autorstwa Macieja Wosia

Transkrypt

1 UNIWERSYTET MARII CURIE-SKŁODOWSKIEJ W LUBLINIE Wydział Chemii L Katedra Chemii fizycznej, Zakład Chromatografii Planarnej Lublin, Recenzja pracy doktorskiej pt "Wpływ struktury na właściwości fizykochemiczne i biologiczne zsyntetyzowanych de novo pochodnych tiosemikarbazydu i 1,2,4 triazolu z pierścieniem pirydyny autorstwa Macieja Wosia wykonanej w Katedrze Chemii Organicznej Wydziału Farmaceutycznego z Oddziałem Analityki Medycznej Uniwersytetu Medycznego w Lublinie pod kierunkiem naukowym dr hab. n. farm. Moniki Pituchy Uzasadnienie tematyki badawczej Choroby to jeden z najstarszych i najpoważniejszych problemów ludzkości. Od zawsze poszukiwano skutecznych leków, początkowo kierując się zasobami naturalnymi a od czasów zsyntetyzowania przez Hoffmana aspiryny - również poszukując leków w laboratoriach. Należy pamiętać, że często przy projektowaniu nowych chemioterapeutyków inspiracją były leki oraz substancje pochodzenia naturalnego. Duże zagrożenie dla ludzkości stanowią infekcje bakteryjne oraz choroby nowotworowe. Bakterie mają zdolność mutacji, dlatego też problemem jest ich wzrastająca oporność na stosowane leki, dlatego też muszą one ulegać modyfikacji. Z kolei choroby nowotworowe to ciągłe wyzwanie dla badaczy, którzy poszukują leków działających destrukcyjnie a zarazem selektywnie na komórki nowotworowe. W te trendy badań wpisuje się tematyka pracy doktorskiej autora. Celem badawczym autora była synteza nowych związków o potencjalnej aktywności biologicznej. Swoje syntezy autor oparł na strukturach o zdefiniowanych właściwościach biologicznych, rozbudowując te struktury modyfikował aktywność biologiczną substancji. Temat pracy jest aktualny, wybór materiału badawczego logiczny, dlatego też wybór tematyki badawczej jak i sposób jej realizacji uważam za zasadny. pl. Marii Curie-Skłodowskiej 3, Lublin tel: irena.malinowska@poczta.umcs.lublin.pl

2 Formalna ocena pracy Przedstawiona do oceny praca to 174 strony z czego 130 stron oryginalnego tekstu oraz 34 strony materiału dodatkowego zawartego w suplemencie. Praca oparta jest na 133 pozycja literaturowych, ilustrowana 74 rycinami oraz zawiera 20 tabel. Dysertacja składa się z dwóch głównych części literaturowej i doświadczalnej, oprócz nich ze wstępu, celu badań oraz podsumowania i wniosków. Praca zawiera również streszczenia w języku polskim i angielskim, spisy rycin, tabel oraz stosowanych skrótów. We wstępie autor nakreślił celowość podjętej przez siebie tematyki badawczej, umieszczając ją w aktualnych światowych trendach badawczych. Część literaturowa nazwana przez autora częścią teoretyczną pracy, to kompendium wiedzy o głównych kierunkach badań nad poszukiwaniem leków o działaniu przeciwbakteryjnym, przeciwgruźliczym i przeciwnowotworowym oraz o aktywności biologicznej pochodnych związków, na strukturze których autor syntetyzował badane przez siebie substancje. Ta część pracy, licząca 20 stron, oparta jest na 77pozycjach literaturowych, dobrze dobranych, cytowanych w tekście w odpowiednich miejscach. W tej części zawarte informacje są ilustrowane przez 31 rycin, które stanowią struktury opisywanych związków, diagramy ilustrujące opisywane przez autora zjawiska, 4 tabele. Ta część pracy wykazała dobre przygotowanie autora do realizacji części eksperymentalnej oraz dobrą znajomość tematyki badawczej. Większość cytowanych prac pochodzi z ostatnich 10 lat, chociaż znajdują się również pozycje literaturowe z II połowy ubiegłego wieku. Tak szeroki zakres literatury, z długiego okresu czasowego świadczy o dużej skrupulatności i wnikliwości doktoranta. Natomiast przeważająca liczba pozycji literaturowych z ostatniej dekady o tym, że śledzi on na bieżąco osiągnięcia w dziedzinie swojej pracy. Należy tutaj wspomnieć o umiejętnościach doktoranta korzystania z literatury fachowej, zbierania informacji z różnych źródeł i łączenia ich w jedną, autorską całość. W celu pracy autor w sposób zwięzły i jednoznaczny przedstawił cel główny oraz cele szczegółowe, potrzebne do realizacji celu głównego. Efekty pracy własnej autora zawarte są w części doświadczalnej pracy to: część eksperymentalna, w której zawarte były wiadomości o metodach badawczych oraz przygotowaniach i realizacji badań eksperymentalnych, prezentacja i omówienie wyników badań. Wyniki badań oraz ich opracowanie przedstawione są na 48 stronach, w 15 tabelach oraz 47 rycinach. Głównym celem pracy autora była synteza związków o potencjalnych aktywnościach przeciwbakteryjnych, przeciwgruźliczych oraz przeciwnowotworowych. Realizację postawionych celów badań autor osiągnął poprzez: 2

3 A. Syntezę nowych związków B. Badanie właściwości tych związków Ad. A. Autor syntetyzował nowe substancje na bazie struktur o udokumentowanych aktywnościach farmakologicznych. Modyfikując te struktury, wprowadzając nowe podstawniki można wpływać aktywność farmakologiczną otrzymanych związków. Autor przeprowadził syntezę 60 nowych związków, 30 pochodnych tiosemikarbazydu z czego 24 to związki z podstawnikiem pirydynowym (związki B1-B24) a 6 z podstawnikiem 4 nitrofenylowym (związki B25-B30), 30 pochodnych triazolu (powstałych na skutek cyklizacji związków na bazie tiosemikarbazydu) z czego analogicznie do poprzedniej grupy 24 to związki z podstawnikiem pirydynowym (związki C1-C24) a 6 z podstawnikiem 4 nitrofenylowym (związki C25-C30). Ad. B. Nowo zsyntetyzowane związki następnie autor poddał badaniom, które można podzielić na dwie grupy. Pierwsza z nich to badania fizykochemiczne, mające na celu określenie właściwości fizykochemicznych związków tj. skład pierwiastkowy, ich masę cząsteczkową oraz potwierdzenie (określenie) struktury. Badania te realizowane były przy pomocy metod tj.: analiza elementarna, 1 H, 13 C NMR, spektroskopia oscylacyjna IR. Czystość związków badano m. in. przy pomocy adsorpcyjnej chromatografii cieczowej stosując technikę chromatografii planarnej. Stosując obliczenia kwantowo-chemiczne badano równowagę tautomeryczną 3 wybranych pochodnych tiosemikarbazydu. Druga grupa badań to badania nad aktywnością biologiczną uzyskanych związków. Badania te obejmowały wyznaczenie metodami in vitro: aktywności przeciwbakteryjnej poprzez wyznaczanie stref zahamowania wzrostu (test dyfuzyjny) oraz Minimalnego Stężenia Hamującego (MIC), aktywności cytotoksycznej, wyznaczenie indeksu terapeutycznego, aktywności hamującej proliferację komórek oraz wyznaczanie indeksu selektywności, aktywności apoptotycznej, aktywności przeciwgruźliczej. Ponadto, autor stosując metodę chromatografii w układzie faz odwróconych (technikę TLC) badał właściwości lipofilowe otrzymanych przez siebie substancji wyznaczając przy pomocy zależności Soczewińskiego Wachmeistera logarytm ze współczynnika retencji w wodzie, który jest uznawanym deskryptorem lipofilowości. Podsumowanie wyników badań i wypływające z nich wnioski autor przedstawił w oddzielnym 3

