Część 3: Aktywność przeciwnowotworowa naturalnych i syntetycznych chalkonów

Kliknij link, aby dowiedzieć się Część 1:https://www.xjcistanche.com/news/part1-aktywność-przeciwnowotworowa-naturalnej-i-syntetycznej-54977104.html

Kliknij link, aby dowiedzieć się Część 2:https://www.xjcistanche.com/news/part2-aktywność-przeciwnowotworowa-naturalnej-i-syntetycznej-54977563.html

Po więcej informacji skontaktuj siętina.xiang@wecistanche.com

4. Syntetyczne pochodne chalkonów o właściwościach przeciwnowotworowych

Działania przeciwnowotworowenaturalnych chalkonów doprowadziło do wzrostu zainteresowania identyfikacją nowych syntetycznych chalkonów o właściwościach przeciwnowotworowych. Celem syntezy nowych, aktywnych biologicznie chalkonów jest identyfikacja związków o doskonałych właściwościach fizykochemicznych i biologicznych. W celu uzyskania chalkonów o doskonałych właściwościach przeciwnowotworowych zastosowano trzy metody modulacji naturalnych chalkonów: (1) modulację dwóch reszt aromatycznych (aldehydu i acetofenonu) chalkonów; (2) zastąpienie reszt aromatycznych resztami heteroaromatycznymi; oraz (3)otrzymywanie hybryd przez koniugację z innymi cząsteczkami zprzeciwnowotworowynieruchomości. Różne podstawniki na dwóch aromatycznych resztach chalkonów, w zależności od ich pozycji, wpływają naprzeciwnowotworowyzdolności poprzez ingerencję w różne cele biologiczne [158]. Wiadomo, że właściwości biologiczne chalkonów zależą od obecności i liczby grup hydroksylowych i metoksylowych na dwóch podjednostkach aromatycznych. Na przykład chalkony z trzema grupami metoksy w cząsteczce w pozycjach 3,4 i 5 acetofenonu hamują aktywność transportową glikoproteiny P i zapobiegają powstawaniu oporności na leczenie [155,159].

Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o produktach

4.1.XN Pochodne acylowe

Zaczynając od idei, że estryfikacjaflawonoidyjest sposobem na modyfikację hydrofobowego charakteru związków, szereg mono- i diacetylowanych pochodnych XN (związki 14-20, Tabele S1 i S2) zsyntetyzowali Zolnierczyk i in. Aktywność antyproliferacyjną XN i jego pochodnych zbadano in vitro na liniach komórkowych HT-29. Trzy związki z serii (związki 14-16) wykazywały bioaktywności podobne do XN, a cztery testowane związki (związki 17-20) miały niższą bioaktywność. Z otrzymanej serii żaden związek nie wykazywał większej aktywności niż XN [215].

Kolejną serię pochodnych XN uzyskano przez cyklizację grupy prenylowej z jej struktury. Tak więc serię sześciu cyklicznych pochodnych chalkonów (tabele S1 i S2, związki 21-26) otrzymali Poplonski i in. Aktywność antyproliferacyjną otrzymanych związków oceniano na trzech ludzkich liniach komórkowych (MCF-7, PC-3 i HT-27). Siłę działania pochodnych XN oceniono metodą SRB. Wszystkie otrzymane związki wykazały umiarkowaną/podwyższoną aktywność biologiczną, przy czym najbardziej wrażliwą linią komórkową jest MCF-7. Związki 21 i 23((E)-1-(5-hydroksy-7-metoksy-2,2-dimetylo-2H-chromen-6- yl)-3-(4-hydroksyfenylo)prop-2-en-1-on i (E)-1-(5-hydroksy-7-metoksy -2, 2-dimetylochroman-8-yl)-3-(4-hydroksyfenyl) prop-2-en-1-on) okazał się najlepszy aktywność na liniach PC-3, których działanie jest porównywalne z aktywnością wzorca (cis-platyny) [216].

