18.04.2016/№16

Ученые ИФОХ НАН Беларуси приняли непосредственное участие в разработке, бросающей вызов свободным радикалам.

Человечество борется со старением давно. Однако лишь чуть более полувека назад наука и медицина задумались над этой проблемой в контексте борьбы со свободными радикалами, под влиянием которых разрушаются молекулы в клетках человеческого организма. Избежать этого сложно, поскольку процессы окисления – основной источник энергии. Решение проблемы – в минимизации последствий побочных реакций.

Свободные радикалы повреждают молекулы жирных ненасыщенных кислот в оболочке клеток и митохондрий, и в результате цепи реакций наносится урон жизненно важным биомолекулам: белкам и нуклеиновым кислотам. Можно сказать, что с каждым вздохом наш организм стареет. Поэтому ученые сегодня активно ищут «броню» для клетки. Ведь если организм будет защищен от вредного воздействия свободных радикалов, человек сможет жить в полтора-два раза дольше.

В последние 20 лет теория свободных радикалов получила признание благодаря многочисленным исследованиям. Несколько лет назад ученые лаборатории химии биоконъюгатов под руководством Вадима Шманая (Институт физико-органической химии НАН Беларуси) приняли непосредственное участие в разработке, бросающей вызов свободным радикалам. Химики сделали ставку на защиту «слабых» мест биомолекул, используя кинетический изотопный эффект.

Изначально идея защитить биомолекулы, «утяжелив» их дейтерием, то есть заменив некоторые атомы «легкого» водорода на «тяжелый» водород (дейтерий – это стабильный изотоп водорода с атомной массой, равной 2 вместо привычной 1), возникла у российского биохимика Михаила Щепинова, который давно интересовался геронтологией. Он предположил: насколько дейтерий «тяжелее», настолько он окажется более стойким к атакам свободных радикалов, что позволит с его помощью укрепить молекулы.

Под руководством М.Щепинова проведены успешные эксперименты на дрожжевых культурах, лишенных природных механизмов защиты от окислительного стресса. При этом действующее вещество состояло из дейтерированных жирных кислот, которые синтезированы в Минске. Даже смеси жирных кислот, содержащие лишь 20% дейтерированного компонента, смогли в ходе эксперимента подавить реакцию липидного окисления. Опыты проводились на клетках, тканевых культурах и мышах и показали существенное влияние дейтерированных жирных полиненасыщенных кислот на защиту организма.

Оказалось, разработка может найти применение в медицине, ведь автоокисление липидов – одна из основных причин ряда заболеваний. Так, в поле зрения исследовательских групп, участвующих в проекте, попали некоторые неврологические и митохондриальные заболевания. «Мировая медицина тратит огромные средства на борьбу с болезнями Паркинсона и Альцгеймера, – отмечает В.Шманай. – С использованием кинетического изотопного эффекта можно получать лекарства для борьбы с этими нейродегенеративными заболеваниями, а также бороться с замедлением процесса старения организма в целом». Правда, получить финансирование от фондов, занимающихся проблемами геронтологии, оказалось сложно. Поэтому в настоящее время ведется разработка лекарств от других неврологических заболеваний, причиной которых являются те же самые свободные радикалы. Предполагаемый эффект продления жизни теперь считается «побочным».

В США создана фирма, которая эту разработку уже практически довела до изготовления таблетки, основой которой является одно из действующих веществ, синтезированных в ИФОХ НАН Беларуси. «За пять лет действия контракта мы передали биологам в Америке около 30 новых веществ, – рассказывает В.Шманай. – Когда какое-то вещество показало свое действие на дрожжах, необходимо синтезировать уже сотни граммов для экспериментов на мышах, килограммы – на более крупных животных, а потом десятки килограммов для испытаний на людях. Сейчас уже получено разрешение и ведутся испытания препарата на добровольцах с редким нейродегенеративным заболеванием – атаксией Фридриха».

Сегодня нет сомнения в том, что идея усиления биомолекул дейтерием сработала. Поэтому химики ИФОХ совместно с компанией Retrotope вводят дейтерий в молекулы иной природы – в аминокислоты, пептиды, нуклеиновые кислоты (там тоже есть «слабые места», подверженные окислению), пытаясь получить новые научные данные о регулировании таким способом сложных биохимических процессов и найти подходы к созданию новых лекарственных средств. Готовится ряд совместных научных статей на эту тему.

Но немалая доля времени уходит и на практическое направление − научное обеспечение масштабирования синтеза исходных реагентов, необходимых для крупнотоннажного производства препаратов, уже прошедших испытания. В прошлом году белорусы масштабировали процесс и поставили на экспорт 50 кг синтезированного вещества, теперь выполняют заказ на 100 кг.

Пару лет назад тема возможного создания «таблетки от старости» пробудила бурный интерес СМИ. «Оказалось, что многие читатели и зрители упрощенно прочли старение как внешнее увядание и потерю красоты, – замечает В.Шманай. – А речь идет о замедлении старения на молекулярном уровне, то есть о сохранении биологических функций организма. Это не имеет отношения к морщинам. Для примера, если фундамент дома разрушается, сколько его ни штукатурь, он все равно не устоит».

Ученые лаборатории охотно участвовали в освещении темы в СМИ, но интереса к разработке так никто не проявил, и исследования не были поддержаны. Полтора года назад Михаила пригласили в Минск, он сделал доклад о своих результатах и перспективах (видеозапись можно найти на сайте лаборатории http://dna.by), но почему-то семинар не вызвал интереса ни у наших биологов, ни у медиков. Химики ИФОХ, которые с помощью американских биологов доказали эффект от синтезированных ими веществ, по-прежнему заинтересованы в совместном анализе результатов со специалистами НАН Беларуси, БГУ и Минздрава.

«У нас уделяется много внимания и тратится немало ресурсов на импортозамещение, чтобы обеспечивать потребности страны. Это, конечно, тоже важно. Но получается, что разрабатываются методы синтеза веществ, уже успевших стать дженериками, а мы синтезируем вещества, которые на Западе становятся лекарствами сегодня! Так зачем же ждать, когда придется копировать, вместо того, чтобы создавать параллельно свое лекарство в сотрудничестве с местными специалистами? И рынки сбыта бы нашлись, – уверен В.Шманай. − Знаете, вызывавший иронию полвека назад лозунг «Догоним и перегоним Америку» мне симпатичен и сегодня в чем-то актуален».

Впрочем, отсутствие поддержки не всегда объясняется нежеланием. Глава лаборатории химии биоконъюгатов сетует на нехватку информации о том, чем заняты коллеги. Поэтому свежую инициативу Института системных исследований в АПК по укреплению междисциплинарного сотрудничества в форматах встречи и экскурсий молодых ученых химики всецело поддерживают и рассчитывают на более тесное сотрудничество с биологами и медиками. Они не теряют надежды иметь возможность получать результаты не за рубежом, а у своих коллег. В совокупности с обновлением материальной базы это дало бы свой эффект. 

Елена ЕРМОЛОВИЧ, «Навука»