Оценка острой токсичности и фармакокинетики производного природного феосферида А на лабораторных грызунах

Введение. Определение метаболизма и фармакокинетики является важным условием при разработке любого лекарственного препарата, в том числе противоракового феосферида А (PPA), который относится к группе природных соединений, обладающих противоопухолевыми свойствами, и был впервые выделен из эндофитного гриба FA39 гарвардскими учеными (Клауди и его коллегами) в 2006 году. Объектом исследования выбрано соединение AV6 — производное природного феосферида А.

Цель. Изучение острой токсичности и особенностей фармакокинетики полусинтетической субстанции AV6 на платформе природного фитотоксина феосферида А, обладающего противоопухолевыми свойствами, при однократном внутрижелудочном введении соединения AV6 на лабораторных грызунах.

Материалы и методы. Исследование острой токсичности AV6 выполнено на самцах мышей Balb/c (30 самцов были разделены на 5 групп по 6 животных в каждой группе). Контрольной группе однократно внутрижелудочно вводили растворитель (масляно-спиртовую эмульсию в объеме 300 мкл), четыре группы (экспериментальные животные) получали AV6 в дозах 5, 50, 300 и 2000 мг/кг м.т. Оценивали динамику массы тела животных, рассчитывали массовые коэффициенты органов. Исследования фармакокинетики выполнены при однократном внутрижелудочном введении AV6 в дозе 25 мг/кг м.т. аутбредным крысам-самцам Wistar. Доза AV6 для фармакокинетического исследования рассчитана на основании данных об острой токсичности с учетом коэффициента межвидового переноса. Для количественного определения AV6 в плазме крови и моче использован МС/МС метод. Статистический анализ проведен с использованием ПО GraphPad Prism 5.

Результаты. На основании данных об острой токсичности при внутрижелудочном введении производное феосферида А — AV6 можно отнести к 3-му классу опасности (гибель животных наблюдали исключительно в группе 2000 мг/кг м.т.). При визуальной оценке внутренних органов явных макроскопических признаков патологии выявлено не было. Также не было обнаружено статистически значимых изменений массовых коэффициентов внутренних органов экспериментальных животных по сравнению с контролем. Разработана процедура количественного определения AV6 на основе ВЭЖХ-МС/МС анализа. Определены метаболиты, образующиеся в организме крыс in vivo. При сравнении хроматограмм плазмы крови крысы через 1 час после внутрижелудочного введения AV6 и спустя 10 часов после введения установлено, что через час после введения пик AV6 по интенсивности в 20 раз превосходил пик М2. Однако через 10 часов интенсивность пика AV6 уменьшилась, в то время как интенсивность пика метаболита М2 увеличилась.

Выводы. Соединение AV6 относится к умеренно опасным веществам. Данные о структуре метаболитов AV6, производного природного феосферида А, полученные в ходе фармакокинетического исследования на крысах, свидетельствуют о невысокой скорости метаболизма вещества, что обусловлено преимущественно химическими превращениями у атома азота лактамного цикла, в результате чего образуются метаболиты, которые могут выделяться в составе мочи. Наиболее вероятными механизмами таких превращений являются окислительное деацилирование и следующий за ним гидролиз. Выполненное доклиническое исследование по оценке острой токсичности AV6, его метаболизма и фармакокинетики является одним из этапов для переноса полученных ранее авторами данных о противоопухолевом потенциале этого производного природного феосферида А и дальнейшей реализации исследований in vivo.

1. Moten A, Schafer D, Farmer P, Kim J, Ferrari M. Redefining global health priorities: Improving cancer care in developing settings. Journal of Global Health. 2014;4(1):010304. https://doi.org/10.7189/jogh.04.010304

2. Delahaye C, Figarol S, Pradines A, Favre G, Mazieres J, Calvayrac O. Early steps of resistance to target therapies in non-small-cell lung cancer. Cancer.2022;14(11):2613. https://doi.org/10.3390/cancers14112613

3. Whitmire M, Ammerman J, de Lisio P, Killmer J, Kyle D, Mainstone E, et al. LC-MS/MS Bioanalysis Method Development, Validation, and Sample Analysis: Points to Consider When Conducting Nonclinical and Clinical Studies in Accordance with Current Regulatory Guidances. Journal of Analytical and Bioanalytical Techniques. 2011;1(1):S4–001. https://doi.org/10.4172/2155-9872.S4-001

4. Maloney KN, Hao W, Xu J, Gibbons J, Hucul J, Roll D, et al. Phaeosphaeride A, an inhibitor of STAT3-dependent signaling isolated from an endophytic fungus. Organic Letters 2006;8(18):4067–70. https://doi.org/10.1021/ol061556f

5. Abzianidze VV, Efimova KP, Poluektova EK, Trishin YuG, Kuznetsov VA. Synthesis and characterization of natural phaeosphaeride A and semi-natural phaeosphaeride B derivatives. Mendeleev Communications. 2017;27(5):490–2. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2017.09.020

6. Abzianidze VV, Zakharenkova S, Kuznetsov VA, Beltyukov P, Moiseeva N, Mejia J, et al. Synthesis and Biological Evaluation of Phaeosphaeride A Derivatives as Antitumor Agents. Molecules. 2018;23(11):3043. https://doi.org/10.3390/molecules23113043

7. Abzianidze VV, Moiseeva NI, Suponina DS, Zakharenkova SA, Rogovskaya NYu, Laletina LA, et al. Natural Phaeosphaeride A Derivatives Overcome Drug Resistance of Tumor Cells and Modulate Signaling Pathways. Pharmaceuticals. 2022;15(4):395. https://doi.org/10.3390/ph15040395

8. Abzianidze VV, Kadochnikov VV, Suponina DS, Skvortsov NV, Beltyukov PP, et al. X-ray structure and in silico molecular docking of a natural phaeosphaeride A derivative for targets associated with kinase cascades. Mendeleev Communications. 2023;33:534–6. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2023.06.030

9. Абзианидзе ВВ, Бельтюков ПП, Захаренкова СА, Кузнецов ВА, Лукина ДС, Уколов АИ и др. Новые производные феосферида, обладающие противоопухолевой активностью, способ получения и применение этих соединений. Патент Российской Федерации № 2748533;2021. EDN: HBRZRK

10. Абзианидзе ВВ, Моисеева НИ, Бельтюков ПП, Захаренкова СА, Кузнецов ВА, Супонина ДС и др. Новые производные феосферида, обладающие цитотоксической, противоопухолевой активностью и способностью преодолевать лекарственную устойчивость. Патент Российской Федерации № 2809986;2023. EDN: LVBHXG

11. Bijsterbosch MK, Duursma AM, Bouma JM, Gruber M. The plasma volume of the Wistar rat in relation to the body weight. Experientia. 1981;37(4):381–2. https://doi.org/10.1007/BF01959874

12. Diehl KH, Hull R, Morton D, Pfister R, Rabemampianina Y, Smith D, et al. A good practice guide to the administration of substances and removal of blood, including routes and volumes. Journal of Applied Toxicology. 2001;21(1):15–23. https://doi.org/10.1002/jat.727