CC BY
11
DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2022.119.5.034
ОЦЕНКА ГЕМАТОТОКСИЧНОСТИ НОВЫХ ПИРИМИДИНОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ
Научная статья
Цибизова А.А.1, Ясенявская А.Л.2' *, Ерижепова Ж.У.3, Хмидет А.Б.С.4, Озеров А.А.5, Тюренков И.Н.6
1 ORCID: 0000-0002-9994-4751;
2 ORCID: 0000-0003-2998-2864;
3 ORCID: 0000-0003-2811-2891;
5 ORCID: 0000-0002-4721-0959;
6 ORCID: 0000-0001-7574-3923;
u 2 з, 4 Астраханский государственный медицинский университет, Астрахань, Россия;
5 6 Волгоградский государственный медицинский университет, Волгоград, Россия
* Корреспондирующий автор (yasen_9[at]mail.ru)
Аннотация
Все новые соединения перспективные для создания на их основе лекарственных препаратов должны проходить доклиническую оценку с обязательной оценкой токсичности. В связи с чем целью данного исследования явилась оценка гематотоксичности новых пиримидиновых соединений. Материалы и методы. Исследование проводили на крысах-самцах 10-месячного возраста в количестве 60 особей. Животные были разделены на группы (n=12): группа -контроль, получавший внутрижелудочно эквивалентный объем дистиллированной воды; опытные группы животных, получавших внутрижелудочно суспендированные в дистиллированной воде пиримидиновые соединения под лабораторными шифрами VMA-13-06; VMA-13-11; VMA-13-12; VMA-13-13 в дозах 1/10 от молекулярной массы (39, 24, 24, 27 мг/кг, соответственно) в течение 60 дней. Оценку гематотоксичности проводили по результатам клинического анализа крови животных с определением цветового показателя и лейкоцитарной формулы. Результаты. Установлено, что введение пиримидиновых соединений VMA-13-11 и VMA-13-13 не оказывает влияния на количество форменных элементов крови, уровень гемоглобина и цветовой показатель, а также лейкоцитарную формулу. Введение соединений VMA-13-06 и VMA-13-12 вызывает развитие анемии, лейкопении и изменение процентного соотношения различных видов лейкоцитов в виде сдвига вправо. Выводы. Проведенные исследования гематотоксичности показали, что пиримидиновые производные под лабораторными шифрами VMA-13-11 и VMA-13-13 не оказывают токсического воздействия на красный и белый ростки кроветворения, тогда как соединения VMA-13-06 и VMA-13-12 оказывают гематотоксическое воздействие.
Ключевые слова: производные пиримидинов, токсичность, гемототоксичность, кроветворение.
ASSESSMENT OF NEW PYRIMIDINE DERIVANTS HEMOTOXICITY
Research article
Cibizova A.A.1, YAsenyavskaya A.L.2' *, Erizhepova ZH.U.3, Hmidet A.B.S.4, Ozerov A.A.5, Tyurenkov I.N.6
1 ORCID: 0000-0002-9994-4751;
2 ORCID: 0000-0003-2998-2864;
3 ORCID: 0000-0003-2811-2891;
5 ORCID: 0000-0002-4721-0959;
6 ORCID: 0000-0001-7574-3923;
1 2 3 4 Astrakhan State Medical University, Astrakhan, Russia;
5 6 Volgograd State Medical University, Volgograd, Russia
* Corresponding author (yasen_9[at]mail.ru)
Abstract
All new compounds perspective for making medicine must undergo pre-clinic estimate, including mandatory toxicity assessment. Thus, the research assesses new pyrimidine derivants compounds. Materials and methods. The research was conducted on 60 species of 10-month-old male rats. They were divided into groups (n=12): control group intragastrically received equivalent volume of distilled water; subject group received pyrimidine compounds suspended in distilled water under lab codes of VMA-13-06; VMA-13-11; VMA-13-12; VMA-13-13 in 1/10 dosage of molecular mass (39, 24, 24, 27 mg/kg, respectively) over the course of 60 days. Hemotoxicity assessment was based on clinical blood test of animals with cell-color ratio and leucogram. Results. It was established that injection of VMA-13-11 and VMA-13-13 pyrimidine compounds does not effect blood cell count, Hb level, color ratio and leucogram. Injection of VMA-13-06 and VMA-13-12 compounds causes anemia, leukocytopenia and makes different white cells percentage shift to the right. Conclusion. Research of hemotoxicity shows that pyrimidine derivants under lab codes of VMA-13-11 and VMA-13-13 do not affect red and white hematopoietic lineage, while compounds VMA-13-06 and VMA-13-12 have hemotoxic effect.
