PL212930B1 - New derivatives of chlorophyll, method for obtaining new derivatives of chlorophyll and their application - Google Patents
New derivatives of chlorophyll, method for obtaining new derivatives of chlorophyll and their applicationInfo
- Publication number
- PL212930B1 PL212930B1 PL366486A PL36648604A PL212930B1 PL 212930 B1 PL212930 B1 PL 212930B1 PL 366486 A PL366486 A PL 366486A PL 36648604 A PL36648604 A PL 36648604A PL 212930 B1 PL212930 B1 PL 212930B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- chlorophyll
- chlide
- derivatives
- cells
- new derivatives
- Prior art date
Links
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical class C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 title claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 229930002875 chlorophyll Natural products 0.000 claims description 27
- 235000019804 chlorophyll Nutrition 0.000 claims description 27
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 4
- HRGDZIGMBDGFTC-UHFFFAOYSA-N platinum(2+) Chemical compound [Pt+2] HRGDZIGMBDGFTC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims description 2
- IMQLKJBTEOYOSI-GPIVLXJGSA-N Inositol-hexakisphosphate Chemical group OP(O)(=O)O[C@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](OP(O)(O)=O)[C@H](OP(O)(O)=O)[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H]1OP(O)(O)=O IMQLKJBTEOYOSI-GPIVLXJGSA-N 0.000 claims 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims 1
- 235000002949 phytic acid Nutrition 0.000 claims 1
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 26
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000003504 photosensitizing agent Substances 0.000 description 23
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 19
- 239000001752 chlorophylls and chlorophyllins Substances 0.000 description 17
- 229940109328 photofrin Drugs 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 7
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 229930002868 chlorophyll a Natural products 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 5
- 150000004032 porphyrins Chemical class 0.000 description 5
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 description 4
- ANWUQYTXRXCEMZ-NYABAGMLSA-L chlorophyllide a Chemical compound C1([C@H](C2=O)C(=O)OC)=C(N3[Mg]N45)C2=C(C)\C3=C\C(=N2)C(CC)=C(C)\C2=C\C4=C(C=C)C(C)=C5\C=C/2[C@@H](C)[C@H](CCC(O)=O)C1=N\2 ANWUQYTXRXCEMZ-NYABAGMLSA-L 0.000 description 4
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 4
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002428 photodynamic therapy Methods 0.000 description 4
- 208000017983 photosensitivity disease Diseases 0.000 description 4
- 231100000434 photosensitization Toxicity 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N streptomycin Chemical compound CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@H]1O UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007975 buffered saline Substances 0.000 description 3
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 3
- -1 chlorophyll a lipid Chemical class 0.000 description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 201000001441 melanoma Diseases 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 230000000383 photocytotoxic effect Effects 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004809 thin layer chromatography Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- UJKPHYRXOLRVJJ-MLSVHJFASA-N CC(O)C1=C(C)/C2=C/C3=N/C(=C\C4=C(CCC(O)=O)C(C)=C(N4)/C=C4\N=C(\C=C\1/N\2)C(C)=C4C(C)O)/C(CCC(O)=O)=C3C Chemical compound CC(O)C1=C(C)/C2=C/C3=N/C(=C\C4=C(CCC(O)=O)C(C)=C(N4)/C=C4\N=C(\C=C\1/N\2)C(C)=C4C(C)O)/C(CCC(O)=O)=C3C UJKPHYRXOLRVJJ-MLSVHJFASA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical class [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002271 DEAE-Sepharose Polymers 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical group [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 2
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 2
- 229920002684 Sepharose Polymers 0.000 description 2
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 102000004142 Trypsin Human genes 0.000 description 2
- 108090000631 Trypsin Proteins 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical group [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 2
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DSJXIQQMORJERS-AGGZHOMASA-M bacteriochlorophyll a Chemical class C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC([C@H](CC)[C@H]3C)=[N+]4C3=CC3=C(C(C)=O)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 DSJXIQQMORJERS-AGGZHOMASA-M 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 238000002512 chemotherapy Methods 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 231100000433 cytotoxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000001472 cytotoxic effect Effects 0.000 description 2
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N guanine Chemical group O=C1NC(N)=NC2=C1N=CN2 UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000006713 insertion reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 2
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 2
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 2
- 229960005322 streptomycin Drugs 0.000 description 2
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 2
- 239000012588 trypsin Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241000192700 Cyanobacteria Species 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical group [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229930182559 Natural dye Natural products 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001464837 Viridiplantae Species 0.000 description 1
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 210000004102 animal cell Anatomy 0.000 description 1
- 229940045985 antineoplastic platinum compound Drugs 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- VSRXQHXAPYXROS-UHFFFAOYSA-N azanide;cyclobutane-1,1-dicarboxylic acid;platinum(2+) Chemical compound [NH2-].[NH2-].[Pt+2].OC(=O)C1(C(O)=O)CCC1 VSRXQHXAPYXROS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960004562 carboplatin Drugs 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N chlorous acid Chemical class OCl=O QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 1
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000027734 detection of oxygen Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229960003569 hematoporphyrin Drugs 0.000 description 1
- 210000005260 human cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000010874 in vitro model Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000000978 natural dye Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002165 photosensitisation Effects 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 150000003057 platinum Chemical class 0.000 description 1
- 150000003058 platinum compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000004033 porphyrin derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 125000000168 pyrrolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical group 0.000 description 1
- 210000004881 tumor cell Anatomy 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku są nowe pochodne chlorofilu, w których atom centralny Mg jest podstawiony atomem Pt(II), sposób wytwarzania tych pochodnych, oraz zawierające je preparaty.The subject of the invention is new chlorophyll derivatives in which the central Mg atom is substituted with Pt (II), the method of preparation of these derivatives and preparations containing them.
Charakterystyczną cechą chlorofili jest ich intensywna zielona lub niebiesko-zielona barwa, związana z silnym pochłanianiem światła w zakresie niebieskich i czerwonych fal. Pochłonięta energia świetlna powoduje wzbudzenie cząsteczek barwnika, które wypromieniowują nadmiar energii w postaci fluorescencji lub przekazują energię wzbudzenia na inne cząsteczki w procesie fotosensybilizacji. Chlorofile są najważniejszymi barwnikami fotosyntetycznymi roślin, sinic i bakterii fotosyntetycznych. W procesie fotosyntezy chlorofile odpowiedzialne są zarówno za absorpcję ś wiatła, jak i za przenoszenie energii wzbudzenia i jej konwersję w energię chemiczną, przebiegającą z udziałem ich wzbudzonych stanów singletowych.A characteristic feature of chlorophylls is their intense green or blue-green color, associated with strong light absorption in the range of blue and red waves. The absorbed light energy excites the dye molecules, which radiate excess energy in the form of fluorescence or transfer the excitation energy to other molecules through photosensitization. Chlorophylls are the most important photosynthetic pigments of plants, cyanobacteria and photosynthetic bacteria. In the photosynthesis process, chlorophylls are responsible for both the absorption of light and the transfer of excitation energy and its conversion into chemical energy, taking place with the participation of their excited singlet states.
Jak przedstawiono na rysunku, we wzorze 1, strukturalnie wszystkie chlorofile stanowią pochodne porfiryny, w których do czteropirolowego układu makrocyklicznego dołączony jest dodatkowy piąty pierścień izocykliczny V.As shown in the figure, in formula 1, structurally all chlorophylls are porphyrin derivatives in which an additional fifth V isocyclic ring is attached to the four-pyrrole macrocyclic system.
W zależ noś ci od rodzaju chlorofilu, pierścienie pirolowe posiadają róż ny stopień utlenienia, w pozycjach bocznych układu makrocyklicznego występują różne podstawniki a grupa karboksylowa przy węglu C-173 zesteryfikowana jest alkoholem o długim łańcuchu węglowym, który nadaje chlorofilom lipidowy (hydrofobowy) charakter i czyni je nierozpuszczalnymi w wodzie.Depending on the type of chlorophyll, the pyrrole rings have different degrees of oxidation, there are different substituents in the side positions of the macrocyclic system, and the carboxyl group at the C-17 3 carbon is esterified with a long carbon chain alcohol which gives the chlorophyll a lipid (hydrophobic) character and makes them insoluble in water.
Hydroliza wiązania estrowego przy węglu C-173 prowadzi do powstania chlorofilidów, posiadających wolną grupę karboksylową a rozpuszczalnych zarówno w rozpuszczalnikach organicznych jak i w wodzie. W chlorofilach występujących naturalnie, cztery centralne atomy azotu wiążą atom magnezu, lub w rzadkich przypadkach atom cynku. Istotna jest jednak zdolność atomu centralnego do wiązania dodatkowych ligandów.Hydrolysis of the ester bond at carbon C-17 3 leads to the formation of chlorophyllides having a free carboxyl group and soluble both in organic solvents and in water. In naturally occurring chlorophylls, the four central nitrogen atoms bind to a magnesium atom, or in rare cases a zinc atom. However, the ability of the central atom to bind additional ligands is important.
W środowisku kwaś nym chlorofile ł atwo ulegają reakcji feofitynizacji tworzą c pochodne, tzw. feofityny, w których centralny jon magnezu podstawiony jest dwoma protonami. W rozpuszczalnikach organicznych w obecności soli cynku(II) lub miedzi(II), feofityna łatwo tworzy kompleksy z jonami tych metali i przechodzi w metalopodstawiony chlorofil. W podobnych warunkach, centralny atomu magnezu w chlorofilach również samorzutnie ulega wymianie na odpowiednio atom cynku lub miedzi(ll), reakcję tą obserwuje się także w warunkach naturalnych, na przykład w roślinach poddanych stresowi solami tych metali. Reakcje insercji lub podstawienia atomami innych metali zachodzą w bardziej drastycznych warunkach i wymagają użycia odpowiednich metod syntetycznych. Stosowania specjalnych metod wymaga też podstawienie metalu centralnego w chlorofilach bakteryjnych.In an acidic environment, chlorophylls easily undergo pheophytinization reactions, creating derivatives, the so-called pheophytins in which the central magnesium ion is substituted with two protons. In organic solvents in the presence of zinc (II) or copper (II) salts, pheophytin easily complexes with ions of these metals and transforms into metal-substituted chlorophyll. Under similar conditions, the central magnesium atom in chlorophylls also spontaneously exchanges with zinc or copper (II), respectively, this reaction is also observed under natural conditions, for example in plants subjected to stress with salts of these metals. Insertion or substitution reactions with other metal atoms take place under more drastic conditions and require the use of appropriate synthetic methods. The use of special methods also requires the substitution of the central metal in bacterial chlorophylls.
W zależ noś ci od charakteru centralnego atomu metalu zmieniają się wł a ś ciwoś ci fizykochemiczne metalopodstawionych chlorofili. Podstawowymi cechami, które determinowane są rodzajem metalu centralnego są: (i) widma absorpcji; (ii) widma emisji; (iii) czasy życia stanów wzbudzonych; (iv) wydajność kwantowa tworzenia stanu trypletowego; (v) liczba skoordynowanych ligandów; (vi) stabilność chemiczna i potencjał redoks.Depending on the nature of the central metal atom, the physicochemical properties of metal-substituted chlorophylls change. The basic features that are determined by the type of the central metal are: (i) absorption spectra; (ii) emission spectra; (iii) lifetime of excited states; (iv) quantum efficiency of triplet state formation; (v) number of coordinated ligands; (vi) chemical stability and redox potential.
Wiadomo, że szczególnie drastyczne zmiany właściwości fizykochemicznych metaloporfiryn i metalopodstawionych chlorofili związane są z obecnością w pierś cieniu makrocyklicznym atomu metalu przejściowego, na przykład Cu(II) lub Ni(II). Powodują one bardzo silne skrócenie czasów życia stanów wzbudzonych metalopodstawionych pochodnych i wygaszenie fluorescencji, podwyższają ich potencjał redoks, jak też wywołują zmiany w parametrach przejść międzysystemowych, związane z efektem ciężkiego atomu. Jeśli metal centralny, oprócz czterech atomów azotu układu porfirynowego wiąże dodatkowe ligandy, jak w przypadku Ni(II), po wzbudzeniu cząsteczek barwnika światłem obserwuje się ultraszybką dysocjację tych dodatkowych ligandów (tzw. fotodysocjacja ligandów) oraz ewentualne ponowne ich wiązanie (Rodriguez J. and Holten D. J., J. Phys. Chem. 92, 5944, 1990; Musewald et al., J. Am. Chem. Soc. 103, 7055, 1999).It is known that particularly drastic changes in the physicochemical properties of metalloporphyrins and metal-substituted chlorophylls are associated with the presence in the macrocyclic ring of a transition metal atom, for example Cu (II) or Ni (II). They cause a very strong shortening of the lifetime of excited states of metal-substituted derivatives and quenching of fluorescence, they increase their redox potential, as well as cause changes in the parameters of intersystem transitions related to the heavy atom effect. If the central metal, apart from the four nitrogen atoms of the porphyrin system, binds additional ligands, as in the case of Ni (II), after excitation of the dye molecules with light, ultrafast dissociation of these additional ligands is observed (the so-called photo-ionization of ligands) and their possible re-binding (Rodriguez J. and Holten DJ, J. Phys. Chem. 92, 5944, 1990; Musewald et al., J. Am. Chem. Soc. 103, 7055, 1999).
Od wymienionych parametrów w dużej mierze zależą oddziaływania chlorofili ze światłem i drogi deaktywacji ich stanów wzbudzonych (wzbudzenie elektronowe i emisja), reakcje przekazu energii wzbudzenia (fotosensybilizacja), jak i oddziaływania metalochlorofili z otoczeniem (Porphyrins and Metalloporphyrins (1975) Smith Ed., Elsevier, Amsterdam).The above-mentioned parameters largely depend on the interaction of chlorophylls with light and the ways of deactivating their excited states (electron excitation and emission), the reactions of the transfer of excitation energy (photosensitization), and the interaction of metalloporphyrins with the environment (Porphyrins and Metalloporphyrins (1975) Smith Ed., Elsevier , Amsterdam).
Po ekstrakcji chlorofilu z naturalnego otoczenia biologicznego i umieszczeniu barwnika na przykład w rozpuszczalnikach organicznych lub w środowisku wodnym, szczególnie istotne stają się trypletowe stany wzbudzone barwnika oraz reakcje fotosensybilizacji. Prowadzą one do powstawania aktywnych form tlenu, między innymi tlenu singletowego, pod wpływem światła w obecności fotosenPL 212 930 B1 sybilizatora, a w konsekwencji do tak zwanego efektu fotodynamicznego, opisanego szeroko w literaturze dla wielu barwników, głównie z grupy porfiryn, w tym również dla chlorofili (Spikes and Bommer, Chlorophylls (1991) Scheer H. Ed., str. 1181-1202, CRC Press, Boca Raton; Rosenbach-Belkin V., Chen L., Fiedor L., Salomon Y. and Scherz A. Photodynamic Tumor Therapy. 2nd and 3rd generation photosensitizers (1998) Moser J. G. Ed., str. 117-125, Harwood Academic Publishers, Amsterdam).After chlorophyll is extracted from the natural biological environment and the dye is placed, for example, in organic solvents or in an aqueous environment, triplet excited states of the dye and photosensitization reactions become particularly important. They lead to the formation of active oxygen species, including singlet oxygen, under the influence of light in the presence of a photosensitizer, and consequently to the so-called photodynamic effect, widely described in the literature for many dyes, mainly from the group of porphyrins, including chlorophylls. (Spikes and Bommer, Chlorophylls (1991) Scheer H. Ed., Pp. 1181-1202, CRC Press, Boca Raton; Rosenbach-Belkin V., Chen L., Fiedor L., Salomon Y. and Scherz A. Photodynamic Tumor Therapy. 2nd and 3rd generation photosensitizers (1998) Moser JG Ed., Pp. 117-125, Harwood Academic Publishers, Amsterdam).
Efekt fotodynamiczny przejawia się w zdolności fotosensybilizatora, takiego jak chlorofil, do uśmiercania żywych organizmów pod wpływem światła, na przykład bakterii lub komórek zwierzęcych i ludzkich. Ponieważ skupioną wią zką światła można selektywnie i precyzyjnie naświetlać chore tkanki ludzkie, efekt ten wykorzystuje się od pewnego czasu do zwalczania nowotworów w metodzie zwanej terapią fotodynamiczną (PDT - photodynamic therapy).The photodynamic effect manifests itself in the ability of a photosensitizer such as chlorophyll to kill living organisms when exposed to light, for example bacteria or animal and human cells. Since a focused beam of light can selectively and precisely illuminate diseased human tissues, this effect has been used for some time to fight cancer in a method called photodynamic therapy (PDT).
Jednym z przykładów substancji dopuszczonych do użytku medycznego jako fotosensybilizator w terapii fotodynamicznej jest syntetyczna pochodna hematoporfiryny (Hp) o nazwie komercyjnej Photofrin II, która pod względem chemicznym jest mieszaniną co najmniej kilku związków o zbliżonej strukturze. O dopuszczeniu Photofrinu II zadecydowała nieznaczna lecz korzystna akumulacja Photofrinu II w komórkach nowotworowych oraz widmo absorpcji tego związku, typowe dla porfiryn, z silnym pasmem absorpcji w części niebieskiej (ok. 400-500 nm) i o wiele słabszym pasmem w zakresie powyżej 600 nm. Dla terapii istotne jest to słabsze, długofalowe pasmo tego leku, ponieważ znajduje się ono w zakresie relatywnie głębszej przenikalności fal światła przez tkanki (tak zwane okno terapeutyczne), przypadającym pomiędzy zakres pochłaniania światła przez wodę a zakres absorpcji endogennych porfiryn, czyli pomiędzy 600 a 900 nm. Ujemną cechą Photofrinu II jest niska intensywność tego pasma, co powoduje konieczność podawania bardzo wysokich dawek leku oraz używania intensywnych i kosztownych źródeł światła, na przykład laserów.One example of a substance approved for medical use as a photosensitizer in photodynamic therapy is the synthetic hematoporphyrin (Hp) derivative with the commercial name Photofrin II, which chemically is a mixture of at least some structurally related compounds. The approval of Photofrin II was due to the slight but favorable accumulation of Photofrin II in cancer cells and the absorption spectrum of this compound, typical for porphyrins, with a strong absorption band in the blue part (approx. 400-500 nm) and a much weaker band in the range above 600 nm. For therapy, it is the weaker, long-term band of this drug that is important, because it is in the range of relatively deeper permeability of light waves through the tissues (the so-called therapeutic window), falling between the range of light absorption by water and the range of endogenous porphyrin absorption, i.e. between 600 and 900 nm. A negative feature of Photofrin II is the low intensity of this band, which makes it necessary to administer very high doses of the drug and use intense and expensive light sources, such as lasers.
Inną ujemną cechą Photofrinu II jest jego długi, co najmniej kilkutygodniowy czas retencji w organizmie leczonych pacjentów, w trakcie którego fotosensybilizator nadal działa silnie fotouczulająco i moż e prowadzić do niebezpiecznych dla pacjenta skutków ubocznych. Z powyższych względów trwają intensywne prace nad ulepszaniem i opracowywaniem nowych rodzajów fotosensybilizatorów, o korzystniejszych parametrach fizykochemicznych i wyższej biokompatybilności. W tym kontekście pochodne chlorofili mogą stanowić alternatywę w zastosowaniach terapeutycznych.Another negative feature of Photofrin II is its long retention time of at least several weeks in the body of treated patients, during which the photosensitizer is still highly photosensitizing and may lead to side effects dangerous for the patient. For the above reasons, intensive work is underway to improve and develop new types of photosensitizers with more favorable physicochemical parameters and higher biocompatibility. In this context, chlorophyll derivatives can be an alternative in therapeutic applications.
Ze względu na bardzo intensywne pasma absorpcji światła przesunięte do zakresu ponad 600 nm i powyżej, chlorofile należą do II generacji fotosensybilizatorów. Położenie pasm absorpcji światła jest przede wszystkim determinowane strukturą chlorofili i ich oddziaływaniami ze środowiskiem. Dla przykładu, chlorofil a (Chla), barwnik roślin zielonych, w roztworze acetonowym posiada intensywne pasmo absorpcji QY przy 660 nm, które w układach naturalnych ulega przesunięciu do 700 nm.Due to the very intense light absorption bands shifted to the range of over 600 nm and above, chlorophylls belong to the 2nd generation of photosensitizers. The location of the light absorption bands is primarily determined by the structure of chlorophylls and their interactions with the environment. For example, chlorophyll a (Chla), a dye of green plants, in acetone solution has an intense QY absorption band at 660 nm, which in natural systems is shifted to 700 nm.
Ponadto, jak wykazały niedawne badania nad chlorofilidami (Rosenbach-Belkin V., Chen L., Fiedor L., Tregub I., Pavlotsky F., Brumfeld V., Salomon Y. and Scherz A., Photochem. Photobiol. 64, 174, 1996), stosunkowo szybko ulegają one rozkładowi w organizmach żywych i mają krótkie czasy retencji w tkankach. Z wymienionych powyżej przyczyn, z punktu widzenia terapii fotodynamicznej, chlorofile stanowią bardzo atrakcyjną i terapeutycznie obiecującą grupę fotosensybilizatorów.Moreover, as shown by recent research on chlorophyllids (Rosenbach-Belkin V., Chen L., Fiedor L., Tregub I., Pavlotsky F., Brumfeld V., Salomon Y. and Scherz A., Photochem. Photobiol. 64, 174) , 1996), they decompose relatively quickly in living organisms and have short retention times in tissues. For the reasons mentioned above, from the point of view of photodynamic therapy, chlorophylls constitute a very attractive and therapeutically promising group of photosensitizers.
Z wielu względów (między innymi: nierozpuszczalność w wodzie, stabilność chemiczna, efektywność fotosensybilizacji), bezpośrednie zastosowanie naturalnych chlorofili w terapii i diagnostyce jest niemożliwe i stąd wynika konieczność poddania tych barwników odpowiednim chemicznym modyfikacjom.For many reasons (including: water insolubility, chemical stability, photosensitization efficiency), direct use of natural chlorophylls in therapy and diagnostics is impossible, and hence the need to subject these dyes to appropriate chemical modifications.
Z opisów polskich patentów nr 173128 i 173150 znane są nowe pochodne chlorofilu i bakteriochlorofilu oraz sposób ich wytwarzania na drodze enzymatycznej transestryfikacji i odpowiednio - na drodze katalitycznej kondensacji.From the descriptions of Polish patents No. 173128 and 173150 we know new chlorophyll and bacteriochlorophyll derivatives and the method of their production by enzymatic transesterification and, respectively, by catalytic condensation.
W opisie patentowym nr 173128 podano ponadto, ż e znane są z literatury fachowej sposoby uzyskiwania pochodnych chlorofilu i bakteriochlorofilu podstawionych takimi metalami jak Cu, Ni, Zn, V, Co (Hambright, 1975; Hynninen 1991; Fiedor i wsp. 1993). Jednak z literatury patentowej ani fachowej nie są znane pochodne chlorofilu, w których atom centralny byłby podstawiony platyną (II).The patent specification No. 173128 further states that methods of obtaining chlorophyll and bacteriochlorophyll derivatives substituted with metals such as Cu, Ni, Zn, V, Co are known from the literature (Hambright, 1975; Hynninen 1991; Fiedor et al. 1993). However, neither the patent nor the specialist literature discloses chlorophyll derivatives in which the central atom is substituted with platinum (II).
Zainteresowanie terapeutyczne związkami platyny wynika z faktu ich szerokiego zastosowania w klasycznej chemioterapii nowotworowej, gdzie jednym z najczęściej stosowanych leków jest pochodna platyny(II), tak zwana cis-platyna o wzorze Pt(NH3)2Cl2. Obok tego związku w chemioterapii stosowane są jeszcze inne pochodne platyny, na przykład karboplatyna i oksyplatyna.The therapeutic interest in platinum compounds results from the fact that they are widely used in classic cancer chemotherapy, where one of the most commonly used drugs is the platinum (II) derivative, the so-called cis-platinum with the formula Pt (NH3) 2Cl2. In addition to this compound, other platinum derivatives are also used in chemotherapy, for example carboplatin and oxyplatin.
Według ogólnie przyjętego mechanizmu działania cis-platyny, formą aktywną tego związku są jej akwapochodne, które powstają w wyniku wymiany ligandów chlorkowych na cząsteczki wody w ś rodowisku wnę trza ż ywych komórek. Z uwagi na labilność ligandów akwa, cis-platyna staje sięAccording to the generally accepted mechanism of action of cis-platinum, the active form of this compound are its aqua derivatives, which are formed as a result of the exchange of chloride ligands with water molecules in the environment of the interior of living cells. Due to the lability of aqua ligands, cis-platinum becomes
PL 212 930 B1 bardziej reaktywna i cytotoksyczna, ulegając silnej selektywnej addycji do atomów azotu dwóch sąsiadujących zasad guaninowych łańcucha DNA i powodując zahamowanie replikacji całego łańcucha.It is more reactive and cytotoxic, by strongly selectively adding to nitrogen atoms of two adjacent guanine bases of the DNA chain and causing inhibition of replication of the entire chain.
Zgodnie z wynalazkiem, nowe pochodne chlorofilu posiadają strukturę przedstawioną wzorem 1, przy czym atom centralny M jest atomem Pt(II), a R jest fitylem lub atomem wodoru.According to the invention, the new chlorophyll derivatives have the structure represented by the formula 1, where the central atom M is a Pt (II) atom and R is a phyll or a hydrogen atom.
Sposób otrzymywania nowych pochodnych chlorofilu polega na tym, że chlorofil, feofitynę lub ich pochodne poddaje się reakcji ze związkiem kompleksowym platyny(II), korzystnie z K2[PtCl4], w ś rodowisku kwasu karboksylowego o 1 do 4 atomach wę gla, korzystnie kwasu octowego, w zakresie temperatur 30 do 110°C, korzystnie 40 do 100°C.The method of obtaining new chlorophyll derivatives consists in reacting chlorophyll, pheophytin or their derivatives with the platinum (II) complex compound, preferably with K2 [PtCl4], in the environment of a carboxylic acid with 1 to 4 carbon atoms, preferably acetic acid. , in the temperature range 30 to 110 ° C, preferably 40 to 100 ° C.
Preparat terapeutyczny lub diagnostyczny, zawiera jako substancję aktywną nowe pochodne chlorofilu, posiadające strukturę przedstawioną wzorem 1, przy czym atom centralny M jest atomem Pt(II), a R jest fitylem lub atomem wodoru.A therapeutic or diagnostic preparation contains as active substance new chlorophyll derivatives having the structure shown in the formula 1, where the central atom M is a Pt (II) atom and R is a phyll or a hydrogen atom.
