Σχεδιασμός, σύνθεση και αξιολόγηση ενώσεων που ανταποκρίνονται σε μεταβολές του ιξώδους και στοχεύουν οργανίδια των καρκινικών κυττάρων
Φόρτωση...
Ημερομηνία
Συγγραφείς
Κύρκου, Σταυρούλα
Kyrkou, Stavroula
Τίτλος Εφημερίδας
Περιοδικό ISSN
Τίτλος τόμου
Εκδότης
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Χημείας
Περίληψη
Τύπος
Είδος δημοσίευσης σε συνέδριο
Είδος περιοδικού
Είδος εκπαιδευτικού υλικού
Όνομα συνεδρίου
Όνομα περιοδικού
Όνομα βιβλίου
Σειρά βιβλίου
Έκδοση βιβλίου
Συμπληρωματικός/δευτερεύων τίτλος
Περιγραφή
Η πλέον επιτακτική ανάγκη ανάπτυξης νέων προσεγγίσεων για τη διάγνωση και τη θεραπεία
του καρκίνου οδήγησε στην εξέλιξη θεραπογνωστικών ενώσεων, οι οποίες συνήθως περιλαμβάνουν,
εκτός από το αντικαρκινικό φάρμακο, έναν παράγοντα απεικόνισης που βασίζεται κυρίως σε
φθορίζοντες παράγοντες. Τα τελευταία χρόνια, μια μη επεμβατική μέθοδος συνδυάζει την
απεικόνιση φθορισμού και την φωτοδυναμική θεραπεία σε ένα χρωμοφόρο μόριο.
Εκμεταλλευόμενοι, λοιπόν, τις γνώσεις που αφορούν τις διαφορές των καρκινικών κυττάρων έναντι
των φυσιολογικών αναπτύξαμε μόρια που να στοχεύουν ειδικά το μικροπεριβάλλον του όγκου. Η
υπερέκφραση ορισμένων ενζύμων (π.χ. οξειδάση θειώδους, β-γαλακτοσιδάση κ.α.) και υποδοχέων
(π.χ. υποδοχείς γλυκόζης, βιοτίνης κ.α.) καθώς επίσης και διαφορετικές φυσικοχημικές ιδιότητές (π.χ.
pH, ιξώδες, πολικότητα κ.α.), χρησιμοποιήθηκαν για την ανάπτυξη ενός διαγνωστικού και τεσσάρων
θεραπογνωστικών ενώσεων που εκπέμπουν στην περιοχή του εγγύς υπέρυθρου, στοχεύουν
εκλεκτικά τα καρκινικά ή γηρασμένα κύτταρα, που υποστηρίζουν την ανάπτυξη των καρκινικών και
ανταποκρίνονται σε ειδικά ερεθίσματα.
Πιο συγκεκριμένα, συντέθηκαν και χαρακτηρίστηκαν δύο χρωμοφόροι σκελετοί που
εκπέμπουν στην περιοχή του εγγύς υπέρυθρου, ο πρώτος μιας ημικυανίνης και ο δεύτερος τύπου
άλατος φλαβυλίου. Ο τελευταίος είναι ενεργός στο πλαίσιο της φωτοδυναμική θεραπείας και μπορεί
να χαρακτηριστεί ως φωτοευαισθητοποιητής. Στην συνέχεια οι παράγοντες αυτοί απεικόνισης
συνδυάστηκαν μέσω σταθερών δεσμών με διάφορα μικρά μόρια (π.χ. τροποποιημένα ανάλογα D βιοτίνης, τριφαίνυλοφωσφίνης και μορφολίνης) ώστε να τις κατευθύνουν στα κύτταρα στόχους. Στη
συνέχεια προσαρτήθηκαν διάφοροι μοριακοί ιχνηθέτες με αποτέλεσμα την απόσβεση του
φθορισμού τους. Αλληλεπίδραση αυτών με μόρια που υπερεκφράζονται στα κύτταρα στόχους
(αυξημένα επίπεδα βιοθειολών, β-γαλακτοσιδάσης) οδηγούν σε μεταβολή των φωτοφυσικών
ιδιοτήτων των μορίων. Επίσης, τα μόρια διαθέτουν δομές που περιστρέφονται σε χαμηλές τιμές
ιξώδους, ενώ μειώνουν την περιστροφή τους όταν οι τιμές του ιξώδους αυξάνονται. Αυτό έχει ως
συνέπεια την μεταβολή της έντασης απορρόφησης και εκπομπής των χρωστικών αυτών. Ο
καθαρισμός των ενδιάμεσων και τελικών ενώσεων πραγματοποιήθηκε με κατάλληλες τεχνικές όπως
η χρωματογραφία στήλης και υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης (High-performance liquid
chromatography, HPLC) και ταυτοποιήθηκαν με 1D/2D φασματοσκοπία NMR και φασματομετρία
μάζης. Η αξιολόγηση των ενώσεων έλαβε χώρα μέσω φασματοσκοπίας UV-Vis και φθορισμού, όπου
ελέγχθηκε η απόκριση, η ταχύτητα απόκρισης και η εκλεκτικότητα των ενώσεων παρουσία
κατάλληλου αναλύτη.
The unmet need to develop novel approaches for cancer diagnosis and treatment has led to the evolution of theranostic agents, which usually include an anticancer drug and a fluorophore. In recent years, a non-invasive method has been developed which includes bioimaging and photodynamic therapy in a single chromophore. Taking advantage of the knowledge regarding the differences between cancer cells and normal cells, we have developed molecules that specifically target the tumor microenvironment. Overexpression of certain enzymes (e.g., sulfite oxidase, β galactosidase) and receptors (e.g., glucose and biotin receptors) has been used as molecular targets. Certain physicochemical properties like pH, viscosity, and polarity have also been explored as diagnostic tools in determining the tumor microenivironment. Herein, we report one diagnostic and 12 four therapeutic compounds that emit in the near-infrared region and selectively target cancer or senescent cells. More specifically, two fluorophores emitting in the near-infrared region, one of hemicyanine and other of flavylium salt type, were synthesized and characterized. The latter is active in photodynamic therapy and can be characterized as a photosensitizer. These imaging agents were then combined via stable linkers with various small molecules (e.g., modified D-biotin, triphenylphosphine, and morpholine analogs) to direct them to target cells. Various molecular tracers were then attached resulting in quenching of their fluorescence. Interaction of these with molecules that are overexpressed in the target cells (increased levels of biothiols, β-galactosidase) lead to a change in the photophysical properties of the molecules. Additionally, the molecules have domains that rotate at low viscosity values while reducing their rotation when the viscosity values increase. This has the consequence of changing the intensity of absorption and emission of these agents. Purification of the intermediate and final compounds was performed by appropriate techniques such as column chromatography and high-performance liquid chromatography (HPLC) and characterized by 1D/2D NMR spectroscopy and high resolution mass spectrometry. The photophysical properties were recorded using UV-Vis and fluorescence spectroscopy where the response, response speed and selectivity of the compounds in the presence of an appropriate analyte were performed.
The unmet need to develop novel approaches for cancer diagnosis and treatment has led to the evolution of theranostic agents, which usually include an anticancer drug and a fluorophore. In recent years, a non-invasive method has been developed which includes bioimaging and photodynamic therapy in a single chromophore. Taking advantage of the knowledge regarding the differences between cancer cells and normal cells, we have developed molecules that specifically target the tumor microenvironment. Overexpression of certain enzymes (e.g., sulfite oxidase, β galactosidase) and receptors (e.g., glucose and biotin receptors) has been used as molecular targets. Certain physicochemical properties like pH, viscosity, and polarity have also been explored as diagnostic tools in determining the tumor microenivironment. Herein, we report one diagnostic and 12 four therapeutic compounds that emit in the near-infrared region and selectively target cancer or senescent cells. More specifically, two fluorophores emitting in the near-infrared region, one of hemicyanine and other of flavylium salt type, were synthesized and characterized. The latter is active in photodynamic therapy and can be characterized as a photosensitizer. These imaging agents were then combined via stable linkers with various small molecules (e.g., modified D-biotin, triphenylphosphine, and morpholine analogs) to direct them to target cells. Various molecular tracers were then attached resulting in quenching of their fluorescence. Interaction of these with molecules that are overexpressed in the target cells (increased levels of biothiols, β-galactosidase) lead to a change in the photophysical properties of the molecules. Additionally, the molecules have domains that rotate at low viscosity values while reducing their rotation when the viscosity values increase. This has the consequence of changing the intensity of absorption and emission of these agents. Purification of the intermediate and final compounds was performed by appropriate techniques such as column chromatography and high-performance liquid chromatography (HPLC) and characterized by 1D/2D NMR spectroscopy and high resolution mass spectrometry. The photophysical properties were recorded using UV-Vis and fluorescence spectroscopy where the response, response speed and selectivity of the compounds in the presence of an appropriate analyte were performed.
Περιγραφή
Λέξεις-κλειδιά
Καρκίνος, Θεραπογνωστικές ενώσεις, Φωτοδυναμική θεραπεία, Οργανικές χρωστικές, Cancer, Theranostic compounds, Photodynamic therapy, Organic dyes
Θεματική κατηγορία
Καρκίνος
Παραπομπή
Σύνδεσμος
Γλώσσα
el
Εκδίδον τμήμα/τομέας
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Χημείας
Όνομα επιβλέποντος
Τζάκος, Ανδρέας
Εξεταστική επιτροπή
Τζάκος, Ανδρέας
Σίσκος, Μιχαήλ
Χριστοφορίδης, Σάββας
Σίσκος, Μιχαήλ
Χριστοφορίδης, Σάββας
Γενική Περιγραφή / Σχόλια
Ίδρυμα και Σχολή/Τμήμα του υποβάλλοντος
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Σχολή Θετικών Επιστημών
Πίνακας περιεχομένων
Χορηγός
Βιβλιογραφική αναφορά
Ονόματα συντελεστών
Αριθμός σελίδων
184 σ.
Λεπτομέρειες μαθήματος
item.page.endorsement
item.page.review
item.page.supplemented
item.page.referenced
Άδεια Creative Commons
Άδεια χρήσης της εγγραφής: Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States