Keywords: pyrimidine derivants, toxicity, hemotoxicity, hematogenesis.
Введение
В настоящее время в качестве основы для разработки новых лекарственных средств особый интерес представляют производные пиримидина [1], [2]. Многочисленными исследованиями установлена разносторонняя фармакологическая активность пиримидиновых оснований: психотропная, нейротропная, иммунотропная, антиоксидантная, противоопухолевая, а также противомикробная, противовирусная, противогрибковая и др. [3], [4], [5]. Все новые соединения перспективные для создания на их основе лекарственных препаратов должны проходить доклиническую оценку с обязательной оценкой токсичности [6].
В связи с чем целью данного исследования явилась оценка гематотоксичносш новых пиримидиновых соединений.
Методы и принципы исследования
Исследование проводили на крысах-самцах 10-месячного возраста в количестве 60 особей. Все эксперименты проводились согласно Межгосударственного стандарта 33044-2014 «Принципы надлежащей лабораторной практики» и выполнены в соответствии с этическими нормами обращения с животными, принятыми Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для исследовательских и иных научных целей.. Исследования одобрены этическим комитетом ФГБОУ ВО «Астраханский ГМУ» Минздрава России (протокол № 6 от 27.11.2018 г.). Животные были разделены на группы (n=12): группа - контроль, получавший внутрижелудочно эквивалентный объем дистиллированной воды; опытные группы животных, получавших внутрижелудочно суспендированные в дистиллированной воде пиримидиновые соединения под лабораторными шифрами VMA-13-06; VMA-13-11; VMA-13-12; VMA-13-13 в дозах 1/10 от молекулярной массы (39, 24, 24, 27 мг/кг, соответственно) в течение 60 дней.
Оценку гематотоксичности проводили по результатам клинического анализа крови животных с определением цветового показателя и лейкоцитарной формулы. Забор крови осуществляли до кормления животных перед введением соединений на 10, 30 день из хвостовой вены и в день завершения эксперимента после декапитации животных. Подсчет форменных элементов крови (эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов) проводили в камере Горяева. Концентрацию гемоглобина определяли с помощью ветеринарного гемоглобинометра URIT-12 VET (Россия).
Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью пакета Exсel и программного обеспечения BIOSTAT, с учетом критерия Манна-Уитни. Статистически значимыми различия считали при p < 0,05.
Основные результаты
В контрольной группе животных, в группах, получавших пиримидиновые соединения VMA-13-11 и VMA-13-13 статистически значимых изменений количества эритроцитов на протяжении 60 дней зафиксировано не было. При введении производного пиримидина VMA-13-06 на 10 и 30 день эксперимента было отмечено снижение данного показателя в 1,2 (р>0,05) и 1,3 (р>0,05) раза соответственно; на 60 день - в 1,5 (р<0,01) раза в сравнении с контрольными показателями. Введение соединения VMA-13-12 привело к уменьшению количества эритроцитов на 10 день эксперимента - в 1,2 (р>0,05), на 30 день - 1,4 (р>0,05) раза и в последний день эксперимента - в 1,7 (р<0,01) раза (рис. 1).
Количество эритроцитов, х1012/л
1 день ю
30 день
-Контроль -УМА-13-Об--УМА-13-11 — УМА-13-12-УМА-13-13
Рис. 1 - Влияние пиримидиновых соединений на количество эритроцитов
Соединения VMA-13-11 и VMA-13-13 не вызывали статистически значимых изменений концентрации гемоглобина на протяжении всего эксперимента. Производное пиримидина VMA-13-06 и VMA-13-12 способствовало снижению данного показателя на 10, 30 и 60 сутки практически в 1,1 (р>0,05) раза в сравнении с контрольными показателями (рис. 2).
Рис. 2 - Влияние пиримидиновых соединений на концентрацию гемоглобина
При определении цветового показателя (ЦП) крови было установлено, что под влиянием соединений УМЛ-13-11 и УМЛ-13-13 не наблюдалось статистически значимых изменений данного показателя. Производное УМЛ-13-06 способствовало увеличению ЦП на 10 день на 11% (р>0,05), на 30 день - на 17% (р>0,05) и на 60 день - на 41% (р<0,05) в сравнении с контрольными значениями. Соединение УМЛ-13-12 привело к повышению ЦП на 10 день на 15% (р>0,05), на 30 день - на 34% (р<0,05) и 60 день - на 54% (р<0,01) по отношению контролю (рис. 3).
