Антинеопластична активність in vitro похідного 2-аміно-5-бензилтіазолу в комплексі з нанорозмірними полімерними носіями

Фінюк Н.С., Попович М.В., Шалай Я.Р., Мандзинець С.М., Гренюх В.П., Остап’юк Ю.В., Обушак М.Д., Мітіна Н.Є., Заіченко О.С., Стойка Р.С., Бабський А.М.

Львівський національний університет імені Івана Франка, біологічний факультет, вул. Грушевського, 4, Львів, 79005, Україна
Інститут біології клітини НАН України, вул. Драгоманова, 14/16, Львів, 79005, Україна
Львівський національний університет імені Івана Франка, хімічний факультет, вул. Кирила і Мефодія, Львів, 79005, Україна
Національний університет «Львівська Політехніка», інститут хімії та хімічних технологій, Святого Юра, 9, Львів, 79013, Україна

Головними проблемами сучасної хіміотерапії є недостатня ефективність протипухлинних препаратів і низька селективність їхньої дії, розвиток множинної медикаментозної резистентності і низька розчинність багатьох протипухлинних препаратів у воді. Одним із шляхів покращення адресної доставки препаратів і підвищення їхньої розчинності є використання полімерних нанорозмірних носіїв. Раніше нами було встановлено, що нове похідне тіазолу (N-(5-бензил-1,3-тіазол-2-іл)-3,5-диметил-1-бензофуран-2-карбоксамід, БФ1) є цитотоксичним щодо окремих ліній пухлинних клітин. Метою даної роботи було дослідити дію БФ1 у комплексі з новими полімерними носіями на основі поліетиленгліколю (ПЕГ). Синтезовані комплекси виявляли вищу цитотоксичність щодо окремих ліній пухлинних клітин порівняно з ефектами вільного (не у комплексі) похідного тіазолу чи/і доксорубіцину (позитивний контроль). Комплекси 4, 14 та 8, 18 були найбільш токсичними для клітин лінії HepG2 гепатокарциноми людини та клітин лінії C6 гліоми щура. Комплекс 6 проявив високу токсичність щодо клітин лінії T98G гліобластоми людини і лінії HL-60 промієлоцитарного лейкозу людини. Отже, комплекси 4 і 14, створені на основі полі(ВЕП-ко-ГМА)-графт-мПЕГ, комплекс 6 на основі полі(ПЕГМА) і комплекси 8 та 18 на основі полі(ПЕГМА-ко-ДММ) вибірково підвищують токсичну дію похідного тіазолу БФ1 щодо пухлинних клітин.

Ключові слова: нанорозмірні полімерні носії, поліетиленгліколь, похідні тіазолу, цитотоксична дія, протипухлинна активність, гепатокарцинома, гліома

Цитологія і генетика
2021, том 55, № 1, 23-32

Cytology and Genetics
2021, том 55, № 1, 19–27,
doi: 10.3103/S0095452721010084

Повний текст та додаткові матеріали

Цитована література

1. Braun, D., Cherdron, H., Rehahn, M., et al., Polymer Synthesis: Theory and Practice. Fundamentals, Methods, Experiments, Berlin: Springer, 2013.

2. Chen, D., Pan, X., Xie, F., et al., Codelivery of doxorubicin and elacridar to target both liver cancer cells and stem cells by polylactide-co-glycolide/d-alpha-tocopherol polyethylene glycol 1000 succinate nanoparticles, Int. J. Nanomed., 2018.https://doi.org/10.2147/IJN.S181928

3. Crompton, T.R., Practical Polymer Analysis, Boston: Springer, 1993.

4. Dos Santos, T.A., Silva, A.C., Silva, E.B., et al., Antitumor and immunomodulatory activities of thiosemicarbazones and 1,3-thiazoles in Jurkat and HT-29 cells, Biomed. Pharmacother., 2016. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2016.05.038

5. Feng, R., Zhu, W., Teng, F., et al., Poly(ethylene glycol) amphiphilic copolymer for anticancer drugs delivery, Anticancer Agents Med. Chem., 2015. https://doi.org/10.2174/1871520614666141124102347

6. Finiuk, N.S., Hreniuh, V.P., Ostapiuk, Yu.V., et al., Antineoplastic activity of novel thiazole derivatives, Biopolym. Cell, 2017. https://doi.org/10.7124/bc.00094B

7. Francuskiewicz, F., Polymer Fractionation, Berlin: Springer, 1994.

8. Han, J., Zhao, D., Li, D., et al., Polymer-based nanomaterials and applications for vaccines and drugs, Polymers, 2018. https://doi.org/10.3390/polym10010031

9. Heffeter, P., Riabtseva, A., Senkiv, Y., et al., Nano-formulation improves activity of the (pre)clinical anticancer ruthenium complex KP1019, J. Biomed. Nanotechnol., 2014. https://doi.org/10.1166/jbn.2014.1763

