AbstractsBiology & Animal Science

Design, synthesis and biological evaluation of bioconjugates for selective drug delivery and tumour targeting

by Nisar Sayyad




Institution: University of Ioannina; Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων
Department:
Year: 2015
Keywords: Γεμσιταμπίνη; Εκλυτική ορμόνη των γοναδοτροπινών; Υποδοχέας εκλυτικής ορμόνης των γοναδοτροπινών; Υπερέκφραση υποδοχέα; Σουνιτινίμπη; Κερσετίνη; Αμινοξέα; Καπτοπρίλη; Λοσαρτάνη; DOTA; Κυτταροτοξικοί παράγοντες; Πετίδια-φορείς; Σύνθεση βιο-συζηγών; Βιοδραστικά βιο-συζηγή; Χημικοί συνδέτες/αποστάτες (Linkers/spacer); Traceless linker; Μεταβολική αδρανοποίηση; Στόχευση όγκων; Εκλεκτική απελευθέρωση φαρμάκου; α-λιποϊκό οξύ; Βιομετασχηματισμός; Υβριδικά μόρια; Αντιπολλαπλασιαστική δράση; Αντιοξειδοτικά; Αντιυπερτασικά; Οξειδωτικό στρες; Μετατρεπτικό ένζυμο της αγγειοτενσίνης; Μη μικροκυτταρικός καρκίνος πνεύμονα; Καρκίνος της ουροδόχου κύστης; Ν-ακυλίωση της γεμσιταμπίνης; Χλωρομυρμηκικές ενώσεις (Chloroformates); HATU; Παραπροϊόντα γουανιδίνο-ομάδας; Απομάκρυνση Τριφθοροξικού οξέος; Χημική ανταλλαγή; ε-άμινο καπροϊκό οξύ; Boc-αμινοοξικό οξύ; Επιλεκτική οξείδωση σε τελική σερίνη; Απαμίνωση; Πεπτιδική σύνθεση στερεής φάσης; Ανδρογονοανεξάρτητες κυτταρικές σειρές CaP; Συγγένεια δέσμευσης; In vivo; In vitro; Φαρμακοκινητική; Φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού; Φασματομετρία μαζών; Υγρή χρωματογραφία υψηλής πίεσης; Προφάρμακα; Gemcitabine; GnRH; GnRH-R; Receptor over expression; Sunitinib; Quercetin; Amino acids; Captopril; Losartan; DOTA; Cytotoxic agents; Peptide-carrier; Bio-conjugation; Biοfunctional bio-conjugates; Linkers/spacer; Traceless linker; Metabolic inactivation; Tumour targeting; Targeted drug delivery; a-lipoic acid; Biotransformation; Molecular hybrid; Antiproliferative activity; Antioxidant; Antihypertensive; Oxidative stress; Angiotensin converting enzyme; Non-small cell lung cancer; Bladder cancer; Gemcitabine N-acylation; Chloroformates; HATU; Guanidino side product; TFA cleavage; Chemical exchange; ε-amino caproic acid; Boc-aminoxy acetic acid; Selective oxidation at terminal serine; Deamination; Prodrugs; Solid phase peptide synthesis; Androgen-independent CaP Cell lines; Binding affinity; In vivo; In vitro; Pharmacokinetics; 1H NMR; 13C NMR; 2D NMR (HSQC, HMBC); Mass; HPLC
Record ID: 1154125
Full text PDF: http://hdl.handle.net/10442/hedi/35656


Abstract

Chemotherapy is still one of the primary modalities for the treatment of cancer. However, the application of free anticancer drugs has several drawbacks due to the high toxicity, the lack of selectivity and the low bioavailability. The main objective of the current PhD thesis was to improve the activity mainly of antiproliferative drugs but also of other drugs and bioactive compounds. To achieve this, two axes were followed:a) Design, synthesis and biological evaluation of bioconjugates for selective drug delivery and tumour targeting: Two antiproliferative drugs were studied gemcitabine and sunitinib. Selective drug delivery was achieved by the conjugation of these drugs to gonadotropin-releasing hormone (GnRH) peptide in order to target the GnRH receptor, which is found to over express in different tumor cells. First the chemistry of drug-peptide conjugation was studied and more specific the oxime bonds, the carboxylic acid ester bonds and the carbamate bonds in chemical linkers. Then the biological evaluation of bioconjugates was tested in androgen-independent CaP cell lines followed by the pharmacokinetic study in mice. The results showed that the bioconjugates showed better anticancer activity or stability than the parent drugs. In this way, effective concentration of drugs at target can be achieved by selecting the linker with specific bonds according to required condition of particular drug.b) Molecular hybrids: In the synthesis of molecular hybrids, gemcitabine (anticancer) and quercetin (antioxidant/anticancer) were studied. The hybrid product of gemcitabine with lipoic acid (prooxidant) showed better anticancer and prooxidant activity than the parent compounds. About quercetin: Synthesis of the different hybrids for different purposes were presented. First, quercetin-aminoacids hybrids are useful for improving biological availability by improving aqueous solubility (quercetin-glutamic acid) of quercetin, which was the major cause of quercetin low bioavailability. Second, quercetin used for conjugation with the Losartan and Captopril drugs, which are used for antihypertension. As we know lowering blood pressure is the only treatment available for hypertensive patients, and therefore lowering blood pressure causes oxidative stress in vascular level in hypertension treatment. Therefore our molecular hybrid Quercetin-Losartan and Quercetin-Cprotpil will help to minimize hypertension as well as generated oxidative stress. Η χημειοθεραπεία αποτελεί ακόμα μία από τις κύριες μεθόδους αντιμετώπισης του καρκίνου. Ωστόσο η εφαρμογή των αντικαρκινικών φαρμάκων σε ελεύθερη μορφή έχει πολλά μειονεκτήματα λόγω, της υψηλής τοξικότητας, της έλλειψης επιλεκτικότητας και της χαμηλής βιοδιαθεσιμότητας των φαρμάκων αυτών. Ο κυρίως στόχος της παρούσας διατριβής ήταν η βελτίωση της δραστικότητας φαρμάκων (κυρίως αντικαρκινικών) καθώς και άλλων βιοδραστικών ενώσεων. Για το σκοπό αυτό ακολουθήθηκαν δύο άξονες: α) Σχεδιασμός, σύνθεση και βιολογική αξιολόγηση βιοσυζυγών για την εκλεκτική απελευθέρωση φαρμάκου και στόχευση όγκων.…