Похожая проблема существует и в онкологии: опухоли быстро приспосабливаются к лечению и перестают реагировать на терапию. Ученые Пермского Политеха предложили новый подход, который может повысить эффективность лекарств и снизить риск устойчивости — за счет создания молекулярных гибридов с жесткой трехмерной структурой. Об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.
Сегодня для борьбы с лекарственной устойчивостью используют либо комбинированную терапию — несколько препаратов одновременно, либо таргетные лекарства, бьющие по одной конкретной мишени. Первый подход часто оказывается слишком токсичным, второй — уязвимым к мутациям. Более перспективным решением считаются молекулярные гибриды — единые молекулы, совмещающие сразу несколько лечебных эффектов. Однако их практическое применение долгое время сдерживала фундаментальная проблема: такие соединения получаются слишком «гибкими» и не имеют стабильной 3D-формы, необходимой для точного взаимодействия с клеточными мишенями.
Ученые ПНИПУ разработали метод, позволяющий гибридной молекуле самостоятельно сворачиваться в жесткую пространственную структуру. Это достигается за счет специальной химической перестройки — циклизации, которая «фиксирует» форму соединения.
В качестве основы исследователи использовали антипирин — известное обезболивающее и противовоспалительное вещество. На его базе были синтезированы два типа гибридных молекул: с фрагментами мочевины и тиомочевины. Ключевым этапом стала реакция циклизации, которая успешно прошла только для соединений с мочевиной.
«В молекулах с мочевиной произошла внутренняя перестройка с образованием так называемых спиропродуктов — принципиально новых веществ с жесткой трехмерной структурой. А гибриды с тиомочевиной в тех же условиях не реагировали», — пояснил старший преподаватель кафедры «Химические технологии» ПНИПУ Вадим Лядов.
Как выяснили ученые, решающую роль сыграл атом кислорода в молекуле мочевины — именно он обеспечивает нужную химическую активность. Это делает метод высокоизбирательным и позволяет заранее понимать, какие структуры перспективны, а какие нет.
Полученные молекулы проявляют потенциальную противовоспалительную и противоопухолевую активность. В перспективе это может позволить заменить несколько препаратов одной «умной» молекулой, снизив токсическую нагрузку и риск побочных эффектов. Выход целевых соединений достигал 68%, что подтверждает эффективность подхода.
Разработка создает основу для новых лекарств против хронических воспалительных заболеваний и опухолей, устойчивых к стандартной терапии, и может стать вкладом в решение глобальной проблемы лекарственной устойчивости.
