Naslov Sinteza, karakterizacija i biološko djelovanje harmicina, harmikina i harmicena
Naslov (engleski) Synthesis, characterization and biological activity of harmicines, harmiquins and harmicenes
Autor Goran Poje
Mentor Zrinka Rajić (mentor)
Član povjerenstva Branka Zorc (predsjednik povjerenstva)
Član povjerenstva Ivana Perković (član povjerenstva)
Član povjerenstva Marijeta Kralj (član povjerenstva)
Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj Sveučilište u Zagrebu Farmaceutsko-biokemijski fakultet (Zavod za farmaceutsku kemiju) Zagreb
Datum i država obrane 2022-09-12, Hrvatska
Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana BIOMEDICINA I ZDRAVSTVO Farmacija Farmacija
Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC ) 615 - Farmakologija. Terapeutika. Toksikologija
Sažetak Rak i malarija su smrtonosne bolesti koje predstavljaju značajan globalni javnozdravstveni problem.
Učinkovitost postojećih citostatika i antimalarika opada uslijed pojave rezistencije, zbog čega je potrebno
kontinuirano istraživati nove potencijalne lijekove. Popularan pristup u razvoju novih lijekova je molekulska
hibridizacija, odnosno kovalentno povezivanje dva bioaktivna spoja s ciljem poboljšanja njihovog djelovanja. U
okviru ovog doktorskog rada sintetizirani su hibridni spojevi harmina, -karbolinskog alkaloida s izraženim
antimalarijskim i protutumorskim djelovanjem, i: 1) derivata cimetne kiseline (harmicini), 2) klorokina
(harmikini), 3) ferocena (harmiceni). U pripravi harmicina korištena je bakrom(I) katalizirana azid-alkin
cikloadicija, odnosno klik-reakcija koja je rezultirala harmicinima triazolskog tipa. Harmikini i harmiceni
pripravljeni su korištenjem klik-reakcije te reakcije povezivanja amina i karboksilnih kiselina, dajući harmikine i
harmicene triazolskog i amidnog tipa. Za potrebe klik-reakcija sintetizirani su odgovarajući alkini i azidi -
karbolina, derivata cimetne kiseline, 7-klorkinolina te ferocena, dok su amini i karboksilna kiselina harmina te
karboksilna kiselina i amini 7-klorkinolina pripravljeni za potrebe reakcija povezivanja. Novi spojevi
karakterizirani su uobičajenim analitičkim i spektroskopskim metodama te je ispitano njihovo antiproliferativno i
antimalarijsko djelovanje in vitro. U seriji harmicina najjače antiproliferativno djelovanje ostvarili su triazoli 49ae,
dok su u seriji harmikina najcitotoksičniji bili triazoli 54 i 57. Najsnažnije antiproliferativno djelovanje među
harmicenima prema svim ispitivanim staničnim linijama pokazao je amid 82, dok su harmiceni triazolskog tipa
67, odnosno 66 i 69 pokazali značajno i selektivno djelovanje prema MCF-7 i HCT116. Najbolje antimalarijsko
djelovanje na eritrocitnu fazu životnog ciklusa svih ispitanih sojeva P. falciparum, u nanomolarnim
koncentracijama, pokazali su harmikini. Spoj 63 ispoljio je 5,5 puta snažniji učinak u odnosu na klorokin (CQ)
(IC50 = 2 ± 0,3 nM), dok je spoj 65 bio najučinkovitiji prema sojevima plazmodija rezistentnima na postojeće
antimalarike. Temeljem dobivenih rezultata može se zaključiti da harmikini predstavljaju spojeve uzore za razvoj
novih potencijalnih antimalarika, dok je harmicine i harmicene potrebno razvijati kao potencijalne protutumorske
lijekove.
Sažetak (engleski) Cancer and malaria are life-threatening diseases that pose a permanent public health problem. Existing cytostatic
and antimalarial drugs are progressively losing their efficacy due to the development of drug resistance. Thus,
there is a constant need for the development of novel and effective drugs. One of the possible approaches is
molecular hybridization, i.e. covalent linking of two bioactive moieties into a single molecule with improved
properties. In this dissertation, hybrids comprising harmin, a -carboline alkaloid with pronounced antimalarial
and antitumor activity, and: 1) cinnamic acid derivatives (harmicines), 2) chloroquine (harmiquins), 3) ferrocene
(harmicenes) were prepared. The harmicines were synthesized by a copper(I)-catalyzed azide-alkyne cycloaddition
("click" reaction) leading to triazole-type hybrids. On the other hand, harmiquins and harmicenes were prepared
by both "click" and coupling reactions, giving triazole- and amide-type harmiquins and harmicenes. To obtain the
required starting compounds for the "click" reaction, synthetic routes to -carboline-, cinnamic acid derivative-,
7-chloroquinoline-, and ferrocene-based alkynes and azides were developed. For the purpose of coupling reactions,
7-chloroquinoline- and harmine-based amines and acids were prepared. The novel compounds were characterized
by standard methods (1H and 13C NMR, IR, MS). The antimalarial activity of the prepared compounds was
evaluated in vitro against the erythrocytic and hepatic stages of the Plasmodium life cycle, as well as the
antiproliferative activity against a panel of human tumor cell lines. Among the harmicines, triazoles 49a-e
exhibited the strongest antiproliferative activity, whereas in the harmiquins series, triazoles 54 and 57 were the
most cytotoxic compounds. Among the harmicenes, amide 82 showed the strongest cytotoxic activity against all
tested cell lines (IC50 < 10 M), whereas triazole-type harmicenes 67, 66, and 69 displayed significant and selective
activity against MCF-7 and HCT116. Harmiquins have shown the best antimalarial activity against the erythrocytic
phase of chloroquine-sensitive and -resistant P. falciparum strains (IC50 in low nanomolar concentrations).
Compound 63 showed a 5.5-fold stronger effect than chloroquine (IC50 = 2 ± 0.3 nM), while compound 65 was
the most effective against resistant Plasmodium strains. The results suggest that harmiquins represent novel
antimalarial hits, whereas further studies including harmicines and harmicenes should focus on their anticancer
properties.
Ključne riječi
harmin
cimetna kiselina
derivati cimetne kiseline
klorokin
ferocen
hibridni spojevi
klik-reakcija
reakcija povezivanja
antimalarijsko djelovanje
antiproliferativno djelovanje
Ključne riječi (engleski)
harmine
cinnamic acid
cinnamic acid derivatives
chloroquine
ferrocene
hybrid compounds
„click“ chemistry
coupling reaction
antimalarial activity
antiproliferative activity
Jezik hrvatski
URN:NBN urn:nbn:hr:163:725337
Datum promocije 2022
Studijski program Naziv: Farmaceutsko-biokemijske znanosti Vrsta studija: sveučilišni Stupanj studija: poslijediplomski doktorski Akademski / stručni naziv: doktor znanosti (dr. sc.)
Vrsta resursa Tekst
Način izrade datoteke Izvorno digitalna
Prava pristupa Otvoreni pristup
Uvjeti korištenja
Datum i vrijeme pohrane 2022-09-14 12:34:46