ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФЛУОРОФОРОВ BODIPY ДЛЯ ОЦЕНКИ КИНЕТИКИ КОАГУЛЯЦИОННОГО ГЕМОСТАЗА ПРИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЯХ И В ПАТОЛОГИИ
Аннотация
Методы молекулярной сенсорики – новый и интенсивно развивающийся инструмент в биохимических исследованиях. Они позволяют раскрывать механизмы биохимических реакций, а также оперативно проводить диагностику патологических состояний. В качестве таких молекул-сенсоров, например, для исследования состояния белков плазмы крови, нашли применение флуоресцентные красители на основе борфторидных комплексов дипиррина (BODIPY). В данной работе показана возможность применения этих красителей для характеризации процессов, протекающих в свертывающей системе плазмы крови у лиц молодого возраста, пожилых людей, а также у пациентов с острым инфарктом миокарда. У пожилых людей, по сравнению с лицами молодого возраста, процесс свертывания крови начинается раньше, образование фибрина замедляется, снижается активность тромбина. Использование данной методики позволило выявить у пациентов с патологией сердца увеличение активности тромбина на фоне более высокой концентрации фибриногена. Это ведет к тому, что свертывание крови начинается позже и продолжается дольше. Полученные изменения показателей можно объяснить экстренным введением гепарина. Он, с одной стороны, препятствует увеличению тромба, с другой – уменьшает активность образования протромбиназного комплекса, что является полезным для пациента при инфаркте миокарда. Дальнейшее наблюдение за свертыванием крови говорит об изменении структуры самого фибрина, удлиняется время его стабилизации. Таким образом, результаты, полученные в ходе исследования, согласуются с данными литературы и представленный метод является применимым для изучения процесса коагуляции в физиологических исследованиях и клинической практике, а также может быть использован для кинетической оценки влияния антикоагулянтов на активность факторов гемостаза.
Литература
Andryukov B.G., Lyapun I.N., Matosova E.V., Somova L.M. Biosensor technologies in medicine: from the detection of biochemical markers to the study of molecular targets (review). Biosensornyye Tekhologii v Meditsine. 2020. V.12. N 6. P. 70-85. (In Russian). DOI: 10.17691/stm2020.12.6.09.
Escobedo J.O., Rusin O., Lim S., Strongin R.M. NIR dyes for bioimaging applications. Curr. Opin. Chem. Biol. 2010. N 14. P.64-70. DOI: 10.1016/j.cbpa.2009.10.022.
Wong S., Du Y., Zhang J., Chen G. Rod-like BODIPY nanomaterials with enhanced photodynamic activity. New J. Chem. 2020. V. 44. N 26. P. 11324-11329. DOI:10.1039/D0NJ01973A.
Sun W., Li M., Fan J., Peng X. Activity-based sensing and theranostic probes based on photoinduced electron transfer. Acc. Chem. Res. 2019. V. 52. N 10. P. 2818-2831. DOI: 10.1021/acs.accounts.9b00340.
Marfin Y.S., Solomonov A.V., Timin A.S., Rumyantsev E.V. Recent advances of individual BODIPY and BODIPY based functional materials in medical diagnostics and treatment. Curr. Med. Chem. 2017. V. 24. N 25. P. 2745-2772. DOI: 10.2174/0929867324666170601092327.
Solomonov A.V., Marfin Y.S., Rumyantsev E.V. Design and applications of dipyrrin-based fluorescent dyes and re-lated organic luminophores: From individual compounds to supramolecular self-assembled systems. Dye. Pigment. 2019. V. 62. P. 517-542. DOI: 10.1016/j.dyepig.2018.10.042.
Lee M.H., Kim J.S., Sessler J.L., Sicking W., Piantanida I., Yi T. Small molecule-based ratiometric fluorescence probes for cations, anions, and biomolecules. Chem. Soc. Rev. 2015. V. 44. N 13. P. 4185-4191. DOI: 10.1039/c4cs00280f.
Bhat H.R., Jha P.C. Cyanide anion sensing mechanism of 1,3,5,7-tetratolyl aza-BODIPY: Intramolecular charge transfer and partial configuration change. Chem. Phys. Lett. 2017. V. 669. P. 9–16. DOI: 10.1016/j.cplett.2016.12.025.
Mallah R., Sreenath M.C., Chitrambalam S., Joe I.H., Sekar N. Excitation energy transfer processes in BODIPY based donor-acceptor system - Synthesis, photophysics, NLO and DFT study. Opt. Mater. (Amst). 2018. V. 84. P. 795–806. DOI: 10.1016/j.optmat.2018.08.007.
Sevinc G., Ozgur M., Kucukoz B., Karatay A., Aslan H., Yilmaz H. Synthesis and spectroscopic properties of a novel “turn off” fluorescent probe: Thienyl-pyridine substituted BODIPY. J. Lumin. 2019. V. 211. N 5. P. 334-340. DOI: 10.1016/J.JLUMIN.2019.03.058.
Marfin Y.S., Shipalova M.V., Kurzin V.O., Ksenofontova K.V., Solomonov A.V., Rumyantsev E.V. Fluorescent properties of BODIPY sensors based on photoinduced electron transfer. J. Fluoresc. 2016. V. 26. N 6. P. 2105-2112. DOI: 10.1007/s10895-016-1905-1.
Maity P., Gayathri T., Singh S.P., Ghosh H.N. Impact of FRET between molecular aggregates and quantum dots. Chem. - An Asian J. 2019. V. 14. N 4. P. 597–605. DOI: 10.1002/asia.201801688.
Huang C., Qian Y. CT-BODIPY with donor-acceptor architecture: Red-AIE property and selective interaction with BSA. Chemistry Select. 2019. V. 4. N 7. P. 2205-2210. DOI: 10.1002/slct.201803843.
Marfin Y.S., Aleksakhina E.L., Merkushev D.A., Rumyantsev E.V., Tomilova I.K. Interaction of BODIPY dyes with the blood plasma proteins. J. Fluoresc. 2016. V. 26. N 1. P. 255-261. DOI: 10.1007/s10895-015-1707-x.
Aleksakhina E.L., Marfin Yu.S., Merkushev D.A., Tomilova I.K., Rumyantsev E.V. Study of the process of blood coagulation in the presence of borondipyrrine fluorescent dyes. Kazan. Med. Zhurn .2015. V.96. N 5. P. 792-798. (In Russian). DOI:https://doi.org/10.17750/KMJ2015-792.
Aleksakhina E.L., Pakhrova O.A., Tomilova I.K., Merkushev D.A., Molchanov E.E., Usoltsev S.D., Vodianova O.S., MarfinYu.S. Comparative in vitro analysis of cytotoxicity of a number of borondipyrrine phosphors as potential fluorescent sensors of biological systems. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2021. V. 64. N 3. P. 13-23. (In Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20216403.6355.
Ataullakhanov F.I., Rumyantsev A.G. New ideas about blood coagulation. Rossiyskiy Zhurnal Detskoy Gematologiii Onkologii. 2018. V. 5. No. 3. pp. 13-22. (In Russian). DOI: 10.17650/2311-1267-2018-5-3-13-22.
Aleksakhina E.L., Ivanova A.S., Pakhrova O.A., Smirnov N.N. Dynamics of changes in the secondary structure of fibrin under the influence of adrenaline. Rossiyskiy himicheskij zhurnal. 2023. V. 67. N 1. P. 28-34. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.6060/rcj.2023671.4
Weihs F., Peh A., Dacres H. A red-shifted Bioluminescence Resonance Energy Transfer (BRET) biosensing system for rapid measurement of plasmin activity in human plasma. Analytica Chimica Acta. 2020. V. 1102. N 2. P. 99-108. DOI:10.1016/j.aca.2019.12.044.
Namestnikov Yu.A. Thrombin generation testas an integral indicator of the blood clotting system status. Gematologiya I transfuziologiya. 2010. V. 55. N 2. P. 32–39. (InRussian).
Melnichnikova O.S., ZhilenkovaYu.I., Zolotova E.A., Pishchulov K.A., SirotkinaO.V., Simakova M.A., Vavilova T.V. Thrombin generation test as an integral analysis of the hemostasis system: technical capabilities and application in laboratory practice. Rossiyskiy Zhurnal Personalizirovannoy Meditsiny. 2022. V. 2. N 3. P.119-128. (In Russian). DOI: 10.18705/2782-3806-2022-2-3-119-128.
Yakushin S.S., Nikulina N.N., Seleznev S.V. Myocardial infarction. - M.: GEOTAR-Media. 2019. 240 p. (In Russian).
Yakovlev A.N. Therapy with heparin in the acute period of myocardial infarction. Meditsinskiysovet. 2010. N 5-6. P. 64-67. (In Russian).
Lakowicz J. R. Principles of fluorescence spectroscopy, 3rd ed. US. 2006. 980 р.
Ying-Yi Wu, Wan-Ting Yu, Tai-Cheng Hou, Tao-Kai Liu, Chi-Ling Huang, I-Chia Chen, Kui-Thong Tan. A selective and sensitive fluorescent albumin probe for the determination of urinary albumin. Chem Commun (Camb). 2014. V. 50. N 78.P. 11507-10. DOI: 10.1039/c4cc04236k
Kryukov E.V., Panevin T.S., Popova L.V. Age-related changes in the hemostasis system. Klinicheskaya meditsina. 2020. V. 98. N 1. P.9-12. (In Russian). DOI:10.34651/0023-2149-2020-98-1-9-12.
Spitsina S.S., Shilova L.N., Trofimenko A.S., Bedina S.A., Mozgovaya E. Features of the hemostatic system in elderly patients with rheumatoid arthritis. Klinicheskaya gerontologiya. 2021.V. 27. N 5-6. P. 21-23. (In Russian). DOI:10.26347/1607-2499202105-06021-023.
Momot A.P., Barkagan Z.S. Study of the hemostasis system in the elderly: main goals and methods. Klinicheskaya gerontologiya. 2007. N. 4. P. 44-49. (In Russian).
Hodulik K.L., Root A.G., Ledbetter L.S., Onwuemene O.A. Effects of therapeutic plasma exchange on anticoagulants in patients receiving therapeutic anticoagulation: a systematic review. Transfusion. 2019. V. 59. N 5. P. 1870-1879. (In Russian). DOI: 10.1111/trf.15191.
Barbarash O.L., Kashtalap V.V. Dual antiplatelet therapy in patients with acute coronary syndrome. Results of real clinical practice. Rossiyskiy kardiologicheskiy zhurnal. 2018. V. 23. No. 10. P. 127-135. (In Russian). DOI: 10.15829/1560-4071-2018-10-127-135.
Agarkov N.M., Makkonen K.F., Titov A.A., Mitikhina M.S., Kolpina L.V. Changes in the lipid profile and hemostasis system in elderly patients with myocardial infarction, arterial hypertension, depending on the severity of the senile asthenia syndrome. Arterial'naya gipertenziya. 2022. V. 28. N 3. P.280-288. (In Russian). DOI:10.18705/1607-419X-2022-28-3-280-288.
