ojrdrtОнкологический журнал: лучевая диагностика, лучевая терапияJournal of oncology: diagnostic radiology and radiotherapy2587-75932713-167XНЕКОММЕРЧЕСКОЕ ПАРТНЕРСТВО «ОБЩЕСТВО ИНТЕРВЕНЦИОННЫХ ОНКОРАДИОЛОГОВ»10.37174/2587-7593-2018-1-1-75-79ojrdrt-65Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РАДИОЛОГИЯEXPERIMENTAL RADIOLOGYВодорастворимые комплексы метилпирофеофорбида-α с белками-носителями для фотодинамической терапииWater-Soluble Complexes of Methylpyro-Phaeophorbide-а with Carrier Proteins for Photodinamic TherapyПоздняковаН. В.PozdniakovaN. V.

Москва

Moscow

natpo2002@mail.ruБелыхД. В.BelykhD. V.

Сыктывкар

Syktyvkar

ХудяеваИ. С.KhudyaevaI. S.

Сыктывкар

Syktyvkar

ШевелевА. Б.ShevelevA. B.

Москва

Moscow

Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина Минздрава РФРоссияN.N. Blokhin National Medical Research Center of OncologyRussian FederationИнститут химии Коми научного центра Уральского отделения РАНРоссияInstitute of Chemistry of the Komi Scientific Center, Urals Branch of RASRussian FederationИнститут биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАНРоссияN.M. Emanuel Institute of Biochemical Physics of RASRussian Federation201830032018117579Copyright © Позднякова Н.В., Белых Д.В., Худяева И.С., Шевелев А.Б., 20182018Позднякова Н.В., Белых Д.В., Худяева И.С., Шевелев А.Б.Pozdniakova N.V., Belykh D.V., Khudyaeva I.S., Shevelev A.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.oncoradjournal.ru/jour/article/view/65

Практическое использование фотосенсибилизаторов для фотодинамической терапии опухолей ограничивается недостаточной растворимостью тетрапиррольных красителей и их высокой гепатотропностью. Целью работы было исследование возможности использования модельного фотосенсибилизатора – метилпирофеофорбида-α, содержащего свободную карбоксильную группу (МПФФа) в виде комплексов с белками-носителями на основе альфа-фетопротеина человека ApE1 и ApE2. Было проведено сравнение характеристик комплекса ApE1-МПФФа и ApE2-МПФФа с характеристиками комплекса МПФФа с сывороточным альбумином. Был выявлен батохромный сдвиг флуоресценции МПФФа в комплексе с ApE1 и ApE2 по сравнению со свободным МПФФа. Этот сдвиг доказывает наличие плотного контакта красителя с ароматическими аминокислотами белка. Наличие такого сдвига позволяет ожидать высокой фотохимической активности комплексного фотосенсибилизатора in vivo. Полученные данные свидетельствуют о высокой устойчивости нековалентных комплексов белков-носителей ApE1 и ApE2 с модельным хлорином МПФФа, существенно превышающих прочность комплекса этого красителя с сывороточным альбумином. Это позволяет проводить препаративную очистку комплексов ApE1-МПФФа и ApE2-МПФФа, в том числе, с применением методов диализа и гель-хроматографии.

Practical application of photosensitizers for photodynamic therapy of tumors is limited with insufficient solubility in water and hepatic tropism of tetrapyrrole dyes. The work pursued study of possibility of using a model photosensitizer methylpyro-phaeophorbide α bearing a free carboxylic moiety (MPPPa) in complexes with artificial proteins derived from human alpha-fetoprotein ApE1 and ApE2. Properties of ApE1-MPPPa and ApE2-MPPPa complexes were compared with properties of MPPPa complex with serum albumin. A bathochromic shift of fluorescence maximum of MPPPa in complexes with ApE1 and ApE2 was found in comparison with free MPPPa. This shift gives an evidence of a tight contact between the dye and aromatic amino acids in the carrier proteins. This shift allows expecting a high photochemical activity in the complex photosensitizer in vivo. A high stability of non-covalent ApE1-MPPPa and ApE2-MPPPa complexes substantially exceeding stability of MPPPa complex with serum albumin was demonstrated. Such stability allows preparative purification of these non-covalent complexes with dialysis and/or chromatography.

