Molodan Y. Experimental evaluation of the anti-inflammatory effect of an innovative alkoxy derivative of 1.4-benzodiazepine in combination with flavonoid.

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0826U001285

Applicant for

Specialization

  • 091 - Біологія

Specialized Academic Board

PhD 13198

Odesa I.I. Mechnikov National University

Essay

The dissertation is devoted to the experimental substantiation of the antiinflammatory, anti-ulcerogenic and antioxidant efficacy of the combined use of the bioflavonoid quercetin and the innovative alkoxy derivative 1,4- benzodiazepine propoxazepam in conditions of acute and chronic inflammatory disorders and supplementing the understanding of the pathogenesis of perchlorate-induced intoxication. In order to achieve the goal and solve the tasks of the dissertation, a series of experimental studies were conducted on laboratory animals using two models of the inflammatory process, as well as computer modelling in silico. Work with experimental animals was carried out in compliance with the European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and other Scientific Purposes (EST No. 123, 1986), the Law of Ukraine ''On Protection from Cruel Treatment'' No. 1759-VI on 15 December 2009, Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council on the protection of animals used for scientific purposes, and Order No. 249 of the Ministry of Education and Science, Youth and Sports of Ukraine dated 1 March 2012. Laboratory rats were kept on a standard diet with free access to drinking water in the vivarium of the I.I. Mechnikov ONU. The first stage of the study involved predicting the toxicity of potassium perchlorate and the pharmacokinetic characteristics of propoxazepam and quercetin using in silico computer modelling methods. Using the ProTox 3.0 platform, QikProp (Schrödinger), AutoDock and AutoDock Vina software, as well 9 as the pkCSM, admetSAR and SwissADME platforms, the properties of potassium perchlorate, propoxazepam and quercetin were predicted. According to the prediction results, potassium perchlorate has a high probability of immunotoxicity (0.99), hepatotoxicity (0.98), cardiotoxicity (0.97) and neurotoxicity (0.91), as well as carcinogenic (0.80), mutagenic (0.75) and cytotoxic (0.73) effects; moderate nephrotoxicity (0.62) and respiratory toxicity (0.61). Within the analysis of potential targets, ProTox 3.0 revealed a predicted interaction with sodium-iodide symporter (NIS, 0.94), thyroid receptors THRα (0.81), as well as the blood-brain barrier (BBB) penetration index (0.91), confirming the potential for induction of systemic oxidative-inflammatory disorders. The assessment of propoxazepam ADME parameters using QikProp showed a high molecular weight of 405.678 Da, high oral absorption (Human Oral Absorption = 3; Percent = 100%), octanol/water partition coefficient QPlogP/w = 4.452, water solubility QPlogS = −6.082, high permeability through the intestinal barrier (QPPCaco = 1703.58 nm/s) and through cells (QPPMDCK = 4273.74 nm/s), brain/plasma distribution ratio QPlogBB = 0.05, inhibition prediction QPlogHERG = −5.337, and #metab = 4, indicating a favourable pharmacokinetic profile and potential bioavailability of the compound. Molecular docking of quercetin to the estrogen receptor (1ERR), performed in AutoDock and AutoDock Vina, showed low binding energy values (-8.7 for Vina; GScore= −9.38) and the formation of stable hydrogen bonds with amino acid residues GLU353, ASP351 and HIE524, indicating an agonistic nature of the interaction. The parameters obtained using pkCSM admetSAR and SwissADME showed a predicted intestinal absorption of 77.207%, no AMES toxicity, and quercetin's compliance with the Lipinski's rule of thumb criteria. The combination of in silico results confirms the molecular rationale for using quercetin and propoxazepam for further experimental studies of their anti-inflammatory and antioxidant efficacy in vivo.

Research papers

Тваринні моделі in vivo для скринінгу потенційних протизапальних та знеболювальних засобів (огляд літератури) / Ю. О. Молодан, В. Б. Ларіонов, І. Ю. Борисюк, О. А. Макаренко. Вісник Одеського національного університету. Біологія. 2023. Т. 28. Вип. 2(53). С. 113–127

Molecular Insights into Propoxazepam Interaction with TRPV1 Receptors: A Docking Analysis / V. B. Larionov, M. Ya. Golovenko, A. S. Akisheva, I. P. Valivodz, I. Yu. Borysiuk, Yu. O. Molodan, O. A. Makarenko Вісник Одеського національного університету. Біологія. 2023. Т. 28, № 2 (53). С. 99-112.

Прогнозування механізмів взаємодії кверцетину, α-циперметрину та його похідних з α-рецептором естрогену (дослідження in silico) / А. С. Акішева, О. С. Сідлецький, Ю. О. Молодан, О. А. Макаренко // Вісник Одеського національного університету. Біологія. – 2024. – Т. 29, вип. 1(54). – С. 81–105. 2

Молодан Ю. О., Ларіонов В. Б. Порівняльна оцінка активності кверцетину та диклофенаку натрію на моделі карагінанового запалення у щурів. Вісник Одеського національного університету. Біологія. 2024. Т. 29, Вип. 2(55). С. 87–99.

In silico exploration of antinociceptive activity of 1,4-benzodiazepines: molecular docking on α1 A-adrenoceptor, and phosphodiesterase 4 / A. S. Akisheva, V. B. Larionov, M. Y. Golovenko, O. A. Makarenko, I. P. Valivodz, I. Y. Borysiuk, Y. O. Molodan // Regulatory Mechanisms in Biosystems. – 2024. –Vol. 15, iss. 2. – P. 327–336. (Scopus, Web of Science)

Макаренко О. А., Молодан Ю. О. Антиульцерогенна ефективність квертуліну та пропоксазепаму у слизовій оболонці шлунку щурів в умовах інтоксикації перхлоратом калію. Актуальні проблеми транспортної медицини. 2025. № 2 (80), С. 131-139.

Молодан Ю. О., Макаренко О. А. Ларіонов, В. Б. Дослідження впливу кверцетину, пропоксазепаму та їх спільного застосування на перебіг експериментального карагінанового запалення у щурів. Актуальні проблеми транспортної медицини. 2025. № 4 (82), С. 150-155.

Молодан Ю., Макаренко О., Ларіонов В. Експериментальне обгрунтування профілактики запалення у травному тракті щурів в умовах інтоксикації перхлоратом калію. Вісник Київського національного університету ім. Т. Шевченка. Біологія. 2025. № 4 (103), С. 58-65.

Files

Similar theses