Use of lectins as vector molecules for delivery of drugs to cells and tissues. Report 2.

Aim.To determine cytotoxic effects towards a tumor cells culture of the heterocyclic derivative conjugated with lectins of different carbohydrate specificity. Methods. Conjugation of lectins (Pea seeds (PSA), peanuts (PNA) and erythroagglyutinin from bean seeds (PHA-E) with thiopyrano[2,3-d]thiazole Les-1895, biotesting these conjugates in the cell culture. Results. The conjugates of Les-1895 with specific lectins posses increased cytotoxic effects towards Jurkat cells — by 23 % for PSA-Les-1895, 34 % for PNA-Les-1895, and by 12 % for PHA-E-Les-1895. IC50 of Les-1895 conjugates was ≈ 10 μg/ml, whereas at using free Les-1895 – it was ≈ 30 μg/ml. The PNA and PHA-E conjugates with Les-1895 suppressed the viability of HCT 116 cells more considerably than the PSA conjugate. A cytotoxic action of PNA (IC50 = 4 μg/ml) and PHA-E (IC50 = 3 μg/ml) conjugates was more pronounced than the effect of free Les-1895 (IC50 = 10 μg/ml) or intact lectins. The conjugation of Les-1895 with human serum albumin (HSA) increased the water solubility, however, such conjugation decreased the cytotoxic effect towards Jurkat cells by 40 %. The pseudonormal cells line HEK 293 was less sensitive to the action of native lectins — PSA, PNA and PHA-E as well as to the action of conjugates of these lectins. Conclusions. Conjugation of Les-1895 with specific lectins enhanced a cytotoxic effect. The obtained results suggest a possibility of the addresed delivery of biologically active compounds to specific cells of tissues and organs of the human body.Мета. Визначення на культурі клітин біологічної активності кон’югатів сполуки з протипухлинною активністю з лектинами різної вуглеводної специфічності, де кон’югати використовували як векторні молекули для адресної доставки цих речовин. Методи. Кон’югування лектинів (насіння гороху (PSA), арахісу (PNA) та еритроаглютиніну з насіння квасолі звичайної (PHA-E) з похідним тіопірано[2,3-d]тіазолу Les-1895). Біотестування цих кон’югатів на культурі клітин різного походження Результати. Кон’югування сполуки Les-1895 з лектинами призводить до збільшення її цитотоксичних ефектів щодо клітин Jurkat на 23 % для PSA-Les-1895, на 34 % — для PNA-Les-1895 і на 12 % — для PHA-E-Les-1895. IC50 для кон’юґатів Les-1895 було ≈ 10 мкг/мл, тоді як для нативного Les-1895 ≈ 30 мкг/мл. Кон’югати Les-1895 з PNA та PHA-E пригнічують життєздатність клітин лінії HCT 116 значно сильніше, ніж аналогічний кон’югат з PSA. Цитотоксична дія кон’югатів з PNA (IC50 = 4 мкг/мл) і PHA-E(IC50 = 3 мкг/мл) на ці клітини була сильнішою, ніж дія вільного Les-1895 (IC50 = 10 мкг/мл) та інтактних лектинів. Приєднання Les-1895 до альбуміну сироватки крові людини (HSA) підвищує розчинність Les-1895 у воді, однак, на відміну від кон’югатів Les-1895 з лектинами, знижує на 40 % цитотоксичний ефект утвореного кон’югату, зокрема, для клітин лінії Jurkat. Псевдонормальні клітини лінії HEK 293 виявилися мало чутливими до дії нативних лектинів PSA, PNA і PHA-E та до кон’юґатів цих лектинів. Висновки. Кон’югування сполуки Les-1895 із специфічними лектинами посилює цитотоксичний ефект. Одержані результати є важливими для моделювання адресної доставки біологічно активних речовин в специфічні клітини тканин організму.Цель. Определение на культуре клеток биологической активности конъюгатов соединения с противоопухолевой активностью с лектинами различной углеводной специфичности, где конъюгаты использовали в качестве векторных молекул для адресной доставки этих веществ. Методы. Конъюгирование лектинов (семян гороха (PSA), арахиса (PNA) и эритроагглютинина из семян фасоли обыкновенной (PHA-E) из производным тиопирано[2,3-d]тиазола Les-1895). Биотестирование этих конъюгатов на культуре клеток различного происхождения. Результаты. Конъюгирование соединения Les-1895 с лектинами приводит к увеличению цитотоксических эффектов конъюгата для клеток Jurkat на 23 % для PSA-Les-1895, на 34 % — для PNA-Les-1895 и на 12 % — для PHA-E-Les -1895. IC50 для конъюгатов Les-1895 было ≈ 10 мкг/мл, тогда как для нативного Les-1895 ≈ 30 мкг/мл. Конъюгаты Les-1895 с PNA и PHA-E подавляют жизнеспособность клеток линии HCT 116 значительно сильнее, чем аналогичный конъюгат с PSA. Цитотоксическое действие конъюгатов c PNA (IC50 = 4 мкг/мл) и PHA-E (IC50 = 3 мкг/мл) на эти клетки было сильнее, чем действие свободного Les-1895 (IC50 = 10 мкг/мл) и интактных лектинов. Присоединение Les-1895 к альбумину сыворотки крови человека (HSA) повышает растворимость Les-1895 в воде, однако, в отличие от конъюгатов Les-1895 с лектинами, цитотоксический эффект образованного конъюгата снижается на 40 %, в частности, для клеток линии Jurkat. Псевдонормальные клетки линии HEK 293 оказались мало чувствительными к действию нативных лектинов PSA, PNA и PHA-E и к действию конъюгатов этих лектинов. Выводы. Конъюгирование Les-1895 со специфическими лектинами усиливает цитотоксический эффект. Полученные результаты показывают возможность адресной доставки биологически активных веществ в специфические клетки, ткани и органы тела человека