фотодинамическая терапиябактериохлоринметилпирофеофорбид-αальфа-фетопротеинкомплексообразованиеphotodynamic therapybacteriochlorinmethylpyropheophorbidealphafetoproteincomplexationReferencesMegna M., Fabbrocini G., Marasca C., Monfrecola G. Photodynamic therapy and skin appendage disorders: A Review // Skin Appendage Disord. 2017. Vol. 2. № 3–4. P. 166–176. doi: 10.1159/000453273. Epub 2016 Dec 8. Review.Megna M., Fabbrocini G., Marasca C., Monfrecola G. Photodynamic therapy and skin appendage disorders: A Review // Skin Appendage Disord. 2017. Vol. 2. № 3–4. P. 166–176. doi: 10.1159/000453273. Epub 2016 Dec 8. Review.Dehghan Esmatabadi M.J., Bozorgmehr A., Hajjari S.N. et al. Review of new insights into antimicrobial agents. // Cell Mol. Biol. (Noisy-le-grand). 2017. Vol. 28. № 63. № 2. P. 40-48. doi: 10.14715/cmb/2017.63.2.6.Dehghan Esmatabadi M.J., Bozorgmehr A., Hajjari S.N. et al. Review of new insights into antimicrobial agents. // Cell Mol. Biol. (Noisy-le-grand). 2017. Vol. 28. № 63. № 2. P. 40-48. doi: 10.14715/cmb/2017.63.2.6.Zhiyentayev T.M., Boltaev U.T., Solov’eva A.B. et al. Complexes of chlorine with pluronics and polyvinylpyrrolidone: structure and photodynamic activity in cell culture // Photochem. Photobiol. 2014. Vol. 90. № 1. P. 171–182. doi: 10.1111/php.12181. Epub 2013 Nov 28.Zhiyentayev T.M., Boltaev U.T., Solov’eva A.B. et al. Complexes of chlorine with pluronics and polyvinylpyrrolidone: structure and photodynamic activity in cell culture // Photochem. Photobiol. 2014. Vol. 90. № 1. P. 171–182. doi: 10.1111/php.12181. Epub 2013 Nov 28.Mishra P.P., Patel S., Datta A. Effect of increased hydrophobicity on the binding of two model amphiphilic chlorine drugs for photodynamic therapy with blood plasma and its components // J. Phys. Chem. B. 2006. Vol. 110. P. 21238–21244.Mishra P.P., Patel S., Datta A. Effect of increased hydrophobicity on the binding of two model amphiphilic chlorine drugs for photodynamic therapy with blood plasma and its components // J. Phys. Chem. B. 2006. Vol. 110. P. 21238–21244.Ashur I. et al. Photocatalytic generation of oxygen radicals by the water-soluble bacteriochlorophyll derivative WST11, noncovalently bound to serum albumin // J. Phys. Chem. A. 2009. Vol. 113. № 28. P. 8027–8037.Ashur I. et al. Photocatalytic generation of oxygen radicals by the water-soluble bacteriochlorophyll derivative WST11, noncovalently bound to serum albumin // J. Phys. Chem. A. 2009. Vol. 113. № 28. P. 8027–8037.Pak V. Patent US 8071547 B2. 2011.Pak V. Patent US 8071547 B2. 2011.Костюков А.А., Позднякова Н.В., Шевелев А.Б. и соавт. Комплексы альфа-фетопротеина и сывороточного альбумина с бискарбоцианиновым красителем // Химия высоких энергий. 2017. Т. 51. № 3. С.248–250.Костюков А.А., Позднякова Н.В., Шевелев А.Б. и соавт. Комплексы альфа-фетопротеина и сывороточного альбумина с бискарбоцианиновым красителем // Химия высоких энергий. 2017. Т. 51. № 3. С.248–250.Pozdniakova N.V., Gorokhovets N.V., Gukasova N.V. et al. New protein vector ApE1 for targeted delivery of anticancer drugs // J. Biomed. Biotechnol. 2012. Vol. 2012. PMC 3357585.Pozdniakova N.V., Gorokhovets N.V., Gukasova N.V. et al. New protein vector ApE1 for targeted delivery of anticancer drugs // J. Biomed. Biotechnol. 