Молекула-химера: российские ученые разработали соединения для борьбы с раком

Российские ученые совместно с иностранными коллегами синтезировали линейку соединений, способных запускать процесс разрушения критически важных для раковых клеток белков. Об этом сообщил Российский научный фонд, в рамках гранта которого и проведено исследование.  Статья ученых опубликована в журнале European Journal of Medicinal Chemistry.

Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета, Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (Калининград), Тольяттинского государственного университета совместно с зарубежными коллегами разработали нетоксичные для здоровых тканей соединения, способные подавлять активность злокачественных клеток. Ученые не исключают, что полученные вещества могут стать основой для противораковых лекарств.

Молекулярная методика борьбы с раком считается одной из наиболее перспективных. Суть метода заключается в избирательном разрушении особых белков, жизненно важных для функционирования раковых клеток.

Для этого ученые задействуют природный механизм внутриклеточной очистки от поврежденных белков. В норме такие белки, которые могут нарушить нормальную работу клетки, выявляет специальный фермент — убиквитиназа. Он присоединяет к белковой цепочке другой белок — убиквитин, что становится для неё «черной меткой». Такая «помеченная» белковая молекула быстро уничтожается специальными клеточными органеллами — протеасомами.

Идея использовать этот механизм для уничтожения специфических белков раковых клеток возникла в научной среде еще в начале 2000-х годов. Ее суть заключается в том, чтобы при помощи молекулы-посредника соединить фермент-убиквитиназу с тем белком, который необходимо разрушить. Получившуюся структуру химики именуют молекулой-химерой. Вещество, служащее «сцепкой» между ферментом и белком, называется «лиганд», а вся технология прицельного уничтожения белков — PROTAC (PROteolysis TArgeting Chimeras).

«В наши дни в разработку лекарств на основе химерных молекул инвестируют миллиарды долларов, а заполучить их в свой портфель стремится почти любая крупная фармкомпания. Химерные конструкции такого типа — идеальный “киллер”, поскольку их можно изготовить практически под любой нужный белок-мишень. При этом они работают в клетке в крайне низких концентрациях, что помогает избежать побочных эффектов», — рассказал в беседе с RT руководитель проекта Михаил Красавин, доктор химических наук, руководитель Лаборатории синтеза биоактивных малых молекул Санкт-Петербургского государственного университета.

На сегодняшний день чаще всего в качестве «моста» для связывания белка выступают молекулы уже известных иммуномодулирующих препаратов — талидомида и его близких аналогов. Однако, применение этих веществ беременными женщинами приводило к тяжелым нарушениям развития у детей.

Российские ученые совместно с иностранными коллегами нашли альтернативу потенциально опасным соединениям. Химики синтезировали 20 различных молекул на основе глутаримида — органического азотсодержащего вещества, которое нетоксично и охотно связывается с ферментом и белком внутри клетки. Глутаримид уже используется в фармакологии в качестве компонента препаратов с седативным и психостимулирующим действием.

Авторы работы испытали полученные молекулы in vitro в ходе экспериментов на живых раковых клетках. Лучше всего себя показали соединения, содержащие серу: они в два раза эффективнее связывались с ферментом и белком-мишенью, чем существующие аналоги. Новые молекулы смогли подавить активность клеток рака костного мозга, при этом не вызвав токсического эффекта.

По словам ученых, полученные соединения в перспективе могут стать основой для ряда противораковых препаратов.

Следите за NEWS.am Medicine на Facebook и Twitter