ИСТИНА

Целью данного проекта является создание мультилипосомальных контейнеров для доставки биологически активных веществ, способных высвобождать инкапcулированные вещества в ответ на сорбцию мультивалентных ионов. С этой целью будет синтезирован ряд липидоподобных поверхностно активных веществ, способных менять свою конформацию при взаимодействии с ионами двух и трёх-валентных металлов. Встраивание таких ПАВ в мембрану анионных везикул приводит к дестабилизации липидного бислоя, при этом вещества, содержащиеся во внутреннем объеме везикул, высвобождаются. Комплексная адсорбция липосом с различными наполнителями, такими, как флуоресцентные маркёры, лекарственные вещества, позволит придать конструкции мультифункциональность. Например, при взаимодействии с ионами двухвалентной меди, концентрация которой повышается при ряде заболеваний, возможна адресная доставка лекарственных препаратов, уменьшающих концентрацию металла. В то же время, при инкапсулировании препарата в липидные везикулы, может быть снижено его токсическое воздействие на организм человека. Для повышения локальной концентрации липосомы будут иммобилизованы на сферических поликатионных щетках путём электростатической адсорбции. В ходе выполнения проекта будет изучена эффективность высвобождения инкапсулированного вещества в зависимости от химического строения ПАВ и его доли в мембране липосом. Также будет произведена оценка влияния состава везикул на агрегативную устойчивость их наноконъюгатов с поликатионными щетками и их диссоциацию в водно-солевых средах. Особое внимание будет уделено контролю целостности липосомальной мембраны при формировании комплексов и после введения в систему двух- и трёхвалентных ионов металлов, а также цитотоксичности наноконьюгатов. Полученные результаты позволят установить взаимосвязь между составом анионных липосом и физико-химическими свойствами их комплексов с поликатионными щетками, а также оценить эффективность сформированных конструкций как потенциальных стимул-чувствительных контейнеров для доставки биологически активных соединений.

The aim of this project is to create multiliposomal containers for delivery of biologically active substances capable of releasing incapsulated substance in response to the adsorption of multivalent ions. For this purpose, it will be synthesized by a number of lipid surfactants that can change its conformation when interacting with ions of two or three-valent metal. Embedding such anionic surfactants in membrane vesicles leads to destabilization of the lipid bilayer, and the substances contained in the interior of the vesicles are released. Integrated adsorption of liposomes with various excipients, such as fluorescent markers, drugs, would make the design of multifunctionality. For example, by reacting with cupric ions, the concentration of which increases with the number of diseases can be targeted delivery of drugs that reduce the concentration of metal. At the same time, the encapsulation of the drug into lipid vesicles can be decreased its toxic effect on the human body. In order to increase the local concentration of the liposomes are immobilized on a polycationic spherical brushes by electrostatic adsorption. In the course of the project it will be studied the effectiveness of the release of the encapsulated substance, depending on the chemical structure of a surfactant, and its share in the membrane of the liposomes. There will also be evaluated the effect of the composition of the vesicles to aggregate stability of nanoconjugates with polycationic brushes and their dissociation in the water-salt environments. Particular attention will be paid to monitoring the liposome membrane integrity in the formation of complexes and after the introduction of a system of two-and trivalent metal ions, as well as cytotoxicity nanokonyugatov. The results will allow to establish the relationship between the composition of anionic liposomes and the physicochemical properties of their complexes with polycationic brushes, as well as to evaluate the effectiveness of structures formed as a potential stimulus-sensitive container for the delivery of biologically active compounds.

1) синтез производных 3,7-диазабицикло[3.3.1]нонана с длинными алкильными радикалами 2) формирование комплексов анионных липосом, в состав которых включен ПДАБЦ, со сферическими катионными щетками. 3) устойчивость комплексов к диссоциации на составляющие компоненты – липосомы и сферические поликатионные щетки– в водно-солевых средах. Основное внимание будет уделено поведению комплексов в физиологических средах - растворах с концентрацией соли (NaCl) равной 0,15 М; 4) целостность липосомальных мембран с различным составом до и после комплексообразования со сферическими поликатионными щетками; 5) структурные перестройки в липосомальной мембране, индуцированные связыванием липосом в комплекс со сферическими поликатионными щетками; 6) высвобождение инкапсулированных веществ из стимул-чувствительных липосом.

Разработаны методы синтеза 3,7-диалкил-, 3,7-диацил-1,5-диметил-3,7-диазабицикло[3.3.1]нонан-9-онов и 3,7-диалкил-1,5-динитро-3,7-диазабицикло[3.3.1]нонанов с длинными алкильными заместителями при атомах азота, показана возможность их встраивания в липидный бислой [P.N. Veremeeva et al, Tetrahedron, 70 (2014) 1408; P.N. Veremeeva et al, Doklady Chemistry, 447 (2012) 275]. Данный класс соединений может использоваться в качестве «молекулярных переключателей» за счет конформационных перестроек молекул этих соединений. Нами было показано, что образование комплекса Cu2+ с 3,7-диалкил-1,5-диметил-3,7-диазабицикло[3.3.1]нонан-9-онами оказывает влияние на упаковку липидов в бислое, резко повышая его проницаемость, тем самым приводя к высвобождению инкапсулированных веществ, что в дальнейшем может быть использовано в лечении заболеваний, связанных с избытком меди. Изучена адсорбция поликатионов на отрицатльно заряженных липидных бислойных везикулах, построенных из липидов и липидоподобных поверхностно-активных веществ [A.A. Yaroslavov et al, Advances in Colloid and Interface Science 142 (2008) 43; A.A Yaroslavov et al, Thin Solid Films, 265 (1995) 66; A.V. Sybachin et al, Langmuir, 23 (2007) 10034]. Установлено, что при взаимодействии такого рода в мембранах липосом происходят значительные структурные перестройки, а также морфологические изменения. Было показано, что липосомы могут быть адсорбированы на поверхности сферических поликатионных щеток диаметром 200-300 нм [A.A. Yaroslavov et al., J. Am. Chem. Soc. 132 (2010) 5948; A.V. Sybachin et al, Langmuir, 30 (2014) 2441]. При этом на поверхности щеток могут быть сконцентрированы значительные количества липосом, целостность мембран которых при этом не нарушается. Нарушению целостности препятствует гидрофильный слой привитых катионных макромолекул, который предотвращает непосредственный контакт иммобилизованных липосом с твердой поверхностью полистирольного ядра.

Планируемые результаты достигнуты