“Поиск” регулярно знакомит читателей с работами, отмеченными грантами Президента РФ для государственной поддержки молодых ученых.
Сегодня начинаем рассказывать о победителях конкурсов 2011 года.
Едва ли не большинство из нас, “болезных”, наученных горьким опытом, прежде чем купить незнакомое лекарство, смотрит: какие сюрпризы готовится преподнести оно? Есть у него побочные эффекты или нет? Такова, увы, практика: немало медицинских препаратов что-то одно действительно лечат, зато другое, попросту говоря, калечат, вызывая многочисленные нарушения в работе организма.
Но пройдет всего пять-шесть лет, и в аптеках появятся лекарства нового поколения (они уже есть, но пока их мало) без этих недостатков. Ученые создают их на основе наших собственных, естественных для организма химических соединений — так называемых регуляторных пептидов. Один из разработчиков многообещающей новинки — младший научный сотрудник отдела химии физиологически активных веществ Института молекулярной генетики РАН кандидат химических наук Татьяна Вьюнова, недавно удостоенная гранта президента для молодых ученых.
— Напомню, пептиды — очень короткие белковые молекулы, — рассказывает Татьяна Владимировна, — среди которых можно выделить эндогенные пептидные регуляторы. Клетки нашего организма синтезируют их для выполнения самой ответственной задачи: “дирижировать” практически всеми физиологическими функциями. Эти крохотные молекулы способны настраивать, организовывать слаженную работу систем клетки и органов, включать или выключать массу биологических механизмов, даже регулировать процессы мышления, в частности, настроение, адекватное восприятие окружающего мира. Замечу, что сегодня подавляющее большинство наших заболеваний связано с нарушением баланса взаимодействия систем внутренних химических регуляторов. Лечение таких больных направлено прежде всего на восстановление правильной, синхронной работы биологических систем организма.
Именно этим и займутся сделанные на основе регуляторных пептидов лекарственные препараты. Они запустят естественные очень тонкие биологические механизмы функционирования клеток, сработав как своеобразный мультифакторный переключатель режима их работы, не нарушающий последующие химические процессы восстановления, заложенные самой природой. Молекулы пептидных регуляторов действуют в организме на определенные мишени. Причем время “жизни” пептидов невелико — в организме есть системы их быстрого расщепления. Взяв за основу природную белковую молекулу, обладающую сразу несколькими биологическими функциями, например гормон, мы определяем ту часть в ее структуре, которая отвечает за осуществление конкретной физиологической функции, а затем химически модифицируем найденный фрагмент, придавая ему устойчивость к действию внутренних ферментов, тем самым увеличивая эффективность и продолжительность действия пептида.
Убедиться в правильности наших действий помогают эксперименты на подопытных животных. Наш отдел разрабатывает лекарства на основе пептидов самого разного спектра действия. Например, ноотропные препараты служат для усиления памяти, концентрации внимания. Антидепрессанты снимают чувство тревоги. Противовирусные — борются с различными видами гриппа, ВИЧ, гепатитом. Есть пептиды с противоязвенным, антидиабетическим эффектами. Моя задача — понять, что происходит на молекулярном уровне на поверхности клеток-мишеней пептида, когда он попадает в мозг и начинает исполнять свою биологическую роль. В результате такого воздействия происходит запуск множества внутриклеточных механизмов, выброс клетками целого ряда других регуляторов, приводящих к изменениям в работе эндокринной, иммунной, других важнейших систем организма. Восстановление нарушенного внутреннего баланса позволяет организму эффективно бороться с недугом: облегчать, например, тяжелые последствия ишемического инсульта или нормализовать состояние зрительного нерва, снимать чувство тревоги и страха…
Очень важно изучить механизм работы пептидных регуляторов. Исследовав его “от и до”, мы установим круг возможностей, направления действия будущей биологически активной молекулы. Эти сведения позволят создавать препараты, обладающие определенной направленностью действия. Сложность, однако, в том, что для регуляции работы клетки мозга пептид использует рецепторы, находящиеся на ее поверхности. Их ни много ни мало около 1500 разновидностей. Это они диктуют клетке, как ей жить дальше. Современные популярные компьютерные методы разработки лекарств (Drug Design) сфокусированы в основном на механическом поиске узкомолекулярных мишеней, не учитывая возможной роли последних во множестве других биохимических процессов внутри организма. Подобные лекарства добиваются необходимого эффекта, но подчас затрудняют работу клетки. Так, например, согласно исследованию, опубликованному в 2010 году в Journal of the American Medical Society, так называемая “лекарственная болезнь” становится причиной смерти более чем 100 000 человек в год, приводит к появлению различных тяжелых заболеваний почти у 2,5 миллиона человек.
Между тем регуляторные пептиды помогают избежать этого, поскольку действуют избирательно, каждый на свою группу рецепторов, не блокируя их работу, а модулируя чувствительность к собственным, “родным”, сигнальным молекулам. Это своего рода инструмент управления. Пептиды очень мягко как бы уговаривают клетку включить нужный механизм. А дальше она уже сама знает, как поступать, и запускает целый каскад биохимических реакций.
Каждая молекула-кандидат, основа будущего лекарственного препарата, проходит несколько стадий предклинических и клинических испытаний. Скажем, обезьяны, как и люди, подвержены депрессиям. Их два вида: агрессивная и пассивная. Один из наших пептидов (он уже выпускается) — препарат Селанк, эффективен в обоих случаях. В результате чуть ли не безумствующая обезьяна успокаивается, а подавленная, наоборот, становится более активной. Другой ноотропный препарат, Семакс, обладает целым рядом эффектов: влияет на процессы, связанные с формированием памяти и обучением, усиливает избирательное внимание, ослабляет психическую усталость, улучшает адаптацию организма к гипоксии, стрессам. Эти эффекты многократно подтверждены в клинике и в экспериментах на добровольцах.
Уникальные регуляторные пептиды помогают организму самостоятельно бороться с нарушениями, приводят его в полный порядок и не имеют, подчеркнем, побочных эффектов. При этом ничего чужеродного, никакой “химии” организм не получает. А пептид, сделав свое дело, уходит, причем, заметим, бесследно. (Препарат закапывают в нос, чтобы молекула попала непосредственно в клетки-мишени мозга, а не в кровь, подвергаясь разрушительному воздействию ферментов).
Добавим от себя. Провести обширные фундаментальные исследования механизмов работы пептидов, создать на их основе лекарства направленного действия — дело чрезвычайно сложное, требующее высочайшей квалификации сотрудников. Неудивительно, что в мире сегодня запатентовано всего несколько десятков пептидных препаратов нового поколения и около 20 из них в России. Так что наши ученые — в числе лидеров. Поэтому работы Татьяны Вьюновой были удостоены гранта Президента РФ для молодых ученых, победив в конкурентной борьбе проекты многих претендентов. Возможно, на решение жюри повлияла перспективность этого направления. В будущем оно даст толчок развитию не только индивидуальной медицины, но и таких областей, как, скажем, создание искусственного интеллекта, биороботов, позволит значительно увеличить качество и продолжительность жизни.
Юрий Дризе
Фото Андрея Моисеева
Нет комментариев