4 rozdziale zatytułowanym podsumowanie i wnioski. W tym rozdziale autor zinterpretował otrzymane wyniki badań, wiążąc otrzymane wyniki aktywności biologicznej substancji z ich strukturą. Otrzymane wyniki zostały również opracowane w sposób statystyczny, co zwiększa wartość naukową pracy. Wyniki badań aktywności biologicznej zostały w wielu przypadkach porównanie z aktywnością biologiczną leków o podobnej strukturze. Praca zawiera również suplement, w którym autor zamieścił artykuły naukowe, w których zostały opublikowane badania będące przedmiotem pracy doktorskiej, oraz 2 zgłoszenia patentowe. Na szczególna uwagę omawianej pracy zasługuje: opracowanie (zmodyfikowanie) metod syntezy związków. Metody syntezy takich związków są opisywane w literaturze, jednakże autor niektóre z nich zmodyfikował, skracając dzięki temu czas analizy, obniżając koszty i zwiększając wydajność oraz czystość otrzymywanego produktu. kompleksowe badania otrzymanych związków różnymi metodami fizykochemicznymi oraz biologicznymi. bardzo szeroki materiał eksperymentalny synteza 60 związków. Badania tych związków, jak opisałam wcześniej prowadzone są wieloma różnorodnymi metodami. Autor realizował te badania samodzielnie lub we współpracy z innymi ośrodkami naukowymi, jednakże opracowanie wyników tych badań, ich interpretacja, przedstawienie i wynikające z nich wnioski to już praca autora, wspomagana przez promotora i promotora pomocniczego. Na podstawie tej pracy można stwierdzić, że autor dysponuje szerokim warsztatem badawczym, co dobrze o nim świadczy jako o młodym naukowcu i dobrze rokuje na przyszłość. W tym miejscu należy zaznaczyć, że wyniki badań są przedstawione klarownie w tabelach, na rycinach, dyskusja nad nimi jest zwięzła i rzeczowa, wnioski wypływające z wyników badań logiczne. Opanowanie tak dużej ilości danych, przedstawienie ich w sposób zwięzły, logiczny i jasny świadczy o dużych zdolnościach autora do analizy danych. Praca jest napisana w sposób klarowny, technicznie bez zarzutu. Należy zwrócić uwagę na szerokie spektrum badań zaprezentowanych przez doktoranta oraz różnorodność stosowanych przez niego metod i technik. Praca zawiera elementy nowości naukowej a jest to: zmodyfikowanie przez autora metod syntezy związków, czego efektem było podniesienie ich wydajności, zmniejszenie ilości zużywanych odczynników oraz skrócenie czasu syntezy. synteza i badanie związków z podstawnikiem 4-nitrofenylowym 4

