Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из США ищут новые соединения-ингибиторы для блокировки или замедления работы класса ферментов, которые запускают процесс смерти клеток в сердце и в мозге при инфаркте и инсульте. В статье, опубликованной в журнале European Journal of Medicinal Chemistry (IF 4,816; Q1), ученые приводят данные по 21 новому соединению. Несколько из них продемонстрировали  высокую биологическую активность. Например, производное триптантрина — природного алкалоида из плодов южноамериканского «пушечного дерева» — уже вызвало интерес у исследователей-фармакологов.

 

Фото: результаты докинга ("молекулярной стыковки") исследуемых соединений с биомишенями (разными изоформами фемента JNK)

Ферменты выполняют в организме человека роль катализаторов, ускоряющих биохимические процессы. Почти все реакции в клетках происходят с участием специфических ферментов. Но в ряде случаев нужно блокировать или замедлить работу ферментов. Такими блокаторами являются ингибиторы. Для каждого фермента или их группы можно подобрать уникальный ингибитор — как ключ к замку. Исследовательская группа Томского политеха, из Научно-образовательного центра Н.М. Кижнера, вместе с зарубежными коллегами работает с ферментами класса «киназы». Конкретно с ферментом JNK3, он работает в двух органах — в мозге и в сердце. Он участвует в воспалительных процессах и в процессе смерти клеток при инфаркте и инсульте. Для снижения негативных последствий после инфаркта и инсульта и нужно блокировать работу фермента. 

«Ранее мы уже обнаружили выраженные противоишемические свойства у соединения под условным названием IQ1, чему посвящен ряд публикаций. На основе этого соединения в Томском НИИ фармакологии идет создание противоинсультного препарата.

И сейчас мы целенаправленно ищем аналоги этого соединения, с еще более высокой биологической активностью и с лучшими показателями биодоступности, в частности, лучшей растворимостью в воде»,

— говорит один из авторов исследования, старший научный сотрудник Научно-образовательного центра Н.М. Кижнера ТПУ и ведущий научный сотрудник отделения микробиологии и иммунологии Университета штата Монтана (США) Игорь Щепёткин.

Поиск новых соединений происходил не случайным образом. Сначала ученые смоделировали соединения, которые теоретически могут стать таким «ключом», блокирующим работу фермента JNK3, синтезировали их, а затем методом молекулярного докинга («стыковки») проверили их совместимость.

«Сравнение ферментов и их ингибиторов с замком и ключом хорошо описывает механизм их взаимодействия. Ингибитор входит в полость фермента — здесь происходят биохимические реакции, которые мы хотим заблокировать, — и просто физически занимает это пространство. В случае с JNK3 молекула ингибитора должна быть плоской, с атомами кислорода и азота на полюсах. В этом исследовании мы синтезировали 21 новое соединение, которые отвечают этим параметрам. Все они в любом случае увеличат разнообразие органических соединений. Высокую активность показали два соединения, одно из них даже большую, чем IQ1. Это оксим триптантрина — производное триптантрина. Ингибирующая активность этого соединения ранее не изучалась», — поясняет один из авторов исследования, профессор Научно-образовательного центра Н.М. Кижнера ТПУ Андрей Хлебников.

Исследования показали, что оксим триптантрина хорошо ингибирует JNK3 и при этом практически не связывается с другими ферментами.

«Это означает, что если это соединение в перспективе ляжет в основу противоинсультного препарата, он будет очень специфичным. Что в свою очередь означает меньше побочных эффектов.

Это соединение уже заинтересовало Томский НИИ фармакологии и регенеративной медицины (входит в структуру Томского национального исследовательского медицинского центра РАН — ред.) для дальнейших исследований», — говорит Андрей Хлебников.

Добавим, исследование получило финансовую поддержку Российского научного фонда.

Справка:

По данным Всемирной организации здравоохранения, сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются основной причиной смерти во всем мире: ни по какой другой причине ежегодно не умирает столько людей, сколько от ССЗ. По оценкам организации, в 2016 году от ССЗ умерло 17,9 миллиона человек, что составило 31% всех случаев смерти в мире. 85% этих смертей произошло в результате сердечного приступа и инсульта.

