Квантово-химическое моделирование кортизон-фуллереноловых агентов терапии онкологических заболеваний

Дикусар Е. А.; Пушкарчук А. Л.; Безъязычная Т. В.; Акишина Е. А.; Солдатов А. Г.; Кутень С. А.; Стёпин С. Г.; Низовцев А. П.; Килин С. Я.; Поткин В. И.

Квантово-химическое моделирование кортизон-фуллереноловых агентов терапии онкологических заболеваний

Дикусар Е. А., Пушкарчук А. Л., Безъязычная Т. В., Акишина Е. А., Солдатов А. Г., Кутень С. А., Стёпин С. Г., Низовцев А. П., Килин С. Я., Поткин В. И.

2021

https://doi.org/10.29235/1561-8331-2021-57-4-400-407

С целью терапевтического уничтожения онкологических новообразований обычно применяют химиотерапию или лучевую, а в изотопной медицине – вводят в опухоль соответствующие короткоживущие радионуклиды (59Fe, 90Y, 95Zr, 99mTc, 106Ru, 114*In, 147Eu, 148Eu, 155Eu, 170Tm, 188Re, 210Po, 222Rn, 230U, 237Pu, 240Cm, 241Cm, 253Es). Бинарная (или нейтронозахватная) – технология, разработанная для избирательного воздействия на злокачественные новообразования и использующая тропные к опухолям препараты, содержащие нерадиоактивные нуклиды (10B, 113Cd, 157Gd и др.). Триадная – последовательное введение в организм комбинации из двух и более по отдельности неактивных и безвредных компонентов, тропных к опухолевым тканям и способных в них селективно накапливаться или вступать друг с другом в химическое взаимодействие и уничтожать опухолевые новообразования под действием определенных сенсибилизирующих внешних воздействий. В настоящей работе проведены квантово-химическое моделирование электронной структуры и анализ термодинамической устойчивости новых кортизон-фуллереноловых агентов терапии опухолевых новообразований. Необходимость предварительных исследований по моделированию такого рода объектов обусловлена очень высокой трудоемкостью, стоимостью и сложностью их практического получения.

Дикусар Е. А., Пушкарчук А. Л., Безъязычная Т. В., Акишина Е. А., Солдатов А. Г., Кутень С. А., Стёпин С. Г., Низовцев А. П., Килин С. Я., Поткин В. И. Квантово-химическое моделирование кортизон-фуллереноловых агентов терапии онкологических заболеваний. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук. 2021;57(4):400-407. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2021-57-4-400-407

Цитирование

Список литературы

1. Mayles, P. Handbook of Radiation Therapy Physics: Theory and Practice / P. Mayles, A. Nahum, J. C. Rosenwald. – Taylon & Francis, 2007. – 1450 p. https://doi.org/10.1201/9781420012026

2. Hosmane, N. S. Boron and Gadolinium Neutron Capture Therapy for Cancer Treatment / N. S. Hosmane, J. A. Maquire, Y. Zhu. –World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 2012. – 300 p. https://doi.org/10.1142/8056

3. Vorst, A. V. RF/Microwave interaction with biological tissues / A. V. Vorst, A. Rosen, Y. Kotsuka. – IEEE Press, Wiley Interscience, A John Wiley &Sons., Inc., Publ., 2006. – 346 p. https://doi.org/10.1002/0471752053

4. Квантово-химическое моделирование метотрексат-фуллереноловых радионуклидных агентов терапии онкологических заболеваний / Е. А. Дикусар [и др.] // Вес. Нац. акад. нвук Беларусі. Сер. хiм. навук. – 2019. – Т. 55, № 2. – С. 163–170. https://doi.org/ 10.29235/1561-8331-2019-55-2-163-170

5. Противоопухолевая активность производных фуллерена и возможности их использования для адресной доставки лекарств / М. А. Орлова [и др.] // Онкогематология. – 2013. – № 2. – С. 83–92. https://doi.org/10.17650/1818-8346-2013-8-2-83-92

6. The ORCA quantum chemistry program package / F. Neese [et al.] // J. Chem. Phys. – 2020. – Vol. 152, N 22. – P. 224108(1)–224108(18). https://doi.org/10.1063/5.0004608

7. Ghosh, S. K. Concepts and Methods in Modern Theoretical Chemistry. Atoms, Molecules and Clusters / S. K. Ghosh, P. K. Chattaraj. – CRC Press, 2013. – 856 p. https://doi.org/10.1201/9780429069598

8. Tomasi, J. Quantum Mechanical Continuum Solvation Models / J. Tomasi, B. Mennucci, R. Cammi // Chem. Rev. – 2005. – Vol. 105, N 8. – P. 2999–3094. https://doi.org/10.1021/cr9904009

9. A consistent and accurate ab initio parametrization of density functional dispersion correction (DFT-D) for the 94 elements H-Pu / S. Grimme [at al.] // J. Chem. Phys. – 2010. – Vol. 132, N 15. – P. 154104 (1)–154104 (19). https://doi.org/10.1063/1.3382344

10. Diastereoselective Synthesis of Steroid–[60]Fullerene Hybrids and Theoretical Underpinning / D. Alonso [et al.] // J. Org. Chem. – 2020. – Vol. 85, N 4. – P. 2426–2437. https://doi.org/10.1021/acs.joc.9b03121

11. Физер, Л. Стероиды / Л. Физер, М. Физер. – М.: Мир, 1964. – С. 619–748.

12. Adelstein, S. J. Isotopes for Medicine and the Life Sciences / S. J. Adelstein, F. J. Manning. – Washington, DC: The National Academies Press., 1995. – 144 p. https://doi.org/10.17226/4818

13. Bergmann, H. Radioactive Isotopes in Clinical Medicine and Research / H. Bergmann, H. Sinzinger – Basel: Rirkhäuser Verlag, 1995. – 300 p. https://doi.org/10.1007/978-3-0348-7340-6

14. Thayer, J. S. Relativistic Effects and the Chemistry of the Heavier Main Group Elements / J. S. Thayer // Relativistic Methods of Chemists (Challenges and Advances in Computational Chemistry and Physics) / eds.: M. Barysz, Ya. Ishikawa – N.-Y.: Springer, 2010. – Ch. 2. – P. 63–97. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-9975-5_2

15. Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) / J. R. de Laeter [et al.] // Pure and Appl. Chem. – 2003. – Vol. 75, N 6. – P. 683–800. https://doi.org/10.1351/pac200375060683

16. Seydel, J. K. Drug-Membrane Interactions: Analysis, Drug Distribution, Modeling / J. K. Seydel, M. Wiese. – Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH&Co. KGaA, 2002. – 362 p. https://doi.org/10.1002/3527600639

17. Free Diffusion of Steroid Hormones Across Biomembranes: A Simplex Search with Implicit Solvent Model Calculations / I. Oren [et al.] // Biophys. J. – 2004. – Vol. 87, N 2. – P. 768–779. https://doi.org/10.1529/biophysj.103.035527

18. Квантово-химическое моделирование эстронсодержащих бисфуллереноловых радионуклидных агентов терапии онкологических заболеваний / Е. А. Дикусар [и др.] // Наноструктуры в конденсированных средах: сб. науч. ст. / под ред. П. А. Витязь [и др.]. – Минск: ИТМО НАН Беларуси, 2016. – С. 67–80.

19. Аномальная диффузия радионуклидов в сильно неоднородных геологических формациях / В. М. Головизнин [и др.]; под ред. Л. А. Большова; Ин-т проблем безопасного развития атомной энергетики РАН. – М.: Наука, 2010. – 342 с.

20. The Structure of Biological Membrans / ed.: P. L. Yeagle. – The 3rd ed. – CRC Press Book: Tailor and Frances Gr., 2011. – 398 p. https://doi.org/10.1201/b11018

21. Transport Across Single Biological Membranes / ed.: D. C. Tosteson. – Berlin; Heidelberg; N.-Y.: Springer-Verlag, 1979. – Vol. 2. – 444 p. https://doi.org/10.1007/978-3-642-46375-4

22. Nanotargeted Radionuclides for Cancer Nuclear Imaging and Internal Radiotherapy / G. Ting [et al.] // Journal of Biomedicine and Biotechnology. – 2010. – Vol. 2010. – Article ID 953537. https://doi.org/10.1155/2010/953537

23. Coenen, H. H. No-Carrier-Added Radiohalogenation Methods with Heavy Halogens/ H. H. Coenen, S. M. Moerlein, G. Stöckin // Radiochem. Acta. – 1983. – Vol. 34, N 1–2. – P. 47–68. https://doi.org/ 10.1524/ract.1983.34.12.47

24. Sandler, S. I. Chemical, biochemical, and engineering thermodynamics / S. I. Sandler. – John Wiley & Sons, 2017. – 1040 p.

25. Demerel, Y. Nonequilibrium thermodynamics: Transport and rate processes in physical, chemical and biological systems / Y. Demerel. – 3rd ed. – Amsterdam, Oxford: Elsevier Science, 2014. – 792 p. https://doi.org/10.1016/C2012-0-00459-0

26. Mullin, J. W. Crystallization / J. W. Mullin – 4 th ed. – Oxford: Butterworth Heinemann, 2001. – 356 p. https://doi.org/10.1016/B978-0-7506-4833-2.X5000-1

Источник

Информация

Автор

Дикусар Е. А. Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси
Пушкарчук А. Л. Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси
Безъязычная Т. В. Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси
Акишина Е. А. Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси
Солдатов А. Г. Научно-практический центр по материаловедению Национальной академии наук Беларуси
Кутень С. А. Институт ядерных проблем Белорусского государственного университета
Стёпин С. Г. Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет
Низовцев А. П. Институт физики им. Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси
Килин С. Я. Институт физики им. Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси
Поткин В. И. Институт физико-органической химии Национальной академии наук Беларуси

Страницы

400-407

Год издания

2021

Ключевые слова

Коллекции

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук