• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
2 февраля, 10:41
ПНИПУ
4,8 тыс

В России приблизились к созданию лекарств, которые сложнее «сломать» мутациям

❋ 4.9

Число устойчивых к антибиотикам инфекций растет на 15% в год, унося миллионы жизней. Схожая проблема есть в онкологии. Существующие методы лечения — комбинированная и точечная терапия — несовершенны: первая слишком токсична, а вторая теряет эффективность из-за мутаций. Перспективная альтернатива — молекулярные гибриды, атакующие болезнь сразу по нескольким направлениям. Однако их создание сдерживает фундаментальное ограничение: современные технологии не могут придать этим молекулам стабильную 3D-форму, необходимую для точного воздействия. Чтобы решить эту проблему, ученые Пермского Политеха разработали метод, который заставляет гибридную молекулу самостоятельно принимать нужную трехмерную структуру. Это позволило получить новые соединения с потенциальным противоопухолевым и противовоспалительным действием.

Таблетки / © Volodymyr Hryshchenko, unsplash.com

Распространенность инфекций, против которых бессильны антибиотики, во всем мире растет примерно на 15% ежегодно. В результате становится все труднее лечить не только тяжелые заражения крови, но и распространенные болезни — от цистита до кишечных расстройств, вызываемых, например, устойчивыми штаммами кишечной палочки. Эти патогены уже сегодня являются причиной миллионов смертей в год.

Однако угроза лекарственной устойчивости не ограничивается только бактериальными инфекциями. Схожая, и не менее серьезная, проблема возникает в онкологии: злокачественные опухоли тоже учатся противостоять терапии. Раковые клетки вырабатывают механизмы, сводящие на нет действие химиопрепаратов, что приводит к рецидивам и прогрессированию болезни. Поэтому современная наука ищет подходы, способные преодолеть обе эти формы устойчивости.

Сегодня для этого используют несколько способов, однако ни один из них не является универсальным решением. Первый — комбинированная терапия, когда пациенту назначают несколько разных лекарств одновременно. Это повышает шансы на успех, но и многократно увеличивает токсическую нагрузку на организм, делая лечение более тяжелым, дорогим и сложным. Второй путь — разрабатывать препараты, нацеленные на конкретный белок или механизм внутри раковой клетки или бактерии, без которого они не могут жить. Однако проблема в том, что патогены и опухоли постоянно мутируют и, найдя способ обойти эту зависимость, делают лекарство бесполезным.

Более перспективным направлением считается создание молекулярных гибридов — единых молекул, сочетающих два и более лечебных действия, например, атаку на опухоль и снятие воспаления. Это позволяет блокировать болезнь сразу по нескольким направлениям, что повышает эффективность и затрудняет выработку устойчивости.

Проблема в том, что современные технологии создания таких молекул несовершенны. Они производят «гибриды» с размытой, нестабильной структурой. А для точной атаки на болезнь лекарству необходима четкая, строго определенная трехмерная форма, как у ключа. Без нее вещество не может надежно соединиться со своей мишенью в организме и теряет силу. Представьте, что вам нужно собрать точный инструмент из деталей «Lego», но вместо жестких кубиков у вас — гибкая резина. Собрать можно, но стабильной объемной формы не получится, и работать инструмент будет плохо.

Чтобы преодолеть это ограничение, ученые Пермского Политеха разработали методику, заставляющую гибридную молекулу самостоятельно сворачиваться в стабильную трехмерную структуру, и успешно применили ее, получив новые соединения, которые по своей структуре могут обладать противовоспалительным и противоопухолевым потенциалом. Статья опубликована в журнале Russian Journal of Organic Chemistry.

На практике это может помочь, например, в лечении тяжелого артрита, псориаза суставов, некоторых патологий кишечника (например, болезни Крона) или опухолей, которые плохо поддаются химиотерапии. Сейчас при таких заболеваниях нужны два препарата: один (например, на основе антипирина вроде анальгина) — для снятия боли и воспаления, другой — для подавления патологического процесса. Это увеличивает нагрузку на организм и риск побочных эффектов.

Новый способ позволяет создать одну молекулу, которая будет делать и то, и другое, что потенциально снизит вредное воздействие, ведь вместо двух разных молