH2Cl2/CH3OH; 20/1; v/v) и упаривали при пониженном давлении. Выход реакции получения соединения со структурной формулой (1) составил 78 мг (95%).
ESI MS m/z рассчитано для C54H72N8O13 [M+H]+: 1040.52; [M+2H]2+:520,7. Найдено: 1041.53; 521.27.
1Н ЯМР (300 МГц, ДМСО-d6, δ, ppm): 9.85 (H, c, 10-H), 9.82 (H, c, 5-H), 9.17 (H, c, 20-H), 8.33 (H, дд, J = 17.8, 11.6 Гц, 31-H), ), 7.75 (H, м, 132-NH), 6.47 (H, д, J = 17.8 Гц, E-32-H), 6.21 (H, д, J = 11.6 Гц, Z-32-H), 5.54 (2H, д, J = 18.8 Гц, 15-CH2a), 5.33 (2H, д, J = 18.9 Гц,15-CH2b), 4.62 (H, м, 18-H), 4.43 (H, д, J = 9.9 Гц, 17-H), 3.85 (5H, м, 153-CO2CH3, 81-CH2), 3.68 (3H, с, 174-CO2CH3), 3.54 (14H, м, 123-CH3, 2-CH3, 4СН2СОО), 3.34 (3H, с, 71-CH3), 3.09 (4Н, м, N-СН2, 172-CH2), 1.81 (2H, м, 171-CH2), 1.67 (6H, м, 181-CH3, 82-CH3), 1.24 (10Н, м, CH2-СН2-N, N-CH2, CH2-CH2), -1.96 (H, с, NH), -2.15 (H, с, NH).
Пример 2. Изучение биологического распределения заявленного диагностического агента
Тестируемые субстанции заявленного диагностического агента со структурной формулой (1) и хлорина е6 (контроль) вводили однократно внутривенно в дозе 7,5 мг/кг мышам линии C57Bl/6j опухоленосителям с привитым подкожно модельным опухолями (карцинома легкого Льюис LLC). Контрольным животным вводили 0,9% NaCl в дозе 5,0 мл/кг.
Через различные интервалы времени после введения субстанций (через 0,08; 0,5, 1, 2, 4, 6, 24, 48 и 120 часов) мышей с подкожно привитой опухолью LLC умерщвляли путем их помещения в СО2-камеру (ZOONLAB GmbH, Германия). Измерение экзогенной флуоресценции тканей проводили ex vivo сразу после эвтаназии мышей (спектральный диапазон 640-900 нм). На каждую точку использовали биологический материал от 3-х животных (не менее 4-х измерений в каждом образце ткани), всего 12 измерений. Математическую обработку спектров флуоресценции проводили с помощью программы «ЛЭСА-06». При возбуждении флуоресценции в красной области спектра (632 нм), интегральную интенсивность флуоресценции в диапазоне 640-900 нм (S1) нормировали на интегральную интенсивность сигнала обратного диффузного рассеяния в ткани (S2) возбуждающего лазерного излучения (632 нм) и определяли нормированную флуоресценцию (ФН = S1/S2) препарата в сыворотке крови, органах и тканях животных.
Показано, что нормированная флуоресценция заявленного диагностического агента со структурной формулой (1) достигает максимальных значений в опухоли LLC к 2 часам (45,93±3,04 отн. ед.) и сохраняется на высоком уровне до 24 часов (37,65±2,81 отн. ед.) (фиг. 2), в то время как у хлорина е 6 флуоресценция достигала максимального значения через 30 минут (18,24±2,50 отн. ед.) и сохранялась на высоком уровне в течение 1 часа (20,00±2,56 отн. ед.) (фиг. 3). Флуоресцентная контрастность (соотношение флуоресценции в опухоли и здоровой ткани) заявленного диагностического агента со структурной формулой (1) составила 11, в то время хлорин е 6 имеет флуоресцентную контрастность 3,5 в максимуме накопления. Полученные результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1
Соединение Ткани Сроки измерения флуоресценции
30 минут 2 часа 4 часа 24 часа 48 часов
Заявленный диагностический агент со структурной формулой 1 Опухоль LLC 25,38±3,05 45,93±3,04 41,74±2,93 37,65±2,81 10,75±0,64
Кожа 4,46±0,12 4,45±0,30 3,44±0,36 3,38±0,20 2,78±0,21
Хлорин е 6 Опухоль LLC 18,24±2,50 11,80±1,88 7,76±0,84 5,21±0,91 4,01±0,35
Кожа 3,88±0,94 3,32±0,12 3,23±0,40 2,76±0,38 2,05±0,21
Полученные данные свидетельствуют о высоком накоплении заявленного диагностического агента со структурной формулой (1) в тканях злокачественного новообразования, при этом было установлено, что последнее обладает в 3 раза большей селективностью накопления в опухолевой ткани по сравнению с хлорином е 6 . Кроме того, за счет долгого времени сохранения высокого уровня флуоресценции карбоксилатного производного хлорина со структурной формулой (1) в опухоли становится возможным проводить процедуру флуоресцентной диагностики в течение длительного времени, что актуально для интраоперационной флуоресцентной навигации.
Таким образом, использование заявленного флуоресцентного диагностического агента позволяет повысить уровень селективности накопления диагностического агента в опухолевых клетках, а также повысить уровень флуоресцентной контрастности опухолевых клеток при проведении флуоресцентной диагностики.