4.2. Chalcone Derioatioes zawierające ugrupowanie eteru diarylowego

Wang i in. zsyntetyzował pochodne chalkonu z resztą eteru diarylowego (tabele S1 i S2, związki 27-42) w cząsteczce i ocenił ich aktywność antyproliferacyjną na trzech liniach komórkowych (MCF-7, HepG2 i HCT116). Wyniki pokazują, że większość związków wykazuje umiarkowaną/dobrą aktywność na trzech liniach komórkowych, z IC50 między 3,44 ±00,19 a 8,89±00,42 μM. Z otrzymanej serii najbardziej aktywnym związkiem jest związek podstawiony 4-metoksylem na aldehydzie (Tabele S1 i S2, związek 28) (IC50=3.44±0.19, 4,64±0,23 i 6,31±0.27uMon odpowiednio MCF-7, HepG2 i HCT116). Zastąpienie grupy 4-metoksy przez 4-dialkiloamino (Tabele S1 i S2, związek 29) spowodowało znaczny spadek nieaktywności. Związek ten jest silnym inhibitorem polimeryzacji tubuliny o mechanizmie podobnym do kolchicyny. Dodatkowo 4-metoksychalkon (związek 28) ma właściwości antyproliferacyjne wobec komórek MCF-7 poprzez zwiększenie odsetka komórek w fazie G2/M. Ponadto chalkon indukuje apoptozę komórek MCF-7, co określono metodą aneksyny V-FITC/PI. Badania dokowania wskazują energie wiązania -8,0 kcal/mol dla wiązania związku tubuliny 28, w kieszeni którego przyjmuje on konformację w kształcie litery Y. Grupy 4-metoksy i trimetoksyfenylowe związków tworzą silne wiązania hydrofobowe z resztami Ala180, Cys241, Leu248, Ala250, Leu255, Ala316, Val318 i Ala354. Dodatkowo grupa fenylowa związków tworzy oddziaływanie kationowe z resztą Lys254. Ponadto związek tworzy dwa wiązania wodorowe z resztami Asn101 i Ser178. Te interakcje ułatwiają zakotwiczenie związku 28 w miejscu wiązania tubuliny [150,217].

4.3. Chalcone Derioatioes zawierające ugrupowanie sulfonamidowe

, -Nienasycone pochodne sulfonamidu (Tabele S1 i S2, związki 43-54) zostały otrzymane i scharakteryzowane przez Castano et al. Z serii związków, związki 43, 44, 45 i 50 miały działanie cytotoksyczne przy 10 μM. Wszystkie cząsteczki hybrydowe były aktywne w linii komórkowej HTC-116 (-78.33-44,62 procent) i U251 (linia komórek glejaka -4.20-35 0,40 procent). Związki 44 i 50 były najbardziej aktywne na większości linii komórkowych （IC50=0.57-12.4 µM dla związku 44 i 1.56-40.1 uM dla związku 37）. Chalcone 44 miał najlepszą aktywność na liniach komórek białaczkowych K562 （IC50=0,57 μM）. Związek miał również dobrą zdolność do hamowania linii HCT-116 (IC50=1.36 uM, linii czerniaka LOX IMVI （IC50=1.28 μM） i MCF-7 （IC50 =1.30 μM） 【218】.

4.4. Derioatioes bis-chalcone

Związki, które mają dwie podjednostki chalkonów w cząsteczce, nazywane są bis-chalkonami. Niektóre bis-chalkony są środkami cytotoksycznymi na różnych ludzkich liniach komórkowych (A549, DU145, KB (linia komórek nowotworowych tworzących keratynę), HeLa i KB-VN). Bis-chalkony z resztą bifenylową w cząsteczce są aktywne wobec linii komórkowych MCF-7, MDA-MB 231, HeLa i HEK-293 (nerki ludzkiego zarodka). Wychodząc z tych przesłanek, zsyntetyzowano serię ośmiu bis-chalkonów (tabele S1 i S2, związki 55-62), których aktywność przeciwnowotworową oceniono na liniach komórkowych MCF-7 i Caco2 metodą MTT. Wszystkie związki z tej serii wykazywały lepszą aktywność cis-platyny na badanych liniach komórkowych. Bis-chalkon podstawiony dwiema grupami fluoro w pozycjach 2 i 5 (związek 61) miał najlepsze wartości IC50 na liniach komórkowych MCF-7（1,9 μM）, co wskazuje na około trzykrotnie lepszą aktywność niż inne związki z serii. Zmiany morfologiczne określone na komórkach MCF-7 po 24 godzinach przez bis-chalkon wykazują znaczny spadek poziomu konfluencji komórek w porównaniu z innymi związkami. Dla linii komórkowych Caco2 wyniki były podobne do tych dla MCF-7. Dodatkowo związki 61 i 62 miały najwyższą toksyczność na liniach komórkowych, a związki 58 i 59 miały najniższą aktywność [140].

4.5. Chalkony z azotem w cząsteczce

Wiadomo, że aminochalkony mają silne działanie cytotoksyczne. Na przykład, 2-aminochalkony z resztą metylenodioksy w cząsteczce wykazują bardzo dobrą aktywność wobec linii komórkowych ludzkiego raka płaskonabłonkowego nosogardzieli (KB-VIN). Ponadto inne badanie wskazuje, że niepodstawione 2-aminochalkony na aldehydzie mają działanie proapoptotyczne na 20 markerów apoptotycznych [219].

Starting from the fact that different substituted 2-amino chalcones show cytotoxic activity on different cell lines, such as KB (nasopharyngeal squamous cell carcinoma), MCF-7, A-549, and 1A9(ovarian cancer), and are inducers of apoptosis on HT-29 cells, a series of amino chalcone derivatives were obtained (Tables S1 and S2, compounds 63-80). The anticancer activity of the obtained compounds was evaluated on four cell lines(HT-29, LS180(an intestinal human colon adenocarcinoma cell line), LoVo(a colon cancer cell line), and LoVo/Dx by the SRB method. The standards used were cis-Platine and doxorubicin. Among compounds obtained, the best inhibitory capacity was exhibited by a compound with an unsubstituted aldehyde (compound 63). The activity of the compound on HT-29 cell lines was IC50=1.43 ug/mL, being 12 times higher than the activity of cis-platinum(IC50 = 16.73 ug/mL) and 4 times lower than the activity of doxorubicin (IC50=0.33 ug/mL). From the 4-amino chalcones (compounds 75-80), the unsubstituted compound on the aldehyde (compound75) had the best activity. Similarly, the activity of 3-amino chalcones （compounds 69-74）varied on the tested cell lines（IC50=1.60-2.13 μg/mL）. The potency of these compounds was superior to that of cis-platinum. In the case of the amino carboxylic derivatives (compounds 65, 71, and 77), the position of the amino group had a significant impact on the IC50 value. The activity varied in the following order:2-amino(compound65)>3amino (compound 71)>4-amino (związek 77). Zaobserwowano również, że włączenie grupy nitrowej w pozycji 4 aldehydu (związki 66, 72 i 78) powodowało zmniejszenie nieaktywności [220].

Uzyskano serie aminochalkonów i nitrochalkonów w celu oceny ich cytotoksyczności. Aktywność określano metodą MTT na liniach komórkowych czerniaka. W porównaniu z nitrochalkonami, aminochalkony (tabele S1 i S2, związki 81-91) mają przewagę w postaci zwiększonej rozpuszczalności w pożywkach biologicznych. Stwierdzono, że substytucja chalkonów grupą aminową jest korzystna, a aktywność tych związków przewyższa aktywność nitrochalkonów. Wartości IC50 wykazały, że obecność grupy aminowej na aldehydzie powodowała wzrost cytotoksyczności, a związki grupy aminowej na acetofenonie miały słabszą aktywność. Na przykład związek 87 (w którym grupa aminowa znajduje się na reszcie aldehydowej) ma wyższą cytotoksyczność niż związek 86(w którym grupa aminowa znajduje się na reszcie acetofenonu). Dodatkowo, liczba grup metoksylowych na acetofenonie określa siłę hamowania tych związków. Uzyskane dane wskazują, że aminochalkony podstawione dwiema lub trzema grupami metoksy są bardziej aktywne. W przypadku chalkonów podstawionych grupą aminową w pozycji 3 aldehydu (związki 87 i 90) cytotoksyczność jest wyższa w porównaniu ze związkami podstawionymi grupą aminową w pozycji 4 (związki 88 i 89). Z otrzymanych chalkonów najlepszą aktywność miał związek 87 (z grupą aminową w pozycji 3 acetofenonu iz czterema grupami metoksy) [221].

Wang i in. uzyskał serię aminochalkonów (związki {{0}}, Tabele S1 i S2), które zostały ocenione pod kątem aktywności przeciwnowotworowej na liniach komórkowych (HTC116 i HepG2) metodą MTT. Stwierdzono, że wszystkie związki mają dobrą/umiarkowaną zdolność cytotoksyczną. Niepodstawiony związek azotu (związek 92) miał najlepszą aktywność (IC50=0.28 ± 0.06 dla HCT116 i 0.19 ±0.04 dla HepG2). Zastąpienie aminy grupami alkilowymi (związki 93,94,96 i 98) spowodowało znaczny spadek aktywności antyproliferacyjnej. Wyraźny spadek aktywności zaobserwowano na aminochalkonie z dwiema resztami 4-(tertbutylo)benzylowymi (związek 99). Wyniki otrzymane z oceny in vitro zdolności inhibicji tubuliny dla związku 92 wskazują, że jego celem molekularnym jest tubulina, przy czym wartość IC50 dla aminochalkonu wynosi 7,1 µM, a dla kolchicyny 9,0 µM. Zaobserwowano również, że aminochalkon (związek 92) miał zdolność zwiększania proporcji komórek w fazie G2/M i blokowania cyklu komórkowego. Badania dokowania dla związku 92 pokazują, że wiąże się on z miejscem wiązania kolchicyny w tubulinie. Aminochalkon przyjmuje konformację „w kształcie litery L” w kieszeni tubulinowej. Grupa 4-metoksynaftylowa aminochalkonu znajduje się w kieszeni hydrofobowej, otoczona resztami Cys241, Leu248, Ala250, Leu255, le318 i Ala354, z którymi tworzy silne wiązanie hydrofobowe [222].

Modyfikacja grupy aminowej w strukturze aminochalkonu warunkuje każdorazowo wzrost aktywności przeciwnowotworowej związków [223]. Wychodząc z tego założenia, przeprowadziliśmy badanie literaturowe dotyczące aktywności przeciwnowotworowej niektórych chalkonów heterocyklicznych z azotem w cząsteczce (azole).

4.5.1.Azole

Azole (imidazol, oksazol, pirazol, tetrazol, tiazol, 1,2,3-triazol i 1,2,{5}}triazol, Rysunek 8) stanowią najważniejszą klasę heterocykli azotu. Azole są ważnymi farmakoforami w identyfikacji nowych środków przeciwnowotworowych. Niektóre pochodne azoli (zabliźniające, karboksyamidotriazol i AZD8835) są stosowane klinicznie lub są w badaniach klinicznych w leczeniu różnych nowotworów. Hybrydyzacja chalkonów z azolami jest uważana za ważny sposób identyfikacji nowych leków przeciwnowotworowych [162].

4.5.2. imidazol

Imidazol (Rysunek 8), pięcioatomowy heterocykl, ma zwiększoną polarność z powodu obecności dwóch atomów azotu. System ma charakter amfoteryczny (może mieć właściwości zasadowe lub kwasowe). Wiadomo, że imidazol występuje w wielu biologicznie czynnych związkach o właściwościach przeciwnowotworowych [224,225]. Różne podstawione pochodne 2-benzimidazolu są aktywne na liniach komórkowych gruczolakoraka piersi, ludzkiego raka wątrobowokomórkowego i ludzkiego raka okrężnicy [226].

4.6. Derioatice iidazole chalkonowe

Oskuei i wsp. uzyskali imidazolechalkony (tabele S1 i S2, związki 104-121) w celu oceny ich zdolności do hamowania tubuliny. Aktywność antyproliferacyjną związków oceniano na czterech różnych liniach komórkowych raka (A549, MCF-7, MCF-7/MX (linia komórkowa ludzkiego raka sutka oporna na mitoksantron) i HepG2). Wiele związków z otrzymanej serii wykazywało średnie/wysokie działanie antyproliferacyjne w stężeniach mikromolowych. Ogólnie, chalkony imidazolowe wykazywały wyższą cytotoksyczność na liniach komórkowych A549 w porównaniu z innymi analizowanymi typami komórek. Związek podstawiony trzema grupami metoksy w acetofenonie (tabele S1 i S2, związek 121) wykazywał najlepszą aktywność, co można wyjaśnić obecnością podjednostki trimetoksyfenylowej jako ważnego farmakoforu dla silnych inhibitorów tubuliny (np. kombretastatyny A4, ryc. 7). Zwiększona cytotoksyczność imidazolechalkonu z resztą trimetoksyfenylową (związek 121) była spowodowana jego interakcją z tubuliną. Związki, w których reszta fenylowa na acetofenonie została zastąpiona przez resztę naftylową (związek 108, związek 117) miały dobrą siłę działania. Można to wytłumaczyć zdolnością tych chalkonów do przenikania przez błonę komórkową z powodu zwiększonej lipofilii. Związki te mają korzystne interakcje z aktywnymi miejscami tubuliny. Zastosowanie metody polimeryzacji tubuliny wykazało, że otrzymane chalkony imidazolowe hamowały w sposób zależny od stężenia polimeryzację tubuliny w sposób podobny do kombretastatyny A4. Dodatkowo cytotoksyczność najaktywniejszych związków z serii była skorelowana z blokadą cyklu komórkowego w fazie G2/M i indukcją apoptozy komórkowej. Badania dokowania wykazały, że imidazolechalkon z trzema grupami metoksy (związek 121) na acetofenonie miał najlepszą zdolność wiązania się z miejscem wiązania kolchicyny tubuliny. Związek wykazuje dwa oddziaływania poprzez wiązania wodorowe z katalitycznie aktywnymi resztami (Ser178 i Ala316) oraz oddziaływanie kationu II z Asn258. Zaobserwowano inne oddziaływania hydrofobowe między związkiem a resztami Glu183, Thr224, Lys254, Asn101, Val351, Lys352 i Leu248. Stwierdzono, że za jego działanie hamujące odpowiadają oddziaływania hydrofobowe i wiązania wodorowe utworzone między związkiem a tubuliną [227].

4.6.1. Pirazol

Pirazol(Rysunek 8)jest ważnym składnikiem pięcioczłonowych heterocykli w cząsteczkach. Dwa atomy azotu znajdują się w sąsiednich pozycjach. Spośród nich jeden jest podstawowy, a drugi neutralny. Zidentyfikowano wiele metod otrzymywania pochodnych pirazolu, które są ważnymi elementami chemii medycznej. Badania wykazały, że niektóre pochodne pirazolu mają właściwości przeciwnowotworowe. Na przykład pirazol jako farmakofor dla związków przeciwnowotworowych, takich jak Ruxolitinib (rak krwi), Axitinib (nerkaraka) oraz kryzotynib (rak płuc) [228-231].

4.6.2. Pochodne pirazolu chalkonu

W celu oceny ich potencjału przeciwnowotworowego zsyntetyzowano serię dziewięciu chalkonów z pirazolem w cząsteczce (tabele S1 i S2, związki 122-130). Cytotoksyczność oceniano in vitro na liniach komórkowych A549 metodą MTT. Związek podstawiony resztą trimetoksyfenylową na acetofenonie (związek 124) był najbardziej aktywny, jego potencjał przeciwnowotworowy był obecny w stężeniach makrocząsteczkowych. Otrzymane wyniki są zgodne z danymi literaturowymi wskazującymi na farmakologiczne aktywności pirazoli z resztą trimetoksyfenylową w cząsteczce (przeciwrakowe, an-

właściwości antyproliferacyjne i antytubulinowe). Dla otrzymanych związków, badania dokowania oszacowały interakcje wiązania między Lys347, Lys356 i Glu354. Wyniki wskazują na obecność silnych oddziaływań wiążących pomiędzy grupą metoksylową związku z resztą trimetoksyfenylową na acetofenonie i atomem wodoru Lys356, pomiędzy tlenem karbonylowym z atomem wodoru Lys356 i LYS347 oraz pomiędzy wodorem z benzopironu z atomem wodoru atom Lys4747 [232]. Hawash i in. otrzymali hybrydowe cząsteczki chalkonu z 1,{{10}}trójpodstawionymi pirazolami (Tabela S1, związki 131-172)z heterocyklem. Bioaktywność pochodnych analizowano dla linii komórkowych HCT116, wątrobowokomórkowych (Hub7) i MCF-7. Ogólnie związki, które miały podjednostkę tienylową w trzeciej pozycji pirazolu (związki 131-138) miały bardzo dobrą aktywność antyproliferacyjną. Związki z grupami metoksy w pozycjach 3 i 4 lub 2 i 5 fenylu na chalkonie (związki 135,136,143,144,160 i 170) miały wartości IC50 0.4-3.4 uM na Hub7, MCF-7, i komórki HCT116. Zastąpienie reszty tienylowej benzo[d][1,3]diokso-5-ylem(związkami 139-150) spowodowało znaczny spadek cytotoksyczności [233].

4.6.3. Tetrazol

Tetrazol, nienasycony podwójny heterocykl z pięcioma atomami, zawiera cztery atomy azotu i jeden atom węgla. Substancje biologicznie czynne z tetrazolem w cząsteczce mają zwiększoną biodostępność, a zastąpienie kwasu karboksylowego tetrazolem powoduje wzrost biodostępności i zmniejszenie działań niepożądanych. Pochodna tetrazolu letrozol jest stosowana klinicznie w leczeniu opornych na tamoksyfen raków piersi [ 234 ].

Pochodne tetrazolu chalkonu

Monaem i in. otrzymał serię chalkonów tetrazolowych (tabele S1 i S2, związki 173-179). Dla otrzymanych związków cytotoksyczność oceniano metodą MTT na liniach komórkowych HCT116, PC3 i MCF-7 oraz na Vero B (afrykańska małpa zielonanerki). Wyniki porównano z cisplatyną i 5-fluorouracylem. Wiele z otrzymanych związków wykazywało wyższą aktywność niż standardy dla linii komórkowych HCT-116 i PC-3. Cyklizacja chalkonów do odpowiednich pirazolin spowodowała spadek aktywności [235].

4.6.4. Tiazol

Tiazol, heterocykl pochodzący z tiosemikarbazydu, występuje w związkach o właściwościach przeciwpasożytniczych, przeciwgrzybiczych i przeciwproliferacyjnych. Związki z 1,3-triazolem podstawionym w pozycjach 2 i 4 są farmakoforami środków przeciwnowotworowych o znaczącej aktywności. Pochodne tiazolu mają właściwości antyproliferacyjne, które korelują z hamowaniem metaloproteaz, niektórych kinaz i białek z rodziny Bdl2 [236]. Dwa heteroatomy (azot i siarka) mają pary elektronowe, które mają zdolność tworzenia wiązań wodorowych z resztami aminokwasowymi białek receptorowych. Te interakcje są odpowiedzialne za apoptotyczne działanie związków tiazolowych na komórki rakowe. Heterocykl jest farmakoforem środków przeciwnowotworowych, takich jak epotilony, iksabepilon, bleomycyna, tiazofuryna, dazatynib i kud773 [237].

Pochodne tiazolu chalkonu

Farghali i in. otrzymali chalkony tiazolowe (tabele S1 i S2, związki 173-178). Aktywność antyproliferacyjną otrzymanych związków określono na trzech liniach komórkowych (HepG2, A549 i MCF-7).Związek 178(3-(4-metoksyfenyl)-1-({ {10}metylo-2-(metyloaminotiazol-4-ilo)propen-2-en-1-on) miał lepszą aktywność przeciwnowotworową niż doksorubicyna i szeroki zakres działań Chalkon ma IC50=1,56, 1,39 i 1,97 μM odpowiednio na liniach HepG2, A549 i MCF-7, przy czym wartości są połową wartości doksorubicyny （IC50=3. 54,3,19 i 4,39 μM.）. Z sześciu chalkonów tiazolowych pięć związków wykazało bardzo dobrą cytotoksyczność na testowanych liniach komórkowych, a związek podstawiony resztą 2,4-chlorofenylową (związek 178) miał umiarkowany poziom aktywności. Aby ocenić selektywność między komórkami nowotworowymi i normalnymi, trzy chalkony o bardzo dobrym potencjale cytotoksycznym zostały przetestowane na nienowotworowej linii komórkowej płuc WI-38. Podwyższone wartości IC50 (93.44-137 0,36 uM) wskazuje na selektywną cytotoksyczność w złośliwych komórkach płuc stwierdzono, że najbezpieczniejszym chalkonem jest ten podstawiony 4-metoksyfenylem (związek 173). Ten chalkon hamował komórki HepG2, A549 i MCF-7 88,04,98,8 i 69,72 razy więcej niż komórki WI38. Pochodna również znacząco blokowała cykl komórkowy w fazie G2/M. Chalkon zwiększał zawartość DNA w fazie G2/M 2,6 raza i zmniejszał ilość DNA w fazach G0/G1 i S w porównaniu z komórkami kontrolnymi. Ponadto, związek spowodował 14,3-krotny wzrost odsetka komórek pre-G1 w porównaniu z grupą kontrolną, co wskazuje na możliwą rolę chalkonu w apoptozie. Zdolność apoptotyczną związku oceniano metodą aneksyny V-FITC. Procent komórek apoptotycznych wzrósł znacząco, wskazując na zdolność związku do indukowania apoptozy. Badania dokowania trzech najbardziej aktywnych chalkonów pokazują, że wiążą się one z ATP w miejscu wiązania CDK1, przy czym energie wiązania wynoszą -6.373, -5.857 i 5.519. Związki wiążą się w ten sam sposób z aminokwasem Leu83, tworząc dwa wiązania wodorowe między siarką tiazolową i między grupą 2-aminometylową a Leu83. Ponadto dwa chalkony mają zdolność tworzenia kolejnego wiązania wodorowego z resztą Glu81 docelowego enzymu na poziomie siarki na tiazolu [238].

Suma i wsp. otrzymali i scharakteryzowali fizykochemicznie i biologicznie dziesięć chalkonów z resztą tiazolo-imidazopirydynową w cząsteczce (Tabele S1 i S2, związki 179-188). Otrzymane związki testowano na czterech liniach komórkowych (MCF-7, A549, DU-145 (linia komórkowa raka prostaty) i MDA MB231 (linia komórkowa raka sutka)). Metodą, którą badano aktywność przeciwnowotworową była metoda MTT, a zastosowanym standardem był etopozyd. Najbardziej aktywny związek z serii miał trzy grupy metoksy w pozycjach 3, 4 i 5 acetofenonu (związek 180). Wartości IC5{{20}} związku 18{{24 }} dla MCF-7, A549,DU-145 i MDA MB-231 wynosiły 0.18± {{30}}0,094 μM, 0,66 ± 0,071 μM, 1,03 ± 0,45 μM i 0,065 ± 0,082 μM.

Związek z pojedynczą grupą metoksy na acetofenonie (związek 182) miał znacznie niższą aktywność przeciwnowotworową. Na podstawie badań SAR zaobserwowano, że obecność trzech grup metoksylowych (donorów elektronów) determinuje istotny wzrost bioaktywności w przypadku pochodnych tiazolo-imidazopirydyny. Badania dokowania przeprowadzono na trzech potencjalnych celach: kinazach białkowych CLK1(5X81), EGFR (2J5F) i tubulinie (1SAO). Uzyskane wyniki wskazują na korelację między aktywnością związków a ich działaniem na CLK1 [239].

4.6.5.Triazol

Triazol to pięcioatomowy heterocykliczny związek organiczny, który zawiera trzy atomy azotu i dwa atomy węgla. Występuje w dwóch postaciach izomerycznych, 1,2,3-triazolu i 1,2,4-triazolu [240]. Heterocykl jest ważnym farmakoforem cząsteczek o właściwościach przeciwnowotworowych, przeciw HIV, przeciwzapalnych i przeciwgruźliczych. Związek 1,2,3-Triazol jest podstawowym elementem chemii medycznej, ponieważ ma zdolność tworzenia wiązań wodorowych z ważnymi celami biologicznymi [241]. Związek 1,2,4-triazol wpływa również na lipofilię, polarność i zdolność cząsteczek do tworzenia wiązań wodorowych [242].

