Противораковые комплексы металлов
Развита методология капиллярного электрофореза (КЭ) для исследования метаболизма противоопухолевых соединений на основе комплексов металлов. Разработаны базовые методики, позволяющие изучать связывание комплексов металлов с белками крови в модельных физиологических условиях и в реальных биологических объектах, идентифицировать образующиеся белковые формы, оценивать константы их образования и устойчивость во внеклеточной среде, а также устойчивость исходных соединений (в том числе в лекарственной форме) и их относительную липофильность. Предложены два варианта КЭ для измерения скорости взаимодействия комплексов металлов с транспортными белками крови, в которых в качестве методов детектирования используются масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС) или спектрофотометрия. Определены константы скорости связывания комплексов галлия и рутения(III), находящихся в клинических испытаниях, с альбумином и трансферрином. На основании анализа полученных кинетических данных сделано заключение, что доставка соединений в раковую опухоль происходит преимущественно по трансферриновому циклу. Исследованы белковые аддукты разрабатываемого лекарства на основе комплекса рутения(III) с индазольными лигандами в модельной внеклеточной среде. Установлено, что ни аскорбиновая кислота, ни глютатион при концентрациях, соответствующих их содержанию в крови, не восстанавливают рутений до двухвалентного состояния и не изменяют состав аддуктов по лигандообменному механизму. Последний вывод подтвержден посредством ИСП-МС детектирования белковых форм металла. С использованием того же метода детектирования изучен in vitro метаболизм комплекса галлия орального действия (8-оксихинолинат). Найдено, что в условиях, моделирующих среду тонкого кишечника, других химических форм галлия не образуется. Комплекс взаимодействует с белками сыворотки крови, причем сродство к трансферрину заметно выше, чем к альбумину. Идентифицированы три трансферриновых аддукта и предложен механизм их образования. Кинетика образования и равновесное распределение белковых форм комплекса галлия в сыворотке крови в основном отвечает таковым, измеренным при взаимодействии с трансферрином. Это подтверждает, что именно этот белок отвечает за транспорт лекарства по кровотоку и доставку к раковой клетке. Для априорного расчета липофильности разрабатываемых лекарственных соединений предложено использовать электрокинетическую хроматографию (ЭКХ). Показано, что и мицеллярный, и микроэмульсионный варианты ЭКХ могут быть использованы для оценки липофильности с достаточной для скрининговых целей точностью и скоростью. Разработан метод контроля устойчивости 8-оксихинолината галлия в готовой лекарственной форме с помощью мицеллярной ЭКХ.
Основные публикации.
1. A.R.Timerbaev, A.Küng, B.K.Keppler,Capillary electrophoresis of platinum-group elements. Analytical, speciation and biochemical studies J. Chromatogr. A 945 (2002) 25-44.
2. C.Hartinger, A.R.Timerbaev, B.K.Keppler,Capillary electrophoresis in anti-cancer metallodrug research: Advances and challenges for the future Electrophoresis 24 (2003) 2023.
3. A.R.Timerbaev, S.S.Aleksenko, K.Polec-Pawlak, R.Ruzik, O.Semenova, C.G.Hartinger, S.Oszwaldowski, M.Galanski, M.Jarosz, B.K.Keppler, Platinum metallodrug-protein binding studies by capillary electrophoresis-inductively coupled plasma-mass spectrometry: Characterization of interactions between Pt(II) complexes and human serum albumin Electrophoresis 25 (2004) 1988-1995.
4. A.V.Rudnev, S.S.Aleksenko, O.Semenova, C.G.Hartinger, A.R.Timerbaev, B.K.Keppler, Determination of binding constants and stoichiometries for platinum anticancer drugs and serum transport proteins by capillary electrophoresis using a modified Hummel-Dreyer method J. Sep. Sci. 28 (2005) 121-127.
5. A.R.Timerbaev, A.V.Rudnev, O.Semenova, C.G.Hartinger, B.K.Keppler, Comparative binding of antitumor indazolium trans-[tetrachlorobis(1H-indazole)ruthenate(III)] to serum transport proteins assayed by capillary zone electrophoresis Anal. Biochem. 341 (2005) 326-333.
6. A.R.Timerbaev, C.G.Hartinger, S.S.Aleksenko, B.K.Keppler, Interactions of antitumor metallodrugs with serum proteins: Advances in characterization using modern analytical methodology Chem. Rev. 106 (2006) 2224-2248.
7.A.R.Timerbaev, C.G.Hartinger, B.K.Keppler, Metallodrug research and analysis using capillary electrophoresis Trends Anal. Chem. 25 (2006) 868-875.
8. K.Polec-Pawlak, J.K.Abramski, O.Semenova, C.G.Hartinger, A.R.Timerbaev, B.K.Keppler, M.Jarosz, Platinum group metallodrug-protein binding studies by capillary electrophoresis – inductively coupled plasma-mass spectrometry: A further insight into the reactivity of a novel antitumor ruthenium(III) complex toward human serum proteins Electrophoresis 27 (2006) 1128-1135.
9. A.R.Timerbaev, B.K.Keppler, Capillary electrophoresis of metal-based drugs Anal. Biochem. 369 (2007) 1-7.
10. A.R.Timerbaev, O.O.Vasylenko, L.S.Foteeva, A.V.Rudnev, O.Semenova, B.K.Keppler, Application of micellar and microemulsion electrokinetic chromatography for characterization of gallium(III) complexes of pharmaceutical significance J. Sep. Sci. 30 (2007) 399-406.
11. A.R.Timerbaev, L.S.Foteeva, A.V.Rudnev, J.K.Abramski, K.Polec-Pawlak, C.G.Hartinger, M.Jarosz, B.K.Keppler, Probing the stability of serum protein-ruthenium(III) drug adducts in the presence of extracellular reductants using capillary electrophoresis Electrophoresis 28 (2007) 2235-2240.
12. K.Połeć-Pawlak, J.K.Abramski, J.Ferenc, L.S.Foteeva, A.R.Timerbaev, B.K.Keppler, M.Jarosz, Application of capillary electrophoresis–inductively coupled plasma mass spectrometry to comparative studying of the reactivity of antitumor ruthenium(III) complexes differing in the nature of counter-ion toward human serum proteins J. Chromatogr. A 1192 (2008) 323-326.
13. A.R.Timerbaev, Capillary electrophoresis-mass spectrometry in biospeciation analysis: critical evaluation Trends Anal. Chem. 28 (2009) 416-425.
14. A.R.Timerbaev Advances in developing tris(8-quinolinolato)gallium(III) as an anticancer drug: critical appraisal and prospects Metallomics 1 (2009) 193-198.
15. L.S.Foteeva, A.R.Timerbaev, Application of capillary electrophoresis to the analysis of metal-containing pharmaceuticals J. Anal. Chem. 64 (2009) 1206-1213.
16. J.K.Abramski, L.S.Foteeva, K.Pawlak, A.R.Timerbaev, M.Jarosz, A versatile approach for assaying in vitro metallodrug metabolism using CE hyphenated with ICP-MS Analyst 134 (2009) 1999-2002.