2012. Vol. 2012. PMC 3357585.Osuka A., Wada U., Shinoda S. // Tetrahedron. 1996. Vol. 52. № 12. Р. 4311.Osuka A., Wada U., Shinoda S. // Tetrahedron. 1996. Vol. 52. № 12. Р. 4311.Тулаева Л.А., Белых Д.В., Яковлева Н.М. и соавт. Синтез и исследование производных хлорофилла, содержащих свободную карбоксильную группу // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2006. Т. 49. № 4. С. 82–87.Тулаева Л.А., Белых Д.В., Яковлева Н.М. и соавт. Синтез и исследование производных хлорофилла, содержащих свободную карбоксильную группу // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2006. Т. 49. № 4. С. 82–87.Laemli U.K. // Nature. 1970. Vol. 227. P. 680–688.Laemli U.K. // Nature. 1970. Vol. 227. P. 680–688.Vincent S.G., Cunningham P.R., Stephens N.L. et al. Quantitative densitometry of proteins stained with coomassie blue using a HewlettPackard scanjet scanner and Scanplot software // Electrophoresis. 1997. Vol. 18. № 1. P. 67–71.Vincent S.G., Cunningham P.R., Stephens N.L. et al. Quantitative densitometry of proteins stained with coomassie blue using a HewlettPackard scanjet scanner and Scanplot software // Electrophoresis. 1997. Vol. 18. № 1. P. 67–71.Phillips D. // Prog. React. Kinetics. 1997. Vol. 22. P. 175–300.Phillips D. // Prog. React. Kinetics. 1997. Vol. 22. P. 175–300.Giovannetti R. The Use of spectrophotometry UV-Vis for the study of porphyrins // In: Nanotechnology and Nanomaterials. Ed. by Jamal Uddin. 2012.Giovannetti R. The Use of spectrophotometry UV-Vis for the study of porphyrins // In: Nanotechnology and Nanomaterials. Ed. by Jamal Uddin. 2012.Irving C.S., Byers G.W., Leermakers P.A. Spectroscopic model for the visual pigments. Influence of microenvironmental polarizability // Biochemistry. 1970. Vol. 9. № 4. P. 858–864.Irving C.S., Byers G.W., Leermakers P.A. Spectroscopic model for the visual pigments. Influence of microenvironmental polarizability // Biochemistry. 1970. Vol. 9. № 4. P. 858–864.Syrbu S., Semeikin A., Lyubimova T., Stuzhin P. Unsymmetrical meso-phenyl substituted octamethyl porphyrins: synthesis by mixed condensation and chromatographic separation // First Internat. Conf. Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-1). Dijon. France. 2000. P. 576.Syrbu S., Semeikin A., Lyubimova T., Stuzhin P. Unsymmetrical meso-phenyl substituted octamethyl porphyrins: synthesis by mixed condensation and chromatographic separation // First Internat. Conf. Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP-1). Dijon. France. 2000. P. 576.Komagoe K., Katsu T. Porphyrin-induced photogeneration of hydrogen peroxide determined using the luminol chemiluminescence method in aqueous solution: a structureactivity relationship study related to the aggregation of porphyrin // Anal. Sci. 2006. Vol. 22. № 2. P. 255–258.Komagoe K., Katsu T. Porphyrin-induced photogeneration of hydrogen peroxide determined using the luminol chemiluminescence method in aqueous solution: a structureactivity relationship study related to the aggregation of porphyrin // Anal. Sci. 2006. Vol. 22. № 2. P. 255–258.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.