Российские химики придумали, как простым и экологически чистым способом синтезировать нужную форму лекарства, необходимого для разжижения крови. Новый метод поможет избежать опасных передозировок, а также перспективен для синтеза других лекарственных препаратов. Работа выполнена в рамках гранта Российского научного фонда (РНФ) и опубликована в журнале Green Chemistry.

Препараты для разжижения крови, называемые антикоагулянтами, не дают образоваться тромбам в сосудах. Один из самых распространенных подобных препаратов — варфарин, применяемый как с лечебной, так и с профилактической целью при повышенном риске тромбообразования. Он существует в виде двух оптических изомеров — молекул одинакового химического состава, представляющих собой зеркальное отражение друг друга. Они проявляют одинаковые физические и химические свойства и отличаются лишь пространственным расположением заместителей.

Несмотря на одинаковые состав и свойства, такие молекулы порой могут проявлять совершенно разную биологическую активность, да и эффект от них как от лекарственных средств может быть совершенно противоположный. Это связано с тем, что в организме человека есть ферменты-оптические изомеры.

Есть немало примеров, когда один препарат представлен двумя оптическими изомерами, один из которых может быть успокоительным, а второй — опасным ядом. Препарат талидомид, который был зарегистрирован в середине XX века как успокаивающее и снотворное средство и прописывался беременным женщинам, как оказалось, имеет изомер, который приводит к рождению детей с врожденными уродствами.

«Поэтому сегодня в фармакологии сформировалось правило, что если вещество состоит из двух антиподов, то его нельзя запускать в производство, пока каждый изомер не будет получен в чистом виде, и не будет определена его биологическая активность», — поясняет соавтор работы Александр Кучеренко из Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН.

Варфарин необходимо принимать под строгим контролем врача, поскольку его передозировка может привести к чрезмерному разжижению крови и даже к смерти. Это связано с тем, что варфарин обычно производится в виде смеси двух изомеров, которые отличаются эффективностью примерно в пять раз. Поэтому ученые ИОХ РАН решили найти способ синтеза варфарина с целью получения одного конкретного изомера, а не их смеси.

Для синтеза этого препарата ученые использовали вещество кумарин, присутствующее во многих растениях и обладающее сладким запахом свежескошенной травы или сена. Именно кумарин в испорченном сене почти 100 лет назад приводил к смерти от кровотечения коров в США, на что впервые обратили внимание ученые.

Также они получили особый катализатор, у которого, как и у варфарина, есть два оптических изомера. Благодаря своим свойствам этот катализатор ускоряет именно тот путь реакции, который ведет к образованию нужной формы варфарина. В отличие от большинства других он не содержит тяжелых металлов: родия, платины, палладия, иридия и других, поэтому такой синтез не загрязняет ими получаемое вещество.

«Эта концепция называется органокатализ: все органические реакции проводятся в присутствии органических катализаторов. То есть органика катализирует органику, — пояснил Кучеренко. — В России такой подход, кроме нашей лаборатории, нигде не развит».

Ученые установили, что предложенный способ получения оптически чистого варфарина оказался пригоден и для синтеза его аналогов. Так, в качестве примера они получили тем же способом кумахлор — крысиный яд, а также планируют получить другие вещества, таких как левомицетин, ролипрам и пароксетин.

Полученный варфарин превосходит по чистоте зарубежные аналоги, содержание желаемого изомера в нем превышает 99%. Кроме того, разработанный метод впервые позволил получать варфарин в чистой воде — задача, которая представляет собой один из важнейших технологических вызовов в органическом синтезе. Использование воды в качестве растворителя заманчиво с точки зрения экологии, поскольку освоение этого метода предполагает минимальное загрязнение окружающей среды. Наконец, катализатор, используемый в реакции, в итоге может быть легко отфильтрован от получившегося варфарина и повторно использован.

«Если научиться получать именно этот изомер, то дозу препарата можно снизить в пять раз, — пояснил Кучеренко. — А зачем его глотать больше, если можно меньше? Соответственно, снизятся риски всевозможных передозировок».