10. Jain, S., Pattnaik, S., Pathak, K., et al., Anticancer potential of thiazole derivatives: a retrospective review, Mini Rev. Med. Chem., 2018. https://doi.org/10.2174/1389557517666171123211321

11. Khan, N., Afaq, F., and Mukhtar, H., Cancer chemoprevention through dietary antioxidants: progress and promise, Antioxid. Redox Signal., 2008. https://doi.org/10.1089/ars.2007.1740

12. Kobylinska, L., Patereha, I., Finiuk, N., et al., Comb-like PEG-containing polymeric composition as low toxic drug nanocarriers, Cancer Nanotechnol., 2018. https://doi.org/10.1186/s12645-018-0045-5

13. Li, M.H., Yang, P., Yang, T., et al., A novel water-soluble benzothiazole derivative BD926 triggers ROS-mediated B lymphoma cell apoptosis via mitochondrial and endoplasmic reticulum signaling pathways, Int. J. Oncol., 2016. https://doi.org/10.3892/ijo.2016.3684

14. Mitina, N.Y., Riabtseva, A.O., Garamus, V.M., et al., Morphology of the micelles formed by a comb-like PEG-containing copolymer loaded with antitumor substances with different water solubilities, Ukr. J. Phys., 2020. https://doi.org/10.15407/ujpe65.8.670

15. Mohammad, A. and Dexi, L., Organ-based drug delivery, J. Drug. Target, 2018. https://doi.org/10.1080/1061186X.2018.1437919

16. Mohareb, R.M., Abdallah, A.M., and Ahmed, E.A., Synthesis and cytotoxicity evaluation of thiazole derivatives obtained from 2-amino-4,5,6,7-tetrahydro-benzo[b]thiophene-3-carbonitrile, Acta Pharm., 2017. https://doi.org/10.1515/acph-2017-0040

17. Nath Roy, D., Goswami, R., and Pal, A., Nanomaterial and toxicity: what can proteomics tell us about the nanotoxicology?, Xenobiotica, 2017. https://doi.org/10.1080/00-498254.2016.1205762

18. Paiuk, O.L., Mitina, N.Ye., Riabtseva, A.O., et al., Structure and colloidal-chemical characteristics of polymeric surface active substances based on polyethylene-glycolcontaining macromeres, Vopr. Khim. Khim. Tekhnol., 2018. https://doi.org/10.32434/0321-4095-2018-121-6-63-71

19. Riabtseva, A., Mitina, N., Boiko, N., et al., Structural and colloidal-chemical characteristics of nanosized drug delivery systems based on pegylated comb-like carriers, Chem. Chem. Technol., 2012. https://doi.org/10.23939/chcht06.03.291

20. Roy, P.S. and Saikia, B.J., Cancer and cure: a critical analysis, Indian. J. Cancer, 2016. https://doi.org/10.4103/0019-509X.200658

21. Saleh, T. and Shojaosadati, S.A., Multifunctional nano-particles for cancer immunotherapy, Hum. Vaccin. Immun., 2016. https://doi.org/10.1080/21645515.2016.1147635

22. Steyermark, A., Quantitative Organic Microanalysis, New York: Academic, 1961.

23. Turov, K.V., Barvinchenko, V.M., Krupska, T.V., et al., Antiradical properties of thiazole derivatives. The effect on the metabolic activity of yeast, Biotechnology, 2012, vol. 5, no. 3, pp. 75–83.

24. Voronov, S.A., Kiselyov, E.M., Minko, S.S., et al., Structure and reactivity of peroxide monomers, J. Polym. Sci. Pol. Chem., 1996. https://doi.org/10.1002/(SICI)1099-0518(19960915)34:12<2507::AID POLA24>3.0.CO;2-B

25. Wang, L., Du, J., Zhou, Y., et al., Safety of nanosuspensions in drug delivery, Nanomedicine, 2017. https://doi.org/10.1016/j.nano.2016.08.007

26. Zdvizhkov, Y. and Bura, M., Particular qualities of application of polyethylene glycol-based polymeric carrier for drug delivery to the goal target, Visn. Lviv Univ., Ser. Biol., 2014, vol. 64, pp. 3–20.

27. Zhang, J., Li, S., and Li, X., Polymeric nano-assemblies as emerging delivery carriers for therapeutic applications: a review of recent patents, Rec. Pat. Nanotechnol., 2009. https://doi.org/10.2174/187221009789177803

28. Zhao, K., Li, D., Shi, C., Biodegradable polymeric nanoparticles as the delivery carrier for drug, Curr. Drug. Deliv., 2016. https://doi.org/10.2174/156720181304160521004609