Study of organic peroxides with potential application in targeted cancer therapy

Nowotwory są grupą chorób bardzo rozpowszechnioną w dzisiejszym społeczeństwie. Ze względu na tworzące się wewnątrz guzów specyficzne mikrośrodowisko do ich leczenia można wykorzystywać terapię celowaną, polegającą na wprowadzeniu substancji aktywnej bezpośrednio w miejsce powstania guza. Związkami podanymi w ten sposób do organizmu mogą być prekursory wolnych rodników, które po naświetleniu generowałyby we wnętrzu guza reaktywne formy tlenu działające na niego destrukcyjnie. Celem pracy magisterskiej było zbadanie nadtlenków organicznych – nadtlenku benzoilu (BPO) i wodornadtlenku kumenu (CHPO) oraz związku azowego: 4,4’ – azobis (kwasu 4 – cyjano walerianowego) (ABCVA) jako prekursorów wolnych rodników i ich kompleksów inkluzyjnych z β – cyklodekstyną (β – CD) oraz sulfobutylowym eterem soli sodowej β – cyklodekstryny (SBS – β - CD) do wykorzystania w terapii celowanej nowotworów. Z użyciem spektroskopii elektronowego rezonansu paramagnetycznego z wykorzystaniem pułapek spinowych zbadano możliwość generowania wolnych rodników przez czyste substancje i kompleksy inkluzyjne pod wpływem naświetlenia promieniowaniem ultrafioletowym. Zbadano również wpływ światła słonecznego na trwałość kompleksów inkluzyjnych w roztworach wodnych. Sprawdzono też stabilność roztworów kompleksów inkluzyjnych w temperaturze 310 K (odpowiadającej modelowej temperaturze ludzkiego ciała). Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono powstawanie rodników ·CH3, ·CO2 i ·OCH3 dla czystych BPO, CHPO i ABCVA po naświetleniu UV. W przypadku kompleksów inkluzyjnych zauważono powstawanie rodników ·OH BPO i CHPO oraz rodników ·OOH dla ABCVA. Kompleks BPO charakteryzował się największą trwałością oraz stosunkowo dużą wydajnością tworzenia rodników hydroksylowych, przez co wydaje się najodpowiedniejszym kandydatem do dalszych badań. Dobrymi właściwościami cechował się również kompleks inkluzyjny CHPO. Ze względu na to, że dla związku azowego nie stwierdzono powstawania rodników hydroksylowych po naświetleniu, nie jest on rekomendowany do zastosowania w terapii celowanej.

In today’s society cancer is one of the most common health issues. Due to the formation of specific microenvironment inside of the tumor targeted therapy can be the effective form of treatment. Targeted therapy is based on introducing the active substance directly into the tumor tissue. Radical precursors generating destructive free radicals inside of tumor after radiation are a group of compounds that can be administered that way.The aim of this work was to examine organic peroxides – benzoyl peroxide (BPO) and cumene hydroperoxide (CHPO) and the azo compound: 4,4’ – azobis(4-cyanovaleric acid) (ABCVA) as radical precursors along with their inclusion complexes with β-cyclodextrin (β-CD) or sulfobutyl ether-β-cyclodextrin sodium salt (SBE-β-CD) for later use in cancer targeted therapy. The possibility of generation of free radicals by the pure compounds and the inclusion complexes before and after UV radiation was examined using spin trapping and electron paramagnetic resonance spectroscopy. The impact of sunlight on inclusion complexes’ durability in water solutions was also checked. The stability of inclusion complexes’ solutions in 310 K (which is the model temperature of the human body) was examined as well.Based on conducted studies ·OCH3, ·CO2 and ·CH3 radicals were detected in BPO, CHPO and ABCVA solutions after radiation. For inclusion complexes’ solutions ·OH radicals were found for BPO and CHPO and ·OOH radicals were observed for ABCVA. BPO complex was assigned to be the most stable and had relatively high radical generation ratio, which makes it a good candidate for further studies. CHPO inclusion complex also was assigned to have great properties. Due to the fact that the azo complex was found to produce no hydroxyl radicals after radiation, it is not recommended to be used in targeted cancer therapy.