Use of lectin as a vector molecule for delivery of medicinal products to cells and tissues

Aim. The conjugation of low-molecular compounds with antitumor activity to lectin and evaluation of the biological activity of the obtained conjugate. Methods. Organic synthesis; obtaining and analyzing Pisum sativum agglutinin with thiopyrano[2,3-d]thiazole derivative conjugate; its biological testing on cell cultures and histological samples. Results. A conjugate of the Pisum sativum lectin with the thiopyrano[2,3-d]thiazole derivative was obtained. Conjugation was carried out through the interaction of the aldehyde groups with the amino groups of lectin in the alkaline medium (pH 9.0). The compound (0.4 mg) was immobilized on lectin (10 mg). Conjugation of pea lectin with the antineoplastic agent led to a ~ 2.5-fold increase in the inhibitory effect tested on a L1210 mouse leukemia cells line. The antineoplastic effect of the studied conjugate is fully manifested only on the third day after the beginning of experiment, possibly after penetration of the conjugate into cells and its desintegration. Conclusions. The results may be used for development of new drug delivery systems.Мета. Приєднання низькомолекулярної сполуки з протипухлинною активністю до лектину та визначення біологічної активності одержаного кон’юґату. Методи. Органічний синтез; одержання та аналіз кон’юґату лектину гороху з похідним тіопірано[2,3-d]тіазолу, біотестування кон’югату на культурі клітин та гістологічних препаратах. Результати. Одержано кон’югат лектину гороху (Pisum sativum) приєднаним похідним тіопірано[2,3-d]тіазолу. Кон’югацію здійснювали через взаємодію альдегідної групи сполуки похідного з аміногрупами білка лектину в лужному середовищі (рН 9,0). До 10 мг лектину було приєднано ≈ 0,4 мг досліджуваної сполуки. Кон’юґація лектину гороху з протипухлинною речовиною спричинила підсилення інгібувальної дії останньої на клітини лінії L1210 лейкозу миші приблизно у 2,5 рази (у перерахунку на речовину). Антинеопластична дія кон’югату в повній мірі проявляється лише на третю добу від початку досліду, й імовірно після проникнення кон’юґату у кліти-ну і розпаду молекули. На гістологічному препараті визначено особливості зв’язування досліджуваного кон’югату з мукозними клітинами прямої кишки людини. Висновки. Одержані результати можуть бути цікавими для моделювання адресної доставки біологічно активних речовин в клітини тканин організму.Цель. присоединение низкомолекулярного соединения с противоопухолевой активностью к лектину и проверка биологической активности полученного конъюгата. Методы. Органический синтез; получение и анализ конъюгата лектина гороха с производ-ным тиопирано[2,3-d]тиазола, биотестирование конъюгата на культуре клеток и гистологических препаратах. Результаты. По-лучен конъюгат лектина гороха (Pisum sativum) с присоединенным производным тиопирано[2,3-d]тиазола. Конъюгацию осуще-ствляли через взаимодействие альдегидной группы соединения производного с аминогруппами белка лектина в щелочной среде (рН 9,0). К 10 мг лектина было присоединено ≈ 0,4 мг исследуемого соединения. Конъюгация лектина гороха с противоопухоле-вым веществом вызвала усиление ингибирующего действия вещества на клетки линии L1210 лейкоза мыши примерно в 2,5 раза (в пересчете на вещество). Антинеопластическое действие конъюгата в полной мере проявляется лишь на третьи сутки от нача-ла опыта, и вероятно после проникновения конъюгата в клетку и распада молекулы. На гистологическом препарате определены особенности связывания исследуемого конъюгата с мукозными клетками прямой кишки человека Выводы. Полученные резульаты представляют интерес для моделирования адресной доставки биологически активных веществ в клетки тканей организма