Рис. 3 - Влияние пиримидиновых соединений на цветовой показатель крови Введение пиримидиновых соединений не оказывало влияние на количество тромбоцитов (рис. 4).
Рис. 4 - Влияние пиримидиновых соединений на количество тромбоцитов
При анализе количества лейкоцитов было установлено, что при введении соединений VMA-13-11 и VMA-13-13 не было отмечено статистически значимых изменений уровня клеток белой крови. Пиримидиновое производное VMA-13-06 способствовало снижению уровня лейкоцитов на 10 день эксперимента на 30% (р<0,05), на 30 день - на 35% (р<0,05), на 60 день - на 48% (р<0,01) по отношению к контрольным показателям. Введение VMA-13-12 способствовало уменьшению лейкоцитов на 10 день на 28% (р>0,05), на 30 день - на 31% (р<0,05), на 60 день эксперимента - на 40% (р<0,05) в сравнении с контролем (рис. 5).
Рис. 5 - Влияние пиримидиновых соединений на количество лейкоцитов
Введение пиримидиновых производных VMA-13-11 и VMA-13-13 не привело к статистически значимым изменениям со стороны лейкоцитарной формулы. Однако при введении VMA-13-06 было отмечено снижение процентного содержания эозинофилов на 10% (р>0,05), сегментоядерных нейтрофилов - на 7% (р>0,05), количество палочкоядерных - в 3 (р<0,01) раза, увеличение лимфоцитов - на 15% (р>0,05) в сравнении с контрольными показателями; при этом количество моноцитов осталось практически неизменным. Соединение VMA-13-12 привело к следующим изменениям: увеличение количества моноцитов на 11% (р>0,05), снижение палочкоядерных нейтрофилов в 3 раза (р<0,01), процентное содержание эозинофилов, сегментоядерных и лимфоцитов практически не изменилось по отношению к контролю (рис. 6).
Рис. 6 - Влияние пиримидиновых соединений на изменение лейкоцитарной формулы
Таким образом, было установлено, что введение пиримидиновых соединений VMA-13-11 и VMA-13-13 не оказывает влияния на количество форменных элементов крови, уровень гемоглобина и цветовой показатель, а также лейкоцитарную формулу. Введение соединений VMA-13-06 и VMA-13-12 вызывает развитие анемии, лейкопении и изменение процентного соотношения различных видов лейкоцитов в виде сдвига вправо.
Обсуждение
Полученные результаты свидетельствуют о том, что пиримидиновые соединения \МЛ-13-06 и \MA-13-12 при длительном применении способны оказывать гематотоксическое действие, проявляющееся в угнетении красного и белого ростков кроветворения, тогда как субстанции \МЛ-13-11 и \МЛ-13-13 не проявляют данного свойства. Результаты данной работы сопоставимы с другими исследованиями. Доказано, что производное 3 -гидроксипиридина и 3-оксипиридинацетилцистеинат значительно снижают выраженность поражения эритрокариоцитарного ростка кроветворения на фоне проведения лучевой терапии [7], [8]. В эксперименте установлено, что комбинирование производных пиримидина и 3-гидроксипиридина оказывает миелопротективную активность [9], [10]. Наряду с гематопротекторной активностью пиримидиновые соединения оказывают и гематотоксическое воздействие. Так
противогрибковые препараты, относящиеся к группе флуоропиримидинов, не нашли широкого применения в медицине за счет выраженной гематотоксичности. Установлено, что такие цитостатические препараты как фторпиримидины угнетают ростки кроветворения за счет ингибирования синтеза ДНК и РНК [9], [11].
Заключение
Таким образом, проведенные исследования гематотоксичности показали, что пиримидиновые производные под лабораторными шифрами УМА-П-П и УМА-13-13 не оказывают токсического воздействия на красный и белый ростки кроветворения, тогда как соединения УМА-13-06 и УМА-13-12 оказывают гематотоксическое воздействие.
Финансирование Funding
Исследование выполнено в рамках The study was carried out within the framework of
государственного задания Министерства the state assignment of the Minzdrav of Russia in terms
здравоохранения РФ в части проведения НИР по of conducting research on the topic «Search and
теме «Поиск и разработка перспективных development of promising compounds with antibacterial
соединений с антибактериальной активностью среди activity among pyrimidine derivatives for the creation of
производных пиримидина для создания drugs» 48.2-2021. лекарственных препаратов» 48.2-2021.
Конфликт интересов Conflict of Interest
Не указан. None declared.
Список литературы / References
1. Кетова Г.Г. Актуальность применения фармакогенетического тестирования для прогнозирования токсичности 5-фторурацила / Г.Г. Кетова, В.О. Барышева, М.С. Сальников и др. // Непрерывное медицинское образование и наука. - 2020. - Т. 15. - № 4. - С. 10-13.
2. Sirakanyan SN. Synthesis and Neurotropic Activity of New Heterocyclic Systems: Pyridofuro[3,2-d]pyrrolo[1,2-a]pyrimidines, Pyridofuro[3,2-d]pyrido[1,2-a]pyrimidines and Pyridofuro[3',2':4,5]pyrimido[1,2-a]azepines / SN. Sirakanyan, D. Spinelli, A. Geronikaki et al. // Molecules. - 2021. - Vol. - 26 (11). - P. 3320. DOI: 10.3390/molecules26113320.
3. Мышкин В.А. Антитоксическая активность пиримидинов (структура-активность) / В.А. Мышкин, Э.Ф. Репина, Н.Ю. Хуснутдинова и др. // Медицина труда и экология человека. - 2018. - T. 4. - № 16. - C.117-123.
4. Tiwari S. V. Synthesis, biological evaluation, molecular docking study and acute oral toxicity study of coupled imidazole-pyrimidine derivatives / S.V. Tiwari, A.P. Nikalje, D.K. Lokwani et al.// Letters in Drug Design & Discovery. -2018. - Vol. 15 (5). - P. 475-487. D0I:10.2174/1570180814666170704101817
5. Chiacchio M.A. Pyridine and pyrimidine derivatives as privileged scaffolds in biologically active agents / M.A. Chiacchio, D. Iannazzo, R. Romeo et al. // Current medicinal chemistry. - 2019. - Vol. 26(40) - P. 7166-7195. DOI: 10.2174/0929867325666180904125400.
6. Цибизова А.А. Оценка острой токсичности нового пиримидинового производного / А.А. Цибизова, А.Л. Ясенявская, А.А. Озеров и др. // Астраханский медицинский журнал. - 2021. - T. 16. - № 1. - C. 82-87. DOI: 10.17021/2021.16.1.82.87.
7. Sochacka-Cwikla A. Synthesis and Biological Activity of New 7-Amino-oxazolo[5,4-d] Pyrimidine Derivatives /
A. Sochacka-Cwikla, A. Regiec, M. Zimecki et al. // Molecules. - 2020. - Vol. 25(15). - P. 3558. DOI: 10.3390/molecules25153558.
8. Соловьева М.А. Влияние производных пиримидина и 3-гидроксипиридина в составе липосом на показатели эритроцитопоэза при использовании липосомальных доксорубицина и циклофосфамида у крыс со злокачественным опухолевым процессом / М.А. Соловьева, А.В. Сипров, В.П. Агеев и др. // Современные проблемы науки и образования. - 2021. - № 2. - C. 120-1. DOI: 10.17513/spno.30594.
9. Сипров А.В. Миелопротективная эффективность комбинации производных пиримидина и 3-ги-дроксипиридина при антибластомной химиотерапии в эксперименте / А.В. Сипров, В.А. Масягин // Саратовский научно-медицинский журнал. - 2015. - T. 11. - № 3. - C. 258-262
10. Bai X.Q. Synthesis and molecular docking studies of novel pyrimidine derivatives as potential antibacterial agents / X.Q. Bai, C.S. Li, M.Y. Cui et al. // Molecular Diversity. - 2020. - Vol. 24(4). - P. 1165-1176. DOI: 10.1007/s11030-019-10019-8.
11. Kumar S. A review on synthesis, anticancer and antiviral potentials of pyrimidine derivatives / S. Kumar, A. Deep,
B. Narasimhan // Current Bioactive Compounds. - 2019. - Vol. 15(3). - P. 289-303. DOI: 10.2174/1573407214666180124160405
Список литературы на английском языке / References in English
1. Ketova G.G. Aktual'nost' primeneniya farmakogeneticheskogo testirovaniya dlya prognozirovaniya toksichnosti 5-ftoruratsila [The relevance of the use of pharmacogenetic testing to predict the toxicity of 5-fluorouracil] / G.G. Ketova, V.O. Barysheva, M.S. Sal'nikov et al. // Nepreryvnoe meditsinskoe obrazovanie i nauka [Continuing medical education and science]. - 2020. - Vol. 15. - № 4. - P. 10-13. [in Russian].
