KTU mokslininkų darbas su pirazolo dariniais: stabdo krūties vėžio ir leukemijos ląstelių vystymosi ciklą in vitro

Vaistinių medžiagų kūrimas – ilgas ir sudėtingas, įvairius etapus apimantis procesas. Dauguma vaistinių medžiagų yra mažos (molekulinė masė iki 500) organinės molekulės. Todėl naujų vaistinių medžiagų kūrimas neįsivaizduojamas be naujų organinių molekulių.

Organinės chemijos laboratorijose kas dieną kuriami nauji junginiai, tiriama jų struktūra, ieškoma pritaikymo galimybių. Kauno technologijos universiteto (KTU) Organinės chemijos katedroje Sintetinės organinės chemijos mokslo grupėje, kuriai vadovauja profesorius Algirdas Šačkus, viena iš plėtojamų tyrimų sričių – pirazolo darinių sintezės, struktūros ir savybių tyrimai.

„Mūsų laboratorijose susintetinti pirazolo molekulių junginiai efektyviai stabdo krūties vėžio ir leukemijos ląstelių vystymosi ciklą“, – teigia KTU Organinės chemijos katedros tyrėja Eglė Arbačiauskienė.

Pirazolas, kaip ir kiti heterociklai (piridinas, pirimidinas), yra vienas iš vaistinių, agrochemikalų, funkcinių medžiagų sudėtyje esančių struktūrinių fragmentų. Nors gamtoje pirazolo dariniai sutinkami gana retai, juos galima rasti tam tikruose augaluose (pavyzdžiui, arbūzo sėklose), bakterijose.

Pasak KTU Cheminės technologijos fakulteto (CTF) Organinės chemijos katedros tyrėjų, yra žinoma, kad kai kurie natūraliai aptinkami pirazolo dariniai yra biologiškai aktyvūs ir pasižymi antibakterinėmis, priešvirusinėmis, priešvėžinėmis savybėmis ir antidiabetiniu aktyvumu.

Tyrimų duomenys – teikiantys vilties

KTU CTF mokslininkė Eglė Arbačiauskienė pastebi, kad ne kiekvienam biologiškai aktyviam junginiui yra lemta tapti vaistu.

„Kartais iš 10 ar daugiau tūkstančių junginių, per 10-15 metų ir eilę etapų, vaistine medžiaga paprastai patvirtinamas tik vienas junginys. Čekijos Palackio universitete, ištyrus mūsų laboratorijose susintetintų pirazolo darinių biblioteką buvo nustatyta, kad junginiai pasižymi priešvėžiniu aktyvumu in vitro prieš krūties vėžio (MCF-7) ir leukemijos ląsteles. Šie tyrimo rezultatai parodė, kad mūsų laboratorijose susintetinti junginiai efektyviai stabdo vėžinių ląstelių vystymosi ciklą mitozės stadijoje“, – teigia tyrėja.

Tačiau, pasak jos, tai nereiškia, kad junginiai taps vaistinėmis medžiagomis – reikalingi išsamūs tyrimai, dar efektyvesnių junginių paieškos bei ilgas procesas, iki kol biologiškai aktyvūs dariniai galėtų būti naudojami onkologinių ligų gydymui.

„Nors ne kiekvienam biologiškai aktyviam junginiui lemta tapti vaistu, mus motyvuoja tai, kad laboratorijose sukurtos molekulės yra ne tik naujos struktūros prasme, bet ir pasižymi biologiniu aktyvumu. Mūsų tikslas – optimizuoti kuriamų pirazolo darinių struktūras, kad jos pasižymėtų dar geresniu priešvėžiniu aktyvumu“, – teigia E. Arbačiauskienė.

Tačiau, mokslininkės nuomone, pirazolo dariniai turi daug potencialo.

„Pavyzdžiui, iš 53-ų per 2020 metus JAV Maisto ir vaistų administracijos vaistinių medžiagų, dauguma savo struktūroje turi heterociklinius fragmentus, iš jų keturios – pirazolo žiedą“, – atskleidžia ji.

Pirazolas jau naudojamas įvairių vaistų gamyboje

KTU CTF Organinės chemijos katedros tyrėjai dirba su įvairiais organiniais junginiais, tarp jų ir pirazolo. Pastarieji yra ganėtinai nebrangūs, tačiau itin reikalingi vaistinių medžiagų gamyboje.

„Pirazolo darinys, kurį mes naudojame kaip pradinę medžiagą yra nebrangus, jį cheminėmis reakcijomis galima transformuoti į įdomias, sudėtingesnes struktūras, pasižyminčias biologiniu aktyvumu arba optoelektroninėmis savybėmis“, – atskleidžia kita šios grupės tyrėja Vaida Milišiūnaitė.

Anot jos, pirazolo dariniai jau dabar naudojami įvairiuose farmaciniuose produktuose dėl savo biologinio aktyvumo – vartotojai su pirazolo dariniais susidurti gali vartodami tam tikrus preparatus nuo uždegimo, migdomuosius-raminamuosius, šlapimo rūgšties sintezę slopinančius ir kitus vaistus.

Mokslininkė pasakoja, kad vaistinės medžiagos aktyvumą paprastai lemia ne vienas, o keli struktūriniai elementai, kurie sudaro aktyvųjį „karkasą“ – farmakoforą.

„Pastebime, kad pirazolas neretai įeina į įvairių vaistinių medžiagų farmakoforus, todėl jis mums yra įdomus ne tik dėl fundamentinių cheminių tyrimų, bet ir dėl pritaikymo galimybių. Be heterociklinių fragmentų, tokių kaip pirazolas, piridinas, pirimidinas ir kitų, vaistinių medžiagų kūrimas beveik neįsivaizduojamas.“, – teigia ji.

Kiti KTU mokslininkų susintetinti pirazolo dariniai analizuojami ir dėl kitų jų pritaikymo galimybių, pavyzdžiui, optoelektronikoje.