Jak wykazały badania laboratoryjne, pochodne chlorofilu, będące przedmiotem wynalazku, są bardzo wydajnymi fotouczulaczami i wykazują wysoką aktywność fotocytotoksyczną. Dlatego można je skutecznie wykorzystać w celach terapeutycznych lub diagnostycznych, na przykład do generowania aktywnych form tlenu, w tym tlenu w stanie singletowym, lub indukowanego światłem uwalniania aktywnych form jonów platyny, jak również do detekcji tlenu.Laboratory tests have shown that the chlorophyll derivatives which are the subject of the invention are very efficient photosensitizers and show high photocytotoxic activity. Therefore, they can be effectively used for therapeutic or diagnostic purposes, for example for the generation of active oxygen species, including singlet oxygen, or the light-induced release of active platinum ion species, as well as for the detection of oxygen.
Poniższa tabela przedstawia nomenklaturę chlorofilu, jego naturalnej pochodnej - chlorofilidu, oraz pochodnych chlorofilu, będących przedmiotem wynalazku, przedstawionych we wzorze 1.The table below shows the nomenclature of chlorophyll, its natural derivative chlorophyllide, and the chlorophyll derivatives according to the invention shown in formula 1.
Wzór 1 przedstawia strukturę chemiczną oraz numerację atomów węgla w cząsteczce chlorofilu a i jego pochodnych.Formula 1 shows the chemical structure and numbering of carbon atoms in the molecule of chlorophyll a and its derivatives.
Właściwości pochodnych chlorofilu, objętych wynalazkiem, zilustrowano na rysunku, na którym fig. 2 przedstawia widma absorpcji elektronowej Pt-Chla i Pt-Chlide w metanolu;The properties of the chlorophyll derivatives of the invention are illustrated in the drawing, in which Fig. 2 shows the electron absorption spectra of Pt-Chla and Pt-Chlide in methanol;
fig. 3 - przeżywalność komórek linii S91 inkubowanych w ciemności w obecności Pt-Chlide;Fig. 3 - survival of S91 cells incubated in the dark in the presence of Pt-Chlide;
fig. 4 - porównanie efektu fotodynamicznego Pt-Chlide na komórki S91 z efektami fotodynamicznymi Chlide oraz komercyjnego fotosensybilizatora Photofrin II. Zastosowano logarytmiczną skalę osi rzędnych;Fig. 4 Comparison of the photodynamic effect of Pt-Chlide on S91 cells with the photodynamic effect of Chlide and the commercial photosensitizer Photofrin II. The logarithmic scale of the ordinate axis was used;
fig. 5 - wpływ stężenia fotosensybilizatora użytego do inkubacji komórek na wielkość efektu fotodynamicznego Pt-Chlide na komórki S91. Zastosowano logarytmiczną skalę osi rzędnych.Figure 5 shows the effect of the concentration of the photosensitizer used to incubate the cells on the magnitude of the Pt-Chlide photodynamic effect on S91 cells. The logarithmic scale of the ordinate axis was used.
Wynalazek ilustrują poniższe przykłady, które nie ograniczają jego zakresu.The following non-limiting examples illustrate the invention.
P r z y k ł a d I (Synteza i oczyszczanie Pt-Chla)Example I (Pt-Chla synthesis and purification)
Porcję czystego chlorofilu a (1,8 mg) rozpuszcza się w 1,1 ml lodowatego kwasu octowego i w temperaturze 80°C miesza z 10 mg soli K2[PtCl4] (10-krotny nadmiar stechiometryczny) rozpuszczonej w 0,1 ml wody destylowanej. Następnie do roztworu reagentów dodaje się 55 mg octanu sodu.A portion of pure chlorophyll a (1.8 mg) was dissolved in 1.1 ml of glacial acetic acid and, at 80 ° C, mixed with 10 mg of K2 [PtCl4] salt (10-fold stoichiometric excess) dissolved in 0.1 ml of distilled water. Then 55 mg of sodium acetate is added to the reagent solution.
Reakcję insercji Pt do pierścienia chlorofilu prowadzi się w ciągu 20 minut ogrzewania mieszaniny reakcyjnej w łaźni olejowej o temperaturze 80-85°C. Przebieg reakcji kontroluje się poprzez rejestrację widm absorpcyjnych próbek mieszaniny reakcyjnej w metanolu.The reaction for the insertion of Pt into the chlorophyll ring is carried out for 20 minutes by heating the reaction mixture in an oil bath at 80-85 ° C. The course of the reaction is monitored by recording the absorption spectra of samples of the reaction mixture in methanol.
Po reakcji, rozpuszczalnik odparowuje się w strumieniu azotu i ewentualnie dodaje się niewielką ilość acetonu i kontynuuje odparowywanie.After the reaction, the solvent is evaporated under a nitrogen stream and optionally a little acetone is added and evaporation continued.
Po wysuszeniu, produkt rozpuszcza się w małej objętości chloroformu i przesącza przez bibułę chromatograficzną w celu oddzielenia stałych zanieczyszczeń. Przesącz odparowuje się pod azotem i osusza pod próżnią a końcowy produkt, Pt-Chla, oczyszcza się chromatograficznie na DEAE-Sepharose CL6B (Pharmacia, Szwecja).After drying, the product is dissolved in a small volume of chloroform and filtered through chromatography paper to separate solid impurities. The filtrate is evaporated under nitrogen and dried under vacuum and the final product, Pt-Chla, is chromatographed on DEAE-Sepharose CL6B (Pharmacia, Sweden).
W tym celu kolumnę o ś rednicy 14 mm wypeł nia się do wysokoś ci okoł o 5-6 cm ż elem DEAE-Sepharose zawieszonym w acetonie. Na kolumnę nakłada się próbkę rozpuszczoną w mieszaninie 5% metanolu/95% acetonu (v/v) i wypłukuje rozpuszczalnikiem o tym samym składzie. Zbiera się ciemnoPL 212 930 B1 zieloną frakcję, zawierającą oczyszczony Pt-Chla, rozpuszczalnik odparowuje się a produkt osusza dokładnie pod próżnią. Czysty produkt przechowuje się w atmosferze argonu w temperaturze -30°C.To this end, the 14 mm diameter column is filled to a height of about 5-6 cm with DEAE-Sepharose gel suspended in acetone. A sample dissolved in a mixture of 5% methanol / 95% acetone (v / v) is applied to the column and eluted with a solvent of the same composition. The dark green fraction containing the purified Pt-Chla is collected, the solvent is evaporated off and the product is dried thoroughly under vacuum. The pure product is stored under argon at -30 ° C.
Czystość produktu określono za pomocą analitycznej chromatografii cienkowarstwowej (TLC) na żelu krzemionkowym (Merck, RFN). Chromatogram rozwinięto w eluencie o składzie: 68% dichlorometan, 25% n-heksan, 5% 2-propanol, 2% metanol (v/v). Masa cząsteczkowa produktu, oznaczona za pomocą spektroskopii masowej, wynosi 1065 jm (m/z), a obliczona na podstawie wzoru sumarycznego 1064,3 jm.The purity of the product was determined by analytical thin layer chromatography (TLC) on silica gel (Merck, West Germany). The chromatogram was developed on the eluent composed of: 68% dichloromethane, 25% n-hexane, 5% 2-propanol, 2% methanol (v / v). The molecular weight of the product, determined by mass spectroscopy, is 1065 IU (m / z), calculated from the sum formula of 1064.3 IU.
P r z y k ł a d II (Synteza i oczyszczanie Pt-Chlide)Example II (Pt-Chlide synthesis and purification)
Porcję czystego chlorofilidu a (Chlide) (0,25 mg) rozpuszcza się w 0,2 ml lodowatego kwasu octowego i w temperaturze 90°C dodaje się 1,6 mg K2[PtCl4] rozpuszczonego w 0,2 ml wody oraz porcję octanu sodu (13 mg).A portion of pure chlorophyllide a (Chlide) (0.25 mg) is dissolved in 0.2 ml of glacial acetic acid and 1.6 mg of K2 [PtCl4] dissolved in 0.2 ml of water and a portion of sodium acetate ( 13 mg).
Mieszaninę reakcyjną utrzymuje się w temperaturze 90-95°C pod chłodnicą zwrotną przez około 1,5 godziny. Przebieg reakcji insercji Pt kontroluje się przez rejestrację widm absorpcyjnych próbek pobranych z mieszaniny reakcyjnej.The reaction mixture is kept at 90-95 ° C under reflux for about 1.5 hours. The course of the Pt insertion reaction is monitored by recording the absorption spectra of the samples taken from the reaction mixture.
Po zakończeniu reakcji, rozpuszczalnik z mieszaniny reakcyjnej odparowuje się pod azotem, ewentualnie z dodatkiem małej ilości metanolu.After completion of the reaction, the solvent of the reaction mixture was evaporated under nitrogen, optionally with the addition of a small amount of methanol.
Suchą pozostałość rozpuszcza się w niewielkiej ilości metanolu i odwirowuje (5 min, 7000 obr/min, 15°C), zbiera nadsącz i ponownie odparowuje pod azotem.The dry residue is dissolved in a little methanol and centrifuged (5 min, 7000 rpm, 15 ° C), the supernatant is collected and evaporated again under nitrogen.
Końcowy produkt, Pt-Chlide, otrzymuje się po dwukrotnym oczyszczeniu metodą chromatografii kolumnowej na CM-Sepharose (Pharmacia, Szwecja). W tym celu, próbkę surowego produktu rozpuszczonego w mieszaninie 40% metanolu w acetonie nakłada się na kolumnę o średnicy 10 mm wypełnioną do wysokości około 3 cm żelem CM-Sepharose, uprzednio stabilizowanym w acetonie. Frakcję zawierającą czysty produkt wymywa się z kolumny wpierw mieszaniną 40% metanolu w acetonie a potem roztworem 10% kwasu octowego w acetonie. Po odparowaniu rozpuszczalnika, procedurę oczyszczania powtarza się.The final product, Pt-Chlide, is obtained after purification twice by column chromatography on CM-Sepharose (Pharmacia, Sweden). For this purpose, a sample of the crude product dissolved in a mixture of 40% methanol in acetone is applied to a 10 mm diameter column filled to a height of about 3 cm with CM-Sepharose gel previously stabilized in acetone. The pure product fraction is eluted from the column first with a mixture of 40% methanol in acetone and then with a solution of 10% acetic acid in acetone. After evaporating off the solvent, the purification procedure is repeated.
Na koniec produkt suszy się pod próżnią i przechowuje w temperaturze -30°C w atmosferze argonu.The product is finally dried under vacuum and stored at -30 ° C under an argon atmosphere.
Stopień czystości Pt-Chlide określono za pomocą wysokosprawnej chromatografii cienkowarstwowej z odwróconą fazą (HPTLC RP-18, Merck). Po nałożeniu próbki barwnika na płytkę, chromatogram rozwinięto w eluencie o składzie: 50% metanol/50% acetonitryl (v/v). Masa cząsteczkowa produktu, oznaczona za pomocą spektroskopii masowej, wynosi 786 jm (m/z), a obliczona na podstawie wzoru sumarycznego 785,5 jm.The purity of the Pt-Chlide was determined by reversed-phase high-performance thin layer chromatography (HPTLC RP-18, Merck). After the dye sample was applied to the plate, the chromatogram was developed on the eluent with the composition: 50% methanol / 50% acetonitrile (v / v). The molecular weight of the product, determined by mass spectroscopy, is 786 IU (m / z) and it is calculated from the sum formula of 785.5 IU.
P r z y k ł a d III (Widma absorpcyjne Pt-Chla i Pt-Chlide)P r x l a d III (Absorption spectra of Pt-Chla and Pt-Chlide)
Widma absorpcyjne Pt-Chla i Pt-Chlide, wyznaczone znaną metodą, przedstawiono na fig. 2. Są typowe dla chloryn, ale kształtem nieco odbiegają od widm naturalnych barwników, Chla i Chlide, które są substancjami wyjściowymi do ich syntezy.The absorption spectra of Pt-Chla and Pt-Chlide, determined by the known method, are shown in Fig. 2. They are typical for chlorites, but in shape differ slightly from the spectra of the natural dyes, Chla and Chlide, which are the starting materials for their synthesis.
Zasadniczą różnicą jest przesunięcie położenia maksimum pasma QY z 660 nm do 635 nm, co dodatkowo potwierdza obecność Pt(II) jako atomu centralnego w tych związkach.The main difference is the shift of the position of the QY band maximum from 660 nm to 635 nm, which additionally confirms the presence of Pt (II) as the central atom in these compounds.