Pochodne triazolu chalkonu

Badania z literatury pokazują, że cząsteczki hybrydowe 1,2,3-triazol-chalkon mają niezwykłe działanie przeciwnowotworowe na liniach komórkowych SK-N-SH (IC50=10,52 uM) poprzez indukowanie apoptozy [243] . Hybrydyzacja pierścienia 1,2,4-triazolowego z chalkonem również spowodowała znaczne zahamowanie wzrostu komórek rakowych i wywołała apoptozę komórek A549 zależną od aktywności kaspazy 3 z IC50=4.4 μM（związek 189） w porównaniu z IC-platyny50=15.3 μM【244】. Gurrapu i wsp. zsyntetyzowali 1,2,3-triazole chalkony （Tabele S1 i S2, związki 190-198) i ich cytotoksyczność określono eksperymentalnie i in silico. Linie komórek nowotworowych, na których oznaczono cytotoksyczność to MCF-7, HeLa i MDA MB231, a zastosowaną metodą była metoda MTT. Spośród dziewięciu testowanych związków, pochodna triazolu z chlorem w pozycji meta podstawnika przyłączonego do triazolu i dwiema grupami metoksy na acetofenonie (związek 196) wykazała najlepszą aktywność na wszystkich testowanych liniach （np. IC50 dla MCF-7=1.27 μM i 0,02 μM odpowiednio po 24 i 48 godzinach）, wyniki otrzymane dla tego związku są porównywalne z wynikami cis-platyny. Spadek żywych komórek zaobserwowano przez zwiększenie stężenia. Wyniki zastosowania metody żywotności komórek wykazały, że chalkony triazolowe mają dobrą biodostępność po podaniu doustnym. Podobieństwo do narkotyków zostało określone przez liczbę rotujących wolnych wiązań i zasady Lipińskiego, Vebera, Eagana i Mugge. Wszystkie związki z serii miały dobre profile farmakokinetyczne i spełniały kryteria leków. Seria obejmowała farmakofory mające jądro triazolowe związane z resztą -OCH2-. Związki posiadające grupy elektronodonorowe, w szczególności cząsteczki podstawione chlorem w pozycji meta pierścienia triazolowego i dwie grupy metoksy w pozycjach meta i para acetofenonu (związek 150), z chlorem w pozycji meta podstawnika na triazolu i hydroksy grupa w pozycji meta chalkon (związek 194) lub metyl w pozycji meta podstawnika przyłączonego do triazolu i z dwiema resztami metoksy (związek 193) były najaktywniejszymi środkami cytotoksycznymi z tej serii. Możliwy sposób wiązania otrzymanych związków określono dla kinazy EGFR. Cząsteczki miały zakres od -80,102 do -60,008 kcal/mol, a wartości energii wiązania od -830,05 do 43,696 kcal/mol. Związek z chlorem w pozycji meta podstawnika przyłączonego do triazolu i grupą hydroksylową w pozycji meta chalkonu (związek 198) wykazał najwyższe wyniki (-8.102 i -83.05 kcal/mol). Związek ten tworzy oddziaływanie wiązania wodorowego z Asp800, silne oddziaływanie I-II z Phe856 i Phe997 oraz oddziaływanie kationu II z Lys745. Dla wszystkich związków z serii, fenyl przyłączony do triazolu tworzy oddziaływania II-II z Phe856. Fenolowa grupa hydroksylowa wchodzi w interakcje poprzez wiązania wodorowe z aminokwasem Asp800 [245].

5. Wnioski

Nowotwórjest chorobą wywoływaną przez wiele mechanizmów i stanowi poważny problem zdrowia publicznego. Chalkony są prekursorami wszystkich innych flawonoidów i wielu innych związków heterocyklicznych. Zalety tych związków związane są z ich licznymi właściwościami biologicznymi, brakiem działań niepożądanych, możliwością łatwego ich otrzymywania oraz możliwością tworzenia licznych związków biologicznie czynnych poprzez modulowanie ich podstawowej struktury. Ponadto chalkony są punktem wyjścia do identyfikacji nowych związków przeciwnowotworowych. Naturalne i syntetyczne chalkony mają właściwości przeciwnowotworowe in vivo i in vitro, a także są aktywne w przypadku nowotworów lekoopornych.

Ważnym mechanizmem antyproliferacyjnego działania chalkonów jest hamowanie tubuliny i interferencja tych związków z tworzeniem mikrotubul. Zastąpienie chalkonów trzema grupami metoksy jest korzystne dla ich aktywności antytubulinowej, ponieważ związki te mają budowę zbliżoną do kombretastatyny A4. Hybrydyzacja chalkonów z farmakoforami przeciwnowotworowymi sprzyja ich działaniu. Na przykład wprowadzenie azolu do cząsteczki tych związków doprowadziło do znacznego zwiększenia ich właściwości biologicznych. Fakt ten można skorelować z wiązaniem tych związków i korzystną zmianą parametrów lipofilowych.

Bibliografia

1. Yang, L.; Statek.; Zhao, G.; Xu, J.; Peng, W.; Zhang, J.; Zhang, G.; Wang, X.; Dong, Z.; Chen, F.; i in. Celowanie w szlaki komórek macierzystych raka w leczeniu raka. Transdukt sygnału. Cel. Tam. 2020, 5, 1-35. [Odn.]

2. Persi, E.; Duran-Frigola, M.; Damaghi, M.; Roush, W.; Aloj, P.; Cleveland, J.; Gillies, R. Ruppin, E. Analiza systemowa podatności na wewnątrzkomórkowe pH w leczeniu raka. Nat. Komunia. 2018, 9, 2997. [Odsyłacz]

3. Vasan, N.; Baselga, J.; Hyman, D. Spojrzenie na lekooporność w raku. Natura 2019, 575, 299–309. [Odsyłacz] [PubMed]

4. Cheng, Y.; On, C.; Wang, M.; Ma, X.; Pon, F.; Yang, S.; Han, J.; Wei, X. Celowanie w regulatory epigenetyczne w leczeniu raka: Mechanizmy i postępy w badaniach klinicznych. Transdukt sygnału. Cel. Tam. 2019, 4, 62. [Odsyłacz]

5. Lu, Y.; Chan, YT; opalenizna, HY; Li, S.; Wang, N.; Feng, Y. Regulacja epigenetyczna w raku człowieka: Potencjalna rola epi-leku w terapii nowotworowej. Mol. Rak 2020, 19, 79. [CrossRef] [PubMed]

6. Maman, S.; Witz, I. Historia odkrywania raka w kontekście. Nat. Rev. Cancer 2018, 18, 359-376. [Odn.]

7. Pistolet, SY; Lee, SWL; Sieów, JL; Wong, SC Celowanie w komórki odpornościowe w leczeniu raka. Redoks Biol. 2019, 25, 101174. [Odn.] 8. Leone, R.; Powell, J. Metabolizm komórek odpornościowych w raku. Nat. Rev. Cancer 2020, 20, 516-531. [Odn.]

9. Taryfy, J.; Taryfy, M.; Chachfe, H.; Salhab, H.; Fares, Y. Molekularne zasady przerzutów: ponownie przeanalizowany znak rozpoznawczy raka. Transdukt sygnału. Cel. Tam. 2020, 5, 28. [CrossRef] [PubMed]

10. Lieu, E.; Nguyen, T.; Rhyne, S.; Kim, J. Aminokwasy w raku. Do potęgi. Mol. Med. 2020, 52, 15–30. [Odn.]

11. Murata, M. Zapalenie i rak. Otaczać. Zdrowie Poprzedni. Med. 2018, 23, 50. [Odsyłacz]

12. Zhang S.; Li, T.; Zhang, L.; Wang, X.; Dong, H.; Li, L.; Fu, D.; Li, Y.; Zi, X.; Liu, HM; i in. Nowa pochodna chalkonu S17 indukuje apoptozę poprzez zależną od ROS regulację w górę DR5 w komórkach raka żołądka. Nauka. Rep. 2017, 7, 9873. [CrossRef] [PubMed]

13. Seo, JH; Choi, HW; Och, HN; Lee, MH; Kim, E.; Yoon, G.; Cho, SS; Park, SM; Cho, YS; Czae, JI; i in. Licochalcone D bezpośrednio ukierunkowuje JAK2 na indukowaną apoptozę w ludzkim raku płaskonabłonkowym jamy ustnej. J. Komórka. Fizjol. 2019, 234, 1780-1793. [Odsyłacz] [PubMed]

14. Yun, CW; Kim, HJ; Lim, JH; Lee, SH Białka szoku cieplnego: czynniki rozwoju raka i cele terapeutyczne w terapii przeciwnowotworowej. Komórki 2020, 9, 60. [CrossRef] [PubMed]

15. Brown, M.; Recht, L.; Strober, S. Obietnica celowania w makrofagi w terapii raka. Clin. Cancer Res. 2017, 23, 3241–3251. [Odsyłacz] [PubMed]

16. Karmakar, U.; Arai, M.; Koyano, T.; Kowithayakorn, T.; Ishibashi, M. Boesenberols IK, nowe diterpeny izopimaranu z Boesenbergia pandurata o aktywności przezwyciężającej TRAIL-oporność. Czworościan Lett. 2017, 58, 3838–3841. [Odn.]

17. Hao, Y.; Zhang, C.; Słońce, Y.; Xu, H. Licochalcone A hamuje proliferację, migrację i inwazję komórek poprzez regulację szlaku sygnałowego PI3K / AKT w raku płaskonabłonkowym jamy ustnej. OncoTargets Tam. 2019, 12, 4427-4435. [Odn.]

18. Kocyigit, UM; Budak, Y.; Gürdere, MB; Erturk, F.; Yencilek, B.; Taslimi, P.; Gulçin, I.; Ceylon, M. Synteza pochodnych chalkonoimidu i badanie ich aktywności przeciwnowotworowej i przeciwdrobnoustrojowej, profili hamowania anhydrazy węglanowej i acetylocholinesterazy. Łuk. Fizjol. Biochem. 2018, 124, 61–68. [CrossRef] 19. Thakkar, S.; Sharma, D.; Kalia, K.; Takada, R. Mikrośrodowisko guza ukierunkowane na nanoterapeutyki do terapii i diagnozy raka: przegląd. Acta Biomater. 2020, 101, 43–68. [Odn.]

20. Yan, X.; Qi, M.; Li, P.; Zhan, Y.; Shao, H. Apigenin w terapii raka: Efekty przeciwnowotworowe i mechanizmy działania. Biosci komórkowe. 2017, 7, 50. [Odsyłacz]