Источники

Триптантрин из "пушечного дерева" может помочь минимизировать последствия инсульта и инфаркта
Томский политехнический университет (tpu.ru), 14/01/2019
Найден способ минимизировать последствия инфаркта и инсульта
Индикатор (indicator.ru), 14/01/2019
Найден способ минимизировать последствия инфаркта и инсульта
SMIonline (so-l.ru), 14/01/2019
Ученые ТПУ ищут ингибиторы, замедляющие смерть клеток при инсульте
РИА Томск (riatomsk.ru), 14/01/2019
Ученые ТПУ ищут блокаторы, замедляющие процесс смерти клеток при инсульте
Эксперт-Сибирь (expertsib.ru), 15/01/2019
Открыт способ минимизировать последствия инсульта и инфаркта
Medik Forum (medikforum.ru), 14/01/2019
В Томске нашли минимизирующий последствия инсульта алкалоид
The world news (theworldnews.net), 14/01/2019
В Томске нашли минимизирующий последствия инсульта алкалоид
Российская газета (rg.ru), 14/01/2019
Томские ученые минимизируют последствия инсульта и инфаркта
Sibnet.ru, 14/01/2019
Открыт способ минимизировать последствия инсульта и инфаркта
News-free.ru, 14/01/2019
Ученые обнаружили способ минимизации последствий инфаркта и инсульта
Dni24.com, 14/01/2019
Сердечные заболевания можно будет вылечить плодами "пушечного дерева"
Вечерняя Москва (vm.ru), 14/01/2019
Сердечные заболевания можно будет вылечить плодами "пушечного дерева"
MosDay.ru, 14/01/2019
В Томске придумали, как замедлить смерть клеток при инсульте
Здоровая Чувашия (med.cap.ru), 15/01/2019
Найден способ минимизировать последствия инфаркта и инсульта
Российский научный фонд (рнф.рф), 15/01/2019
Минимизировать последствия инсульта и инфаркта
Красное знамя (krasnoeznamya.tomsk.ru), 16/01/2019
Найден способ минимизировать последствия инфаркта и инсульта
Nanonewsnet.ru, 15/01/2019
В Томске придумали, как замедлить смерть клеток при инсульте
Красноярский медицинский портал (krasgmu.net), 15/01/2019
Открыт способ минимизировать последствия инсульта и инфаркта
Med2 (med2.ru), 15/01/2019
Виды на ингибитор. Новое соединение снизит последствия инфаркта и инсульта.
Поиск, 18/01/2019
Найден способ минимизировать последствия инсульта и инфаркта
Невроньюс (neuronews.ru), 18/01/2019
Триптантрин из "пушечного дерева" поможет минимизировать последствия инсульта и инфаркта
Научная Россия (scientificrussia.ru), 21/01/2019

Похожие новости

  • 04/08/2016

    Сибирские ученые проводят испытания препарата для детоксикации печени

    ​Ученые Сибирского государственного медицинского университета (СибГМУ) проводят испытания уникального лекарственного средства, которое активирует системы детоксикации печени при хронических гепатитах различной природы.
    1374
  • 11/04/2016

    Разработка томских ученых поможет увеличить урожай

    ​В ​Томском госуниверситете (ТГУ) выделили штамм бактерий AZ-D10, который помогает растениям усваивать ценные вещества из воздуха, что позволяет значительно увеличить урожай.  Микроорганизм будет препятствовать и развитию грибных заболеваний, так как выделяет в окружающую среду биофунгициды и вещества, способствующие росту.
    1664
  • 14/02/2018

    Томские ученые повысят эффективность лечения шизофрении и болезни Паркинсона

    ​Аспирант БИ ТГУ, сотрудник лаборатории молекулярной генетики и биохимии НИИ психического здоровья ТНИМЦ Иван Пожидаев исследует гены, которые влияют на реакцию человеческого организма на лекарства при шизофрении и болезни Паркинсона.
    1148
  • 13/08/2018

    Томские ученые знают, как «захватить» наномир

    ​Пока мировое сообщество пытается узнать, что таят в себе морские глубины необъятного Мирового океана и бесконечное космическое пространство, зарубежные ученые Томского политехнического университета — профессора Рауль Родригес и Евгения Сергеевна Шеремет — пытаются «захватить» наномир и контролировать отдельные молекулы.
    315
  • 04/09/2017

    Томские ученые разработали новую программу «Медицина будущего»

    ​Ученые ТГУ и Института физики прочности и материаловедения СО РАН разработают новую комплексную программу для технологической платформы "Медицина будущего". Такое решение было принято на форуме "Армия-2017", в рамках которого прошел круглый стол об аддитивных технологиях в медицине.
    1412
  • 21/02/2017

    Разработки ТПУ для имплантологии выходят на стадию клинических испытаний

    ​Биодеградируемые имплантаты Томского политехнического университета выходят на стадию клинических испытаний. Как сообщают ученые ТПУ, на стадии доклинических исследований эффективность томских изделий уже доказана, и сегодня некоторые биоразлагаемые имплантаты Томского политеха сегодня частично используются в медицинской практике в одном из ведущих ортопедических центров России - Центре Илизарова.
    1667
  • 26/04/2018

    В Томске разработали биополимер, контролирующий время действия лекарств

    ​Ученые из лаборатории полимеров и композиционных материалов Томского государственного университета (ТГУ) разработали биополимер, который поможет медикам и фармацевтам контролировать время действия лекарственных препаратов.
    482
  • 13/12/2018

    Ученые обнаружили на слизистых оболочках свиней антимикробные вещества

    ​Российские ученые выделили антимикробные вещества, которые содержатся в слизистых оболочках свиней. За счет  антибактериального эффекта они могут составить конкуренцию традиционным химическим консервантам, применяющимся в пищевой промышленности.
    433
  • 05/05/2016

    В Томске представят портативный экспресс-анализатор мельдония

    ​Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разрабатывают отечественный метод экспресс-определения содержания мельдония в организме спортсменов и в составе биологически активных добавок, а также портативный электрохимический анализатор, который будет дешевле импортных аналогов.
    1320
  • 29/06/2018

    Агрономы ТГУ помогут томичам решить проблему витаминного голода

    ​Здоровье населения во многом зависит от питания. В настоящее время многие горожане сталкиваются с тем, что называется голоданием второго типа: при употреблении достаточного количества пищи люди недополучают необходимые организму витамины и микроэлементы.
    384