Claims (14)

1. Диагностический агент со структурной формулой (1)
(1)
2. Способ получения диагностического агента по п.1, включающий:
- реакцию соединения со структурной формулой (2)
(2)
с соединением со структурной формулой (3)
(3)
в органическом растворителе в присутствии карбоната калия с получением соединения со структурной формулой (4)
(4)
- реакцию соединения со структурной формулой (4) и трифторуксусной кислоты в органическом растворителе с получением флуоресцентного диагностического агента по п.1.
3. Способ по п. 2, где реакция соединения со структурной формулой (3) с соединением со структурной формулой (2) осуществляется при их мольном соотношении от 2:1 до 25:1.
4. Способ по п. 2, где реакция соединения со структурной формулой (4) и трифторуксусной кислоты проводится при мольном соотношении от 1:4 до 1:1000.
5. Способ по п. 2, где время реакции соединения со структурной формулой (4) и трифторуксусной кислоты составляет от 30 минут до 24 часов.
6. Способ по п. 2, отличающийся тем, что включает стадию лиофильного высушивания продукта с получением его кристаллической формы.
RU2023132989A 2023-12-13 Карбоксилатное производное хлорина и способ его получения RU2822269C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2822269C1 true RU2822269C1 (ru) 2024-07-03

Family

ID=

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2706698C1 (ru) * 2019-02-05 2019-11-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "КОМИ научный центр Уральского отделения Российской академии наук" Новые производные хлорина е6, содержащие фрагменты галактозы

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2706698C1 (ru) * 2019-02-05 2019-11-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "КОМИ научный центр Уральского отделения Российской академии наук" Новые производные хлорина е6, содержащие фрагменты галактозы

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BELYKH D.V. et al. Synthesis of potential antitumor agents, dimeric and trimeric chlorins, from methylpheophorbide a, Russian Chemical Bulletin, International Edition, 2011, v. 60, no. 4, p. 719-728. RYBKIN A.Y. et al. Self-assembling nanostructures of water-soluble fullerene[60]-chlorin e6 dyads: Synthesis, photophysical properties, and photodynamic activity, Dyes and Pigments, 2020, v. 180, 108411. *
РЫНДА А.Ю. и др. Сравнительный анализ флуоресцентной навигации в хирургии злокачественных глиом с использованием 5-АЛА и хлорина Е6, Хирургия, Журнал имени Н.И. Пирогова, 2022, N 1, с. 5-14. GRIN M.A. et al. Natural chlorins as a promising platform for creating targeted theranostics in oncology, Mendeleev Communications, 2020, v. 30, p. 406-418. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114249717B (zh) 特异性靶向肿瘤的近红外荧光探针及其合成方法和应用
EP1313695B1 (en) Esters of 5-aminolevulinic acid as photosensitizing agents in photochemotherapy
JP3565758B2 (ja) 腫瘍治療用増感剤
JP6896733B2 (ja) 二量体造影剤
KR102214462B1 (ko) 황화수소 검출용 방사성 프로브
JP6560766B2 (ja) 目の血管系を評価するための組成物及び方法
JP5795963B2 (ja) がん診断薬
CN111362971A (zh) 靶向psma的双苯并噻二唑类化合物及其制备方法与应用
CN114380786B (zh) 基于氨基肽酶激活型化学发光探针及其在恶性肿瘤的活体检测与手术导航方面的应用
JP2015528814A (ja) 化合物
EP4265605A1 (en) Fibroblast activation protein inhibitor
RU2353624C2 (ru) Водорастворимые анионсодержащие производные бактериохлорофилла и их применение
EP3168288B1 (en) Fluorescent probe for detecting dipeptidyl peptidase iv
RU2822269C1 (ru) Карбоксилатное производное хлорина и способ его получения
JP2010203966A (ja) 低酸素領域イメージング用近赤外蛍光プローブ
US4916221A (en) Fluorine-containing protoporphyrin derivatives and their salts
CN114315791B (zh) 用于实现手术导航和微小转移瘤成像的小分子化学发光探针及其制备方法和用途
KR20140106814A (ko) 광역학 진단 또는 치료용 광감작제 및 그 제조방법
CN114805397A (zh) 可在体内长时间循环的有机荧光小分子化合物及其制备方法和应用
WO2016092799A1 (en) Cyanine derivatives and their use for optical imaging
RU2372099C1 (ru) Иттербиевые комплексы тетрапиразолилпорфиринов как флуоресцентные метки для диагностики злокачественных новообразований
CN114835629B (zh) 一类咔唑苯并[cd]吲哚鎓盐及其制备方法与应用
CN118048050B (zh) 一种七甲川菁近红外荧光染料及其制备方法和应用
CN116178355B (zh) 一种检测硫醇的化学发光试剂、合成方法及应用
EP0335539A2 (en) Porphyrin derivatives