В МИФИ разрабатывают научные методы создания лекарств против опухоли мозга
Свойства веществ, способных стать основой лекарств против опухоли мозга, — пиридохиназолинов, научились контролировать ученые международного научного коллектива, в состав которого вошли специалисты Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (НИЯУ МИФИ), 14 марта сообщает пресс-служба вуза.
Метод практического подбора химических соединений, имеющих нужные свойства, остается в настоящее время преобладающим при создании лекарственных препаратов. Но возможен и другой путь — «приспособить» молекулы подходящих веществ к молекулярным механизмам болезни. В этом случае разработка лекарства опиралась бы на научную основу, а не на эмпирические наблюдения.
Выбрав такой путь, сотрудники Лаборатории хемоинформатики и молекулярного моделирования Института интеллектуальных кибернетических систем НИЯУ МИФИ решили научиться управлять свойствами химических соединений так, чтобы они могли стать основой противоопухолевых лекарств, рассказал соруководитель лаборатории Александр Штиль.
«Вначале нужно определить химический класс: общую формулу веществ, известных как противоопухолевые. Затем выявить внутриклеточную мишень — белок или белки, с которыми вещество взаимодействует в клетке. Не просто взаимодействует, а образует стабильные физические комплексы, подавляя функцию этих белков. Тогда прервется цепь сигналов от указанного белка, и клетка погибнет. Иными словами, белки-мишени должны быть жизненно важны для опухолевой клетки», — пояснил он основную идею проведенного исследования.
Ученые НИЯУ МИФИ вместе с исследователями университета города Клермон-Ферран (Франция) изучили свойства пиридохиназолинов. Их активность в блокировании белков двух семейств, обеспечивающих жизнеспособность клеток наиболее агрессивной опухоли мозга — глиобластомы, ранее уже была доказана.
Александр Штиль пояснил, что эти белки управляют транскрипцией генов. Отсюда возникает шанс убить глиобластому за счет блокировки транскрипции.
«Мы установили, что одна-единственная химическая замена в молекуле пиридохиназолина изменяет спектр белков-мишеней: предпочтение получают другие мишени, и у лекарства появляются новые свойства. Следовательно, можно будет прицельно выбирать кандидата из серии веществ-„заготовок“», — рассказал ученый.
Решать эту задачу второй соруководитель лаборатории София Борисевич и научный сотрудник Маргарита Ильина стали методами современной вычислительной химии. Проведя масштабные теоретические расчеты, они установили, каким образом происходит «смена предпочтений» белка-мишени, а, значит, — как можно управлять этим механизмом, изменяя направление активности лекарства-кандидата.
Теоретические результаты исследования затем были экспериментально подтверждены сотрудниками Института биоорганической химии им. акад. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН. С помощью методов молекулярного анализа исследователи изучили взаимодействие лекарства-кандидата с клетками глиобластомы, взятыми из клинических анализов пациентов.
Ранее в предыдущем исследовании этого международного научного коллектива была установлена возможность продления жизни лабораторных мышей, которым была трансплантирована опухоль мозга, за счет введения данного вещества.
«Однако, — указал Александр Штиль, — в онкологии всё непросто. Подавить транскрипцию — неизбежно повредить и нормальные клетки. Возможно, они лучше выдержат такое повреждение, чем заболевание? Можно ли увеличить „терапевтическое окно“ — разницу между лечебной и токсичной дозами лекарства? Этот краеугольный вопрос — предмет новых исследований».
Результаты проведенного исследования ученые представили в статье «Нитрогруппа меняет влияние производных пиридо[3,4-g]хиназолина на активность DYRK/CLK и сплайсинг РНК в клетках глиобластомы», опубликованной в журнале Cancers.
