Предложен новый подход к преодолению лекарственной резистентности
В Институте общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН (ИОНХ РАН) предложили новый подход к созданию лекарств, способных бороться с устойчивыми к антибиотикам инфекциями, злокачественными опухолями, вирусами и нейродегенеративными заболеваниями. Разработка основана на использовании уникальных неорганических и металлокомплексных соединений с трехмерной структурой. Вместо традиционного воздействия на поверхности эти молекулы оказывают влияние на внутренние механизмы клеток. Такой подход делает их особенно перспективными для разработки препаратов против лекарственной резистентности нового поколения.
Возникновение лекарственной резистентности — одна из глобальных проблем современной медицины. Большинство из известных биологически активных химических соединений для лекарственной терапии, в том числе «классические» антибиотики, представляют собой относительно небольшие органические молекулы, которые уничтожают патогенные микроорганические и опухолевые клетки, вступая в связь с активными молекулярными структурами на их поверхности, — блокируя эти центры и уменьшая, таким образом, их активность. При этом, любая мутация в таких сайтах связывания может привести к исчезновения этих взаимодействий и возникновению лекарственной резистентности.
Автор исследования, заведующий лабораторией нанобиоматериалов и биоэффекторов для тераностики социально значимых заболеваний ИОНХ РАН, член-корреспондент РАН, профессор Ян Волошин разработал альтернативный подход, при котором лекарственные молекулы смогут воздействовать не на поверхность, а на внутренние биосистемы клетки, поэтому вероятность того, что вирусная или опухолевая клетка «распознает» угрозу и научится ей противостоять, практически исчезает. Для этого он предложил использовать низкотоксичные вещества на основе неорганических и металлокомплексных соединений. Их полиэдрические молекулы представляют собой перспективную трехмерную молекулярную платформу для получения нового типа терапевтических агентов с низкой вероятностью возникновения лекарственной резистентности.
«Нами получены не имеющие аналогов в живой природе соединения на основе вышеупомянутых неорганических и металлокомплексных соединений, которые могут влиять как на аллостерические центры (фрагменты молекулы фермента, регулирующие его активность), так и внешние поверхности (интерфейсы) межмакромолекулярных взаимодействий. В первом случае, аллостерические сайты как «хозяева» могут быть стерически заблокированы структурно-жесткими трехмерными неорганическими <…> биоэффекторами как «гостями». Поскольку биорецепторы «хозяина» распознают только внешнюю поверхность их молекул, природа таких абиотических и синтетических молекулярных платформ не играет существенной роли в соответствующем супрамолекулярном связывании «хозяин — гость». Другой механизм их действия основан на блокировании этими жесткими трёхмерными эффекторами поверхности межмакромолекулярных взаимодействий между целевыми макромолекулами белков», — прокомментировал результаты исследования Ян Волошин.
По словам ученого, полиэдрические неорганические и металлокомплексные соединения, внешняя поверхность трехмерных молекулы которых содержит биорелевантные, биоактивные или реакционноспособные группы, являются перспективными кандидатами для лекарственной терапии онкологических и вирусных заболеваний без возникновения лекарственной резистентности. В дальнейшем планируется продолжить направленный поиск и синтез соединений этих типов, обладающих целевой биоактивностью, высокой селективностью их связывания с целевыми биосистемами и низкой токсичностью.
Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках государственного задания.