Похожие новости

  • 30/03/2018

    Трехпетельные белки млекопитающих замедлили рост раковых клеток

    Российские ученые обнаружили, что белки человека SLURP способны подавлять рост раковых клеток. Эти белки регулируют функционирование эпителия, однако механизм их действия не до конца ясен. Полученные результаты в будущем могут быть использованы для разработки и улучшения противораковых препаратов.
    98
  • 12/12/2017

    Новосибирские и московские ученые разработали антитела для диагностики грибковых заболеваний

    ​Исследователи из Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН совместно с коллегами из Института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН создали новый высокоэффективный диагностикум аспергиллезов, который поможет отличить эти заболевания от других подобных и быстро подобрать правильное лечение.
    234
  • 27/03/2018

    Российские ученые нашли причину неэффективности вакцины от гриппа

    Исследователи из Института биоорганической химии (ИБХ) РАН показали, что различные варианты вакцины против вирусов сезонного гриппа фактически не увеличивают число разных типов Т-клеточных рецепторов (ТКР), а значит и не повышают шанс распознавания вирусов гриппа иммунной системой организма.
    181
  • 05/04/2017

    Байкальские водоросли вошли в крупнейшую коллекцию живых водорослей и в банк геномной ДНК

    ​Ученые из Института биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН совместно с коллегами из США создали одну из крупнейших коллекций разнообразных культур живых водорослей и банк геномной ДНК, содержащий более двух тысяч образцов, которые могут использоваться для поиска организмов, необходимых в биотехнологии и создании биотоплива.
    993
  • 28/03/2018

    Российские химики раскрыли механизм важнейшей для промышленности реакции

    ​Механизм важнейшей окислительной реакции Байера-Виллигера, известной больше ста лет, раскрыт международной группой ученых. Реакция является универсальным путем получения эфиров органических кислот - базовых соединений для химической промышленности.
    98
  • 08/06/2017

    Объявлены лауреаты Госпремии 2016 года за выдающиеся достижения в области науки и технологий

    ​​Объявлены лауреаты Государственной премии Российской Федерации 2016 года за выдающиеся достижения в области науки и технологий. Указ об этом опубликован на официальном сайте Президента РФ. Госпремию вручат нефтяникам, врачам и астрофизикам​.
    1055
  • 27/12/2017

    Исследователи реализуют проект, позволяющий исправлять мутации ДНК митохондрий

    ​В последнее время все чаще можно услышать о тяжелых наследственных заболеваниях митохондриальной этиологии. Эти недуги вызываются дефектами митохондрий, которые являются своеобразными "энергетическими станциями" клеток организма.
    432
  • 23/03/2018

    Анна Кудрявцева: иммунотерапия — главный прорыв в лечении рака

    ​Какие новые методики помогают побороть онкологию? Как родить здорового ребенка, если у вас плохая наследственность? Почему до сих пор не придумали лекарство от старости? На эти и другие вопросы отвечает кандидат биологических наук, заведующий лабораторией постгеномных исследований института молекулярной биологии имени Энгельгардта, руководитель ЦКП «Геном», сотрудник онкологического института имени Герцена и лауреат Президентской премии в области науки и инноваций для молодых ученых Анна Кудрявцева.
    179
  • 31/05/2017

    Интерн НГУ получила премию им. Ю.Н. Соколова по лучевой диагностике

    ​23-25 мая 2017 года в Москве состоялся XI Всероссийский национальный конгресс лучевых диагностов и терапевтов «Радиология-2017».  «Радиология» на данный момент является самым популярным и масштабным медицинским мероприятием по лучевой диагностике в нашей стране.
    591
  • 18/08/2017

    Российские и французские ученые разработали уникальный детектор нейтронов

    ​Ученые из Объединенного института ядерных исследований вместе с коллегами из Орсе (Франция) разработали уникальный детектор нейтронов и с его помощью определили вероятность радиоактивного (нейтронного) распада атомных ядер легких химических элементов.
    422