Use of lectin as a vector molecule for delivery of medicinal products to cells and tissues

Aim. The conjugation of low-molecular compounds with antitumor activity to lectin and evaluation of the biological activity of the obtained conjugate. Methods. Organic synthesis; obtaining and analyzing Pisum sativum agglutinin with thiopyrano[2,3-d]thiazole derivative conjugate; its biological testing on cell cultures and histological samples. Results. A conjugate of the Pisum sativum lectin with the thiopyrano[2,3-d]thiazole derivative was obtained. Conjugation was carried out through the interaction of the aldehyde groups with the amino groups of lectin in the alkaline medium (pH 9.0). The compound (0.4 mg) was immobilized on lectin (10 mg). Conjugation of pea lectin with the antineoplastic agent led to a ~ 2.5-fold increase in the inhibitory effect tested on a L1210 mouse leukemia cells line. The antineoplastic effect of the studied conjugate is fully manifested only on the third day after the beginning of experiment, possibly after penetration of the conjugate into cells and its desintegration. Conclusions. The results may be used for development of new drug delivery systems.Мета. Приєднання низькомолекулярної сполуки з протипухлинною активністю до лектину та визначення біологічної активності одержаного кон’юґату. Методи. Органічний синтез; одержання та аналіз кон’юґату лектину гороху з похідним тіопірано[2,3-d]тіазолу, біотестування кон’югату на культурі клітин та гістологічних препаратах. Результати. Одержано кон’югат лектину гороху (Pisum sativum) приєднаним похідним тіопірано[2,3-d]тіазолу. Кон’югацію здійснювали через взаємодію альдегідної групи сполуки похідного з аміногрупами білка лектину в лужному середовищі (рН 9,0). До 10 мг лектину було приєднано ≈ 0,4 мг досліджуваної сполуки. Кон’юґація лектину гороху з протипухлинною речовиною спричинила підсилення інгібувальної дії останньої на клітини лінії L1210 лейкозу миші приблизно у 2,5 рази (у перерахунку на речовину). Антинеопластична дія кон’югату в повній мірі проявляється лише на третю добу від початку досліду, й імовірно після проникнення кон’юґату у кліти-ну і розпаду молекули. На гістологічному препараті визначено особливості зв’язування досліджуваного кон’югату з мукозними клітинами прямої кишки людини. Висновки. Одержані результати можуть бути цікавими для моделювання адресної доставки біологічно активних речовин в клітини тканин організму.Цель. присоединение низкомолекулярного соединения с противоопухолевой активностью к лектину и проверка биологической активности полученного конъюгата. Методы. Органический синтез; получение и анализ конъюгата лектина гороха с производ-ным тиопирано[2,3-d]тиазола, биотестирование конъюгата на культуре клеток и гистологических препаратах. Результаты. По-лучен конъюгат лектина гороха (Pisum sativum) с присоединенным производным тиопирано[2,3-d]тиазола. Конъюгацию осуще-ствляли через взаимодействие альдегидной группы соединения производного с аминогруппами белка лектина в щелочной среде (рН 9,0). К 10 мг лектина было присоединено ≈ 0,4 мг исследуемого соединения. Конъюгация лектина гороха с противоопухоле-вым веществом вызвала усиление ингибирующего действия вещества на клетки линии L1210 лейкоза мыши примерно в 2,5 раза (в пересчете на вещество). Антинеопластическое действие конъюгата в полной мере проявляется лишь на третьи сутки от нача-ла опыта, и вероятно после проникновения конъюгата в клетку и распада молекулы. На гистологическом препарате определены особенности связывания исследуемого конъюгата с мукозными клетками прямой кишки человека Выводы. Полученные резульаты представляют интерес для моделирования адресной доставки биологически активных веществ в клетки тканей организма