P r z y k ł a d IV (Wyznaczenie poziomu cytotoksyczności Pt-Chlide w ciemności)Example IV (Determination of Pt-Chlide cytotoxicity in the dark)
Komórki nowotworowe czerniaka (linia S91) w ilości 1 x 105 umieszczono na dnie naczynek hodowlanych (szalki Petriego) w pożywce RMPI 5 zawierającej antybiotyki (penicylina oraz streptomycyna) i pozostawiono w cieplarce (37°C, 5% CO2) w celu ich rozpłaszczenia. Po usunięciu medium i przemyciu komórek zbuforowanym roztworem soli fizjologicznej (PBS, bez jonów Ca2+ i Mg2+), do szalek z komórkami podano świeżo przygotowane i wyjałowione roztwory Pt-Chlide w PBS, zawierające od 0 do 0,5 μΜ fotouczulacza i poddano inkubacji w cieplarce (15 min, 37°C, 5% CO2). Następnie usunięto roztwór fotouczulacza, przemyto komórki zbuforowanym roztworem PBS, podano nową porcję pożywki hodowlanej i pozostawiono komórki w cieplarce. Wszystkie czynności przeprowadzano chroniąc kultury komórkowe od światła. Po 48 godz. inkubacji, w celu uzyskania jednorodnej zawiesiny, komórki traktowano roztworem 0,05% trypsyny, zawierającym EDTA. Frakcję przeżywającą określono przez zliczanie w komorze Burkera, względem kontrolnych nieoświetlanych komórek, nie inkubowanych z fotosensybilizatorem.Melanoma tumor cells (line S91) in the amount of 1 x 10 5 were placed on the bottom of the culture dishes (Petri dishes) in RMPI 5 medium containing antibiotics (penicillin and streptomycin) and left in an oven (37 ° C, 5% CO2) to flatten them. . After removing the medium and washing the cells with a buffered saline solution (PBS, without Ca 2+ and Mg 2+ ions), freshly prepared and sterilized Pt-Chlide solutions in PBS containing 0 to 0.5 μΜ of photosensitizer were applied to the cell dishes. incubated in an incubator (15 min, 37 ° C, 5% CO2). Then, the photosensitizer solution was removed, the cells were washed with a buffered PBS solution, a new aliquot of the culture medium was administered and the cells were left in the incubator. All operations were performed by protecting cell cultures from light. After 48 hours incubation, to obtain a homogeneous suspension, cells were treated with 0.05% trypsin solution containing EDTA. The surviving fraction was determined by counting in a Burker chamber against control unlit cells not incubated with the photosensitizer.
Wykres - fig. 3 przedstawia zależność wielkości frakcji przeżywających komórek S91 od użytego stężenia Pt-Chlide. Wykres obrazuje fakt, że w zakresie stężeń do 0,5 μΜ Pt-Chlide w ciemności nie jest cytotoksyczny dla komórek linii S91, a w zakresie najniższych stężeń posiada nieznaczne właściwości stymulujące.The graph - Fig. 3 shows the dependence of the size of the surviving S91 cell fraction on the Pt-Chlide concentration used. The graph illustrates the fact that in the concentration range up to 0.5 μΜ Pt-Chlide in the dark is not cytotoxic to S91 cells, and in the lowest concentration range it has slight stimulating properties.
PL 212 930 B1PL 212 930 B1
P r z y k ł a d V (Efekt fotodynamiczny Pt-Chlide)Example V (Photodynamic effect of Pt-Chlide)
Poniższy przykład ilustruje efekt fotodynamiczny wywierany przez Pt-Chlide na modelowe kultury in vitro komórek czerniaka linii S91 i przedstawia porównanie z efektami fotodynamicznymi wykazywanymi przez dwa inne fotouczulacze, tj. z komercyjnie dostępnym Photofrinem II, fotosensybilizatorem dopuszczonym do użycia w terapii fotodynamicznej oraz chlorofilidem (Chlide), hydrofilową pochodną Chla.The following example illustrates the photodynamic effect of Pt-Chlide on the in vitro model cultures of S91 melanoma cells and compares it with the photodynamic effects of two other photosensitizers, i.e. the commercially available Photofrin II, a photosensitizer approved for photodynamic therapy, and chlorophyllide (Chlide ), a hydrophilic derivative of Chla.
A) Porównanie efektów fotodynamicznych Pt-Chlide, Chlide i Photofrinu IIA) Comparison of the photodynamic effects of Pt-Chlide, Chlide and Photofrin II
Komórki czerniaka linii S91 w ilości 1 x 105 umieszczono na dnie naczynek hodowlanych (szalki Petriego) w pożywce RMPI 5 zawierającej antybiotyki (penicylina oraz streptomycyna) i pozostawiono w cieplarce (37°C, 5% CO2) w celu ich rozpł aszczenia. Po usunię ciu medium i przemyciu komórek zbuforowanym roztworem soli fizjologicznej (PBS, bez jonów Ca2+ i Mg2+) do szalek z komórkami podano świeżo przygotowane i wyjałowione roztwory fotouczulacza i poddano je inkubacji w cieplarce (15 min, 37°C, 5% CO2). Następnie komórki napromieniowano światłem czerwonym o długościach fal powyżej 600 nm o natężeniu 108 mW/cm2, regulując wielkość dawek światła przez odpowiednio dobrane czasy naświetlania. Jako źródło światła zastosowano mikroprocesorowy oświetlacz halogenowy HOP (Optel, Opole) wyposażony w światłowód (średnica 8 mm) z wewnętrznym filtrem górnoprzepustowym, przepuszczającym promieniowanie w zakresach powyżej 600 nm).Melanoma cells of the S91 line in an amount of 1 x 10 5 were placed on the bottom of culture dishes (Petri dishes) in RMPI 5 medium containing antibiotics (penicillin and streptomycin) and left in an incubator (37 ° C, 5% CO 2) to dissolve them. After removing the medium and washing the cells with a buffered saline solution (PBS, without Ca 2+ and Mg 2+ ions), freshly prepared and sterilized photosensitizer solutions were applied to the cell dishes and incubated in an incubator (15 min, 37 ° C, 5 % CO2). Then, the cells were irradiated with red light with wavelengths above 600 nm with an intensity of 108 mW / cm 2 , regulating the amount of light doses through appropriately selected exposure times. The HOP microprocessor halogen illuminator (Optel, Opole) equipped with an optical fiber (diameter 8 mm) with an internal high-pass filter transmitting radiation in the ranges above 600 nm was used as the light source.
Po naświetlaniu, usunięto roztwór fotouczulacza, przemyto komórki buforowanym roztworem soli fizjologicznej (PBS, bez jonów Ca2+ i Mg2+) i inkubowano 48 godz. w świeżym podłożu hodowlanym w cieplarce. Po potraktowaniu komórek trypsyną zliczono je jak w Przykładzie IV. Frakcję przeżywającą określono względem kontrolnej hodowli tych samych komórek, nie traktowanych ani fotouczulaczem ani światłem.After irradiation, the photosensitizer solution was removed, the cells were washed with buffered saline (PBS, without Ca 2+ and Mg 2+ ions) and incubated for 48 h. in fresh culture medium in an incubator. After the cells were treated with trypsin, they were counted as in Example IV. The surviving fraction was determined against a control culture of the same cells, not treated with either photosensitizer or light.
Zastosowano następujące stężenia fotouczulaczy: Pt-Chlide: 0,5 μΜ (0,38 μg/ml) Chlide: 1 μΜ (0,59 μg/ml), Photofrin II: 10 μg/ml.The following concentrations of photosensitizers were used: Pt-Chlide: 0.5 μΜ (0.38 μg / ml), Chlide: 1 μΜ (0.59 μg / ml), Photofrin II: 10 μg / ml.