2. Sirakanyan SN. Synthesis and Neurotropic Activity of New Heterocyclic Systems: Pyridofuro[3,2-d]pyrrolo[1,2-a]pyrimidines, Pyridofuro[3,2-d]pyrido[1,2-a]pyrimidines and Pyridofuro[3',2':4,5]pyrimido[1,2-a]azepines / SN. Sirakanyan, D. Spinelli, A. Geronikaki et al. // Molecules. - 2021. - Vol. - 26 (11). - P. 3320. DOI: 10.3390/molecules26113320.
3. Myshkin V.A. Antitoksicheskaya aktivnost' pirimidinov (struktura-aktivnost') [Antitoxic activity of pyrimidines (structure-activity)] / V.A. Myshkin, E.F. Repina, N.Yu. Khusnutdinova et al. // Meditsina truda i ekologiya cheloveka [Occupational medicine and human ecology]. - 2018. - Vol. 4. - № 16. - P.117-123. [in Russian].
4. Tiwari S. V. Synthesis, biological evaluation, molecular docking study and acute oral toxicity study of coupled imidazole-pyrimidine derivatives / S.V. Tiwari, A.P. Nikalje, D.K. Lokwani et al.// Letters in Drug Design & Discovery. -2018. - Vol. 15 (5). - P. 475-487. D01:10.2174/1570180814666170704101817
5. Chiacchio M.A. Pyridine and pyrimidine derivatives as privileged scaffolds in biologically active agents / M.A. Chiacchio, D. Iannazzo, R. Romeo et al. // Current medicinal chemistry. - 2019. - Vol. 26(40) - P. 7166-7195. DOI: 10.2174/0929867325666180904125400.
6. Tsibizova A.A. Otsenka ostroy toksichnosti novogo pirimidinovogo proizvodnogo [Assessment of acute toxicity of a new pyrimidine derivative. Astrakhan Medical Journal] / A.A. Tsibizova, A.L. Yasenyavskaya, A.A. Ozerov et al. // Astrakhanskiy meditsinskiy zhurnal [Astrakhan Medical Journal]. - 2021. - Vol. 16. - № 1. - P. 82-87. DOI: 10.17021/2021.16.1.82.87. [in Russian].
7. Sochacka-Cwikla A. Synthesis and Biological Activity of New 7-Amino-oxazolo[5,4-d] Pyrimidine Derivatives /
A. Sochacka-Cwikla, A. Regiec, M. Zimecki et al. // Molecules. - 2020. - Vol. 25(15). - P. 3558. DOI: 10.3390/molecules25153558.
8. Solov'eva M.A. Vliyanie proizvodnykh pirimidina i 3-gidroksipiridina v sostave liposom na pokazateli eritrotsitopoeza pri ispol'zovanii liposomal'nykh doksorubitsina i tsiklofosfamida u krys so zlokachestvennym opukholevym protsessom [The effect of pyrimidine and 3-hydroxypyridine derivatives in liposomes on erythrocytopoiesis parameters when using liposomal doxorubicin and cyclophosphamide in rats with malignant tumor process] / M.A. Solov'eva, A.V. Siprov, V.P. Ageev et al. // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya [Modern problems of science and education]. - 2021. - № 2. - P. 120-1. DOI: 10.17513/spno.30594. [in Russian].
9. Siprov A.V. Mieloprotektivnaya effektivnost' kombinatsii proizvodnykh pirimidina i 3-gi-droksipiridina pri antiblastomnoy khimioterapii v eksperimente [Myeloprotective efficacy of a combination of pyrimidine and 3 -hydroxypyridine derivatives in antiblastoma chemotherapy in an experiment] / A.V. Siprov, V.A. Masyagin // Saratovskiy nauchno-meditsinskiy zhurnal [Saratov Scientific and Medical Journal]. - 2015. - Vol. 11. - № 3. - P. 258-262 [in Russian].
10. Bai X.Q. Synthesis and molecular docking studies of novel pyrimidine derivatives as potential antibacterial agents / X.Q. Bai, C.S. Li, M.Y. Cui et al. // Molecular Diversity. - 2020. - Vol. 24(4). - P. 1165-1176. DOI: 10.1007/s11030-019-10019-8.
11. Kumar S. A review on synthesis, anticancer and antiviral potentials of pyrimidine derivatives / S. Kumar, A. Deep,
B. Narasimhan // Current Bioactive Compounds. - 2019. - Vol. 15(3). - P. 289-303. DOI: 10.2174/1573407214666180124160405