5 otrzymanie związków o lepszych wskaźnikach terapeutycznych niż powszechnie stosowane leki o Np. związek B-11 ma lepsze wskaźniki terapeutyczne wobec E. coli oraz S. sanguinis, S. mutans, Lactobacillus Acidophilus i Lactobacillus spp. od mleczanu etakrydyny i 138 razy wyższe dla chlorheksydyny o Synteza związków silnie hamujących proliferację komórek nowotworu wątrobowokomórkowego (HepG2) i gruczolakoraka piersi (MCF-7) związki B2 i B4, o Synteza związku hamującego proliferację komórek nowotworowych A549, HepG2 oraz MCF-7 o większej selektywności względem komórek nowotworu wątrobowokomórkowego (HepG2) i gruczolakoraka piersi (MCF-7) w porównaniu Cisplatyną, wysokiej zdolności do indukcji apoptozy względem komórek A549, HepG2 i MCF-7 - związek C8, Analiza zależności struktura związku aktywność biologiczna (QSAR) Z obowiązku recenzenta chcę zwrócić uwagę pewne kosmetyczne niedociągnięcia w pracy, np. brak dokładnych informacji na czym polegała analiza chromatograficzna w badaniu czystości związków oraz liczby postępu reakcji czy na obserwacji zmian pola powierzchni plamek chromatograficznych substratów reakcji lub produktów?, Str. 7. Autor pisze Grupa cyjankowa należy do silnie toksycznych, a ilość grup aminowych wpływa wprost proporcjonalnie na toksyczność związku. Natomiast pochodne hydrazyny, hydroksyloaminy czy polichlorowce mogą ulegać przemianie do toksycznych metabolitów. Odmienne działanie ma grupa karboksylowa, która warunkuje dobrą rozpuszczalność w wodzie i umożliwia wydzielanie związku z moczem. Moim zdaniem te zdania nie są spójne, czy autorowi chodziło o to, że grupa karboksylowa nie należy do silnie toksycznych (zdanie 1) czy o to, że związki z grupa karboksylową nie ulegają przemianom do toksycznych metabolitów (zdanie 2)?, podpis pod Ryciną 40 przykłady pochodnych 1,2,4 triazolu uzyskane w środowisku kwaśnym powinno być przykłady widm pochodnych 1,2,4 triazolu uzyskanych w środowisku kwaśnym, zaznaczenie na widmach NMR i IR omawianych przez autora obszarów, co sprawia, że widma są bardziej czytelne, na str. 102 autor omawiając parametry równania Soczawińskiego-Wachmeistera pisze, że k w to hipotetyczna wartość retencji substancji w układach nie zawierających rozpuszczalnika organicznego powinno być współczynnika retencji, analiza statystyczna otrzymanych wartości R M0 (deskryptorów lipofilowosci substancji) z 5

6 danymi aktywności biologicznej (np. metodą PCA). Tej ostatniej uwagi proszę nie traktować jako uwagi krytycznej, ale jako głos w dyskusji naukowej. Tego typu opracowanie mogą wzbogacić późniejsze publikacje naukowe doktoranta, natomiast umieszczenie ich w pracy doktorskiej, ze względu na dużą ilość badań nie było konieczne. przytoczone niedociągnięcia są nieliczne jak na tak obszerną rozprawę oraz ilość zaprezentowanych wyników i absolutnie nie mają wpływu na merytoryczną wartość rozprawy. Należy wspomnieć o znaczącym, jak na doktoranta, dorobku naukowym. Doktorant jest współautorem 7 publikacji naukowych, w tym 5 z Listy Filadelfijskiej oraz 14 wystąpień konferencyjnych. Na podstawie recenzowanej pracy, analizie dorobku naukowego można stwierdzić, że doktorant posiada odpowiednie umiejętności syntezy substancji aktywnych biologicznie, szeroki warsztat metod do badania tych substancji. Potrafi korzystać z literatury naukowej (o czym świadczy umiejętność doboru informacji, zwięzłego ich przedstawienia) oraz z wysokich kwalifikacji naukowych promotorów. Podsumowując stwierdzam, że przedstawiona rozprawa doktorska mgr Macieja Wosia spełnia wymagania stawione w art. 13 Ustawy o stopniach i tytule naukowym, ponieważ zawiera oryginalne rozwiązania postawionego problemu naukowego, wskazuje na posiadanie przez autora wymaganej wiedzy teoretycznej i umiejętności jej praktycznego wykorzystania. Przedstawione badania mogą mieć zastosowanie w praktyce. Dlatego też wnoszę do Rady Wydziału Farmaceutycznego z Oddziałem Analityki Medycznej Uniwersytetu Medycznego w Lublinie o dopuszczenie mgr Macieja Wosia do dalszych etapów przewodu doktorskiego. Z uwagi na: duży wkład pracy własnej, inwencję badawczą, sposób przedstawienia oraz dyskusję otrzymanych wyników, znaczenie naukowe oraz praktyczne wykonanych badań, opublikowanie części badań w renomowanych czasopismach naukowych sugeruję wyróżnienie rozprawy doktorskiej mgr Macieja Wosia. dr hab. Irena Malinowska, prof. UMCS 6