Тандемные системы бинарных олигонуклеотидных производных: исследование закономерностей сенсибилизированной фотомодификации биополимеров

• Автор: Гайнутдинов, Тимур Имильевич
• Шифр специальности: 02.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 106 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Фотодинамическая терапия

1.1.1. Фотохимические основы ФДТ

1.1.1.1. Воздействие синглетного кислорода фотодинамический эффект II типа

1.1.1.2. Фотоокисление с участием радикальных частиц и переноса электрона фотодинамический эффект I типа

1.1.2. Фотосенсибилизаторы, применяемые в фотодинамической терапии рака

1.1.2.1. Сенсибилизаторы первого поколения на основе порфиринов

1.1.2.2. Сенсибилизаторы второго поколения

Производные хлорофилла а и бактериохлорофияла а

Синтетические хлорины и бактериохлорины

Тетраазапорфирины
Аналоги порфиринов
1.1.3. Транспорт и распределение фотосенсибилизаторов в организме
1.1.3.1. Распределение фотосенсибилизаторов в организме
Транспорт и распределение фотосенсибилизаторов гидрофобной природы
Транспорт и распределение водорастворимых фотосенсибилизаторов
1.1.4. Патофизиологические процессы, вызывающие некроз клеток
. Реакции, сенсибилизируемые в клетке
1.1.4.2. Острая воспалительная реакция ранняя фаза
Высвобождение биологически активных ионов
Высвобождение биологически активных веществ
1.1.4.3. Отложенная воспалительная реакция поздняя фаза
Активация системы комплемента
Клеточные реакции и гистологические изменения
1.1.5. Недостатки, ограничения и пути совершенствования методов фотодинамической терапии
1.2. Сенсибилизированная фотомодификация ДНК бинарными системами
олигонуклеотидных реагентов
1.2.1. Синглетсинглетный перенос энергии
1.2.2. Двухквантовое резонансное трип леттрип летное возбуждение
1.2.3. Перспективы использования фотореагентов для направленной модификации нуклеиновых кислот i viv
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Материалы
2.2. Олигонуклеотиды
2.3. Методы
2.3.1. Получение фотоактивируемых реакционноспособных производных олигонуклеотидов
2.3.2. Синтез производных олигонуклеотидов, несущих остаток сенсибилизатора
2.3.3. Выделение олигонуклеотидных производных методом ВЭЖХ
2.3.4. Гашение флуоресценции периленильных производных
2.3.5. Введение радиоактивной метки в олигонуклеотиды
2.3.6. Фото модификация нуклеиновых кислот.
2.3.7. Электрофоретический анализ продуктов модификации, радиоавтография и денситометрия.
2.3.8. Определение степени и позиционной направленности модификации ДНКмишени
2.3.9. Культивирование клеток.
2.3 Модификация клеточных белков фотоактивирусмым производным олигонуклеотида
2.3 Электрофоретический анализ белков.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Влияние нуклеотидной последовательности ДНКмишени на эффективность сенсибилизированной фотомодификации
3.1.1. Сенсибилизированная фотомодификация ДНКмишеней М1 и М2
3.1.2. Сенсибилизированная фотомодификация ДНКмишени М3
3.2. Влияние строения сенсибилизатора на скорость и эффективность сенсибилизированной фотомодификации ДНК
3.2.1. Влияние заместителей в антраценовом остатке
3.2.1.1. Строение и спектральнолюминесцентные свойства сенсибилизаторов на основе антрацена
3.2.1.2. Сенсибилизированная фотомодификация ДНКмишени
3.3. Использование перилена в качестве сенсибилизатора
3.3.1. Спектральнолюминесцентные свойства перилена
3.3.2. Гашение флуоресценции олигонуклеотидного производного перилена в двуцепочечных комплексах
3.3.3. Сенсибилизированная фотомодификация ДНКмишени
3.3.4. Механизм сенсибилизации фотореагента основан на переносе электрона
3.4. Сенсибилизированная фотомодификация олигонуклеотидсвязывающих белков, представленных на поверхности эукариотических клеток
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


При комплементарном связывании таких пар олигонуклеотидных конъюгатов с нуклеиновой кислотой сенсибилизатор и фотореагент сближаются, в результате чего формируется фотореакционноспособный центр. Фотомодификация нуклеиновых кислот и белков взаимодействующих с РНК и ДНК бинарными системами олигонуклеотидных конъюгатов может быть использована как инструмент в исследовательских, диагностических и терапевтических целях. В условиях i viv исключительно важно, чтобы фотомодификация инициировалась видимым или ИКсветом, более глубоко проникающим в клетки и не вызывающим, в отличие от коротковолнового УФ, нежелательных побочных эффектов облучения. Поэтому применение бинарных систем олигонуклеотидных конъюгатов активизируемых длинноволновым светом особенно перспективно для приложения i viv. Глава 1. Онкологические заболевания чрезвычайно разнообразны и затрагивают глубинные механизмы жизнедеятельности клетки. Поскольку заболевание связано с перерождением собственных клеток, механизм которого пока далек от окончательного понимания, борьба с раком затруднена. Раковые клетки отличаются от нормальных двумя важными особенностями отсутствием контактного торможения и независимостью от внеклеточного матрикса. Сегодня считается доказанным, что развитие раковой опухоли начинается из одной мутировавшей клетки. К моменту обнаружения опухоль обычно содержит К9 Ю 0 переродившихся клеток. В то же время значительное число клеток, иногда более половины, попрежнему остаются нормальными. Поэтому при удалении опухоли желательно использовать методы, позволяющие селективно устранять лишь переродившиеся клетки. К сожалению, существующие подходы, включая операции с использованием высокоэнергетических лазеров, различные радиоизотопные методы, химиотерапия, не обладают подобной селективностью. Поиск эффективных и щадящих методов лечения ведется по разным направлениям и одним из них, несомненно, является фотодинамическая терапия ФДТ рака. Еще в начале двадцатого столетия было обнаружено, что раковая клетка обладает одним чрезвычайно интересным свойством она может селективно накапливать и некоторое время удерживать окрашенные вещества, как находящиеся в организме эндогенные порфирины, так и вводимые в него извне экзогенные порфирины . Возникла идея воздействовать на этот участок светом с длиной волны, возбуждающей лишь данные соединения, причем общая энергия света должна быть невысокой, чтобы не происходило поражения находящихся рядом здоровых клеток. В дальнейшем метод фотодинамической терапии рака получил развитие в Англии, Франции, ФРГ, Италии, Японии, Китае, ряде других стран, а с года и в нашей стране. Фотодинамическая терапия ФДТ опухолей органощадящий метод лечения онкологических заболеваний, основанный на селективном воздействии лазерного излучения на опухолевые ткани и клетки, предварительно сенсибилизированные красителем, обладающим сродством к опухолевым тканям. В отличие от большинства способов, используемых в онкологии, при ФДТ необходимо сочетание химиотерапевтических и физических методов воздействия. Отдельно взятые сенсибилизатор и лазерное облучение практически не оказывают должного влияния. Лазерное излучение с длиной волны, соответствующей полосе поглощения фотосенсибилизатора ФС, проникает в опухолевую и прилегающую здоровую ткань и взаимодействует с ФС. В тканях, накопивших краситель, происходит генерация высокоактивных реакционноспособных частиц, которые вызывают повреждение клеточных структур и некроз клеток , . К настоящему времени научные основы ФДТ детально изучены в многочисленных экспериментальных и клинических исследованиях. В настоящем обзоре рассмотрена сущность метода ФДТ, сенсибилизаторы, используемые в клинике, новые препараты, проходящие предклинические испытания, перспективные сенсибилизаторы, механизмы деструкции раковой клетки и общие перспективы развития метода. При поглощении кванта света молекула сенсибилизатора переходит в короткоживущее возбужденное синглетное состояние. Путем безызлунательной интеркомбинационной конверсии происходит переход в возбужденное триплетнос состояние Т, которое характеризуется ббльшим, по сравнению с синглетным, временем жизни.