Группа учёных из Новосибирска и Екатеринбурга получила соединения двухвалентной меди на основе 2-ферроценил-1,10-фенантролина, которые обладают цитотоксическим действием и способны вызывать апоптоз у опухолевых клеток гортани человека. Результаты исследования опубликованы в New Journal of Chemistry.

Материалы об этой разработке –  в газете Наука в Сибири (04.12.2025) и на сайте РАН (04.12.2025).

«Препараты, использующиеся для лечения рака, имеют побочные эффекты. Кроме того, с течением времени в организме к ним развивается резистентность, то есть опухолевые клетки уже не дают на лекарство тот ответ, который был изначально. Нам бы хотелось создать эффективный специфичный препарат, обладающий меньшей общей токсичностью и позволяющий преодолевать резистентность», — рассказывает младший научный сотрудник Института неорганической химии им. А.Н. Николаева СО РАН кандидат химических наук Екатерина Андреевна Ермакова.

Один из наиболее популярных сегодня препаратов для лечения онкологии — цисплатин, сделанный на основе платины. Большая проблема заключается в том, что он токсичен не только для опухолевых, но и для здоровых клеток — из-за него могут страдать почки, печень, нервная система и другие органы. К сожалению, как бы учёные ни пытались модифицировать цисплатин (так создан препарат карбоплатин), пока не удается избежать побочных эффектов. Существует гипотеза: если заменить платину на другой металл, который уже есть в организме и выполняет в нём функцию микроэлемента (например, медь, цинк или железо), то, возможно, получится существенно снизить негативное воздействие препарата, ведь природой уже предусмотрены естественные системы выводов этих металлов из организма.

В качестве такой платформы новосибирские исследователи выбрали серию комплексов Casiopeinas®, которые являются комплексными соединениями меди(II) на основе производных 2,2'-бипиридина, 1,10-фенантролина и аминокислот. Casiopeinas® уже запатентованы и находятся на завершающей стадии клинических испытаний. Химики дополнили их фрагментом известного металлоорганического соединения ферроцена.

Лабораторный синтез: создание новых комплексов

Исследование проводили сотрудники ИНХ СО РАН совместно с коллегами из Научно-исследовательского института молекулярной биологии и биофизики ФИЦ фундаментальной и трансляционной медицины, Международного томографического центра СО РАН, Уральского федерального и Новосибирского государственного университетов.

«Ферроцен был открыт ещё в прошлом веке, он стабильный, коммерчески доступный (что немаловажно для синтеза потенциального препарата и его масштабирования), легко может проникать в клетку и обеспечивать транспорт нашего вещества. К тому же железо в его составе способно к окислению, в ходе которого могут образовываться активные формы кислорода, — отмечает Екатерина Ермакова. — Введение такой молекулы в структуру комплекса потенциально дает нам несколько механизмов действия для преодоления резистентности. Медный центр, связанный с 1,10 фенантролином, может связываться с ДНК опухолевой клетки, повреждая ее, и лишать тем самым клетку способности делиться, а ферроцен в это время создает окислительный стресс посредством генерации активных форм кислорода, которые дополнительно атакуют опухолевую клетку».

Как соединения двухвалентной меди на основе 2-ферроценил-1,10-фенантролина воздействуют на опухолевые клетки, сотрудники ИНХ СО РАН и НИИМББ ФИЦ ФТМ проверили in vitro на клеточных линиях карциномы гортани, печени и лёгкого. Исследования показали, что активность комплексов меди такая же, а в некоторых случаях даже немного превосходит активность цисплатина. Кроме того, неожиданно выяснилось, что комплексы меди способны вызывать апоптоз опухолевых клеток гортани.

К сожалению, подобно цисплатину, комплексы меди продемонстрировали токсичность и по отношению к неопухолевой клеточной линии, которая использовалась в исследовании. Сейчас ключевая задача — повысить их селективность, то есть направить действие исключительно против опухолевых клеток. «Дальнейшая задача для нашей работы — это понять, как модифицировать структуру имеющегося лиганда, чтобы повысить избирательность соединений. Пока в эксперименте использовалась только одна неопухолевая клеточная линия, широкая клеточная панель позволила бы нам исследовать этот эффект более подробно», — говорит Екатерина Ермакова.

Исследование выполнено в рамках гранта РНФ (№ 24-23-20148) и Правительства Новосибирской области РФ (соглашение № п-93).

Текст и фото: Диана Хомякова. «Наука в Сибири».

Ermakova E.A., Golubeva Y.A., Klyushova L.S., Smirnova K.S., Savinykh P.E., Romashev N.F., Gushchin A.L., Zaitsev K.V., Osik N.A., Fedin M.V., Zyryanova E.Y., Utepova I.A., Lider E.V. Copper(II) complexes based on 2-ferrocenyl-1,10-phenanthroline: structure, redox properties, cytotoxicity and apoptosis // New Journal of Chemistry. 2025. V.49. N41. P.17882-17894. DOI: 10.1039/d5nj03227j