Powyżej opisaną procedurę przeprowadzono w czterech powtórzeniach, zaś na wykresie fig. 4 przedstawiono uśrednione wyniki.The above-described procedure was performed in quadruplicate, and the graph of Fig. 4 shows the averaged results.
We wszystkich przypadkach wykres obrazuje typową zależność wywieranego efektu fotodynamicznego od dostarczonej dawki światła. Jednakże modyfikacja naturalnego barwnika roślinnego Chlide, polegająca na podstawieniu centralnego jonu Mg przez jon Pt drastycznie zwiększa jego właściwości fotocytotoksyczne. Porównanie z komercyjnym fotouczulaczem Photofrin II pokazuje, że podobny efekt fotodynamiczny na komórki linii S91 in vitro osiągany jest już przy stężeniach Pt-Chlide 25-krotnie niższych od stężeń wymaganych dla Photofrinu II.In all cases, the graph shows the typical dependence of the photodynamic effect on the delivered light dose. However, modification of the natural plant dye Chlide by substituting the central Mg ion with the Pt ion drastically increases its photocytotoxic properties. The comparison with the commercial photosensitizer Photofrin II shows that a similar photodynamic effect on S91 cells in vitro is achieved already at concentrations of Pt-Chlide 25 times lower than those required for Photofrin II.
Efekt fotocytotoksyczny Pt-Chlide jest silniejszy niż można by oczekiwać. Jest to, jak się wydaje, skutkiem synergistycznego mechanizmu działania polegającego na amplifikowaniu efektu fotodynamicznego chlorofilu (lub pochodnej) przez uwolnione w reakcji fotodysocjacji aktywne formy jonów platyny(II).The photocytotoxic effect of Pt-Chlide is stronger than might be expected. This seems to be the result of a synergistic mechanism of action consisting in amplifying the photodynamic effect of chlorophyll (or a derivative) by active forms of platinum (II) ions released in the photodissociation reaction.
B) Zależność efektu fotodynamicznego od stężenia Pt-Chlide.B) Dependence of the photodynamic effect on the Pt-Chlide concentration.
Do oświetlania komórek użyto światła czerwonego o długościach fali powyżej 600 nm o mocy 108 mW/cm2, dostarczona dawka światła: 97 J/cm2. Pozostałe warunki wyznaczania efektu fotodynamicznego zachowano jak w punkcie A niniejszego przykładu, używając komórek linii S91. Parametrem zmiennym było stężenie Pt-Chlide, użytego do inkubacji komórek. Uzyskane wyniki zilustrowano wykresem - fig. 5.Red light with wavelengths above 600 nm and power of 108 mW / cm 2 was used to illuminate the cells, light dose delivered: 97 J / cm 2 . The remaining conditions for the determination of the photodynamic effect were followed in A of this example, using cells of the S91 line. The variable parameter was the concentration of Pt-Chlide used for the incubation of the cells. The obtained results are shown in the diagram - Fig. 5.
Wykres ten ilustruje silną zależność efektu fotodynamicznego od stężenia fotosensybilizatora.This graph illustrates the strong dependence of the photodynamic effect on the concentration of the photosensitizer.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL366486A PL212930B1 (en) | 2004-03-22 | 2004-03-22 | New derivatives of chlorophyll, method for obtaining new derivatives of chlorophyll and their application |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL366486A PL212930B1 (en) | 2004-03-22 | 2004-03-22 | New derivatives of chlorophyll, method for obtaining new derivatives of chlorophyll and their application |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL366486A1 PL366486A1 (en) | 2005-10-03 |
| PL212930B1 true PL212930B1 (en) | 2012-12-31 |
Family
ID=36645428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL366486A PL212930B1 (en) | 2004-03-22 | 2004-03-22 | New derivatives of chlorophyll, method for obtaining new derivatives of chlorophyll and their application |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL212930B1 (en) |
-
2004
- 2004-03-22 PL PL366486A patent/PL212930B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL366486A1 (en) | 2005-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pushpan et al. | Porphyrins in photodynamic therapy-a search for ideal photosensitizers | |
| DE69637149T2 (en) | Synthetic metal-substituted bacteriochlorophore derivatives and their use | |
| ES2450136T3 (en) | Process for the preparation of chlorines and their pharmaceutical uses | |
| EP1246826B1 (en) | Chlorophyll and bacteriochlorophyll esters, their preparation and pharmaceutical compositions comprising them | |
| Cauzzo et al. | The effect of chemical structure on the photosensitizing efficiencies of porphyrins | |
| US6410568B1 (en) | Porphyrins and their use as photosensitizer | |
| Serra et al. | New porphyrin amino acid conjugates: Synthesis and photodynamic effect in human epithelial cells | |
| Moussaron et al. | Lipophilic phthalocyanines for their potential interest in photodynamic therapy: synthesis and photo-physical properties | |
| JP6781710B2 (en) | Halogenated tetraphenylbacterium chlorin and atropisomers of chlorin, and their use in photodynamic therapy | |
| Dąbrowski et al. | Improved biodistribution, pharmacokinetics and photodynamic efficacy using a new photostable sulfonamide bacteriochlorin | |
| CN114045045A (en) | Single-photon up-conversion pentamethine cyanine photosensitive dye, preparation method and application thereof | |
| CN1984915B (en) | Adduct of fluorescent dye and tumor avid tetrapyrrole | |
| PL212930B1 (en) | New derivatives of chlorophyll, method for obtaining new derivatives of chlorophyll and their application | |
| RU2670087C1 (en) | Photosensitizer for photodynamic therapy of prostate cancer and method fr manufacturing thereof | |
| WO2001053300A1 (en) | Porphyrins and related compounds | |
| RU2372099C1 (en) | Ytterbium tetrapyrazolyl porphyrin complexes as fluorescent tags to diagnose malignant growths | |
| Wang et al. | Synthesis and evolution of S-Porphin sodium as a potential antitumor agent for photodynamic therapy against breast cancer | |
| Ryazanova et al. | Binding of Pheophorbide-a methyl ester to nucleic acids of different secondary structures: A spectroscopic study | |
| RU2278119C1 (en) | Tetraazachlorines as photosensibilizators for photodynamic therapy | |
| EP1834955A1 (en) | Porphyrin derivates and their use as photosensitizers in photodynamic therapy | |
| Mbatha | Synthesis and characterisation of porphyrazines with chiral recognition motifs. | |
| Parmeswearan et al. | Photodynamic activity on human erythrocytes by a newly synthesized sensitizer--trithia sapphyrin sulfonate: a preliminary report | |
| Wang | Synthesis, Characterization, DNA Binding and DNA Photocleavage of Two New Dipyrromethenes and Their Ruthenium (II) and N-Methylated Analogs | |
| PL235382B1 (en) | Polyether, nitroimidazole, polyether-nitroimidazole derivatives of phthalocyanines, process for their preparation and the use | |
| HK1160848B (en) | Process for preparing chlorins and their pharmaceutical uses |