Підпишіться на нас в Google
Вчені з'ясували, як бактерії синтезують сполуки, здатні боротися з раком. Як пише Newsweek, це відкриття може суттєво прискорити створення нових протипухлинних препаратів.
Результати дослідження, опублікованого у Nature Communications, показали, як різні ферментні системи поєднуються між собою, утворюючи сімейство лікарських сполук, відомих як інгібітори HDAC (гістондеацетилази). Ці речовини пригнічують ріст ракових клітин і вже використовуються в онкології.
"Це відкриття має потенціал значно прискорити створення бібліотек кандидатів у лікарські препарати. Найважливіше те, що найперспективніші з них можна буде виробляти у промислових масштабах за прийнятною вартістю", – розповів журналістам доктор Манро Пассмор з Університету Ворика.
Втім, учений наголосив, що шлях до появи нових ліків для пацієнтів усе одно буде тривалим.
"Найперспективніші кандидати мають пройти стандартний цикл доклінічних досліджень, подальшу оптимізацію та клінічні випробування, які проходять усі нові препарати перед отриманням дозволу на застосування. Це може тривати до десяти років і часто коштує понад один мільярд доларів", – зазначив Пассмор.
Як бактерії "конструюють" протиракові препарати
До цієї групи ліків належить, зокрема, ромідепсин – препарат, який уже застосовують для лікування окремих видів раку крові.
Науковці давно знали, що бактерії природним чином виробляють схожі сполуки з незначними структурними відмінностями. Однак механізм виникнення цих варіацій досі залишався незрозумілим.
У центрі відкриття – процес, який називається комбінаторним біосинтезом. Під час нього бактерії створюють різні, але споріднені молекули, комбінуючи окремі біохімічні компоненти.
Багато важливих для медицини молекул синтезуються великими ферментними комплексами, які працюють за принципом складального конвеєра. У бактерій головну роль у цьому процесі відіграють дві системи – полікетидсинтази (PKS) та нерибосомні пептидсинтетази (NRPS). Саме вони поєднують хімічні "будівельні блоки", формуючи складні молекули, серед яких антибіотики та протиракові препарати.
Дослідники вивчали гібридну систему цих ферментів, яка відповідає за синтез депсипептидних інгібіторів HDAC. Усі ці молекули мають спільну базову структуру, але відрізняються додатковим пептидним фрагментом, що впливає на взаємодію препарату з його біологічною мішенню.
Ключ до створення нових ліків
Вчені з'ясували, що ферменти, які формують основну частину молекули, можуть фізично з'єднуватися з ферментами, які додають змінний пептидний компонент. Завдяки таким "стикувальним" взаємодіям різні елементи молекулярного механізму працюють разом і фактично створюють нові комбінації потенційних лікарських сполук.
Одним із головних відкриттів стало встановлення механізму, за допомогою якого ферментні комплекси розпізнають і зв'язуються один з одним. Команда показала, що вирішальну роль у цьому відіграє структурний елемент, відомий як β-hairpin docking (βHD)-домен. Саме він забезпечує взаємодію між різними ферментними системами та передачу проміжних молекул уздовж своєрідного біохімічного "конвеєра".
Експерименти підтвердили, що порушення цієї взаємодії повністю блокує синтез потрібної сполуки, що свідчить про її критичне значення.
Крім того, дослідники встановили, що ферментні системи з різних біосинтетичних шляхів також можуть взаємодіяти між собою. Це свідчить про значну гнучкість природного механізму, яку можна використати для створення абсолютно нових молекул.
Професор Університету Ворика Грег Чалліс вважає, що така гнучкість може мати особливе значення для лікування онкологічних захворювань, які погано піддаються сучасній терапії.
"Перші результати свідчать, що препарати, які утворюються завдяки цьому механізму "комбінування", демонструють перспективну активність проти кількох видів раку, які недостатньо ефективно лікуються наявними методами", – сказав він.
За словами вченого, використання цього природного механізму в лабораторних умовах дозволить створювати нові представники цього класу препаратів із покращеним клінічним потенціалом. Крім того, їх виробництво можна буде легко масштабувати, що значно спростить проведення доклінічних і клінічних досліджень.
Які ягоди треба їсти частіше, щоб підтримати серце
Нагадаємо, що раніше увагу вчених привернули виноград і чорниця - ці ягоди багаті на природні рослинні сполуки, які називаються поліфенолами. Зокрема, це флавоноїди, антоціани та ресвератрол, які не лише надають плодам яскравого кольору, а й мають додаткові корисні властивості для організму.
Огляд 30 рандомізованих контрольованих досліджень показав, що вживання винограду знижувало систолічний артеріальний тиску приблизно на 3,17 мм рт. ст. Також в одному з досліджень йдеться про те, що щоденне вживання 150 грамів чорниці (приблизно одна чашка) протягом шести місяців продемонструвало покращення функції ендотелію та зменшенням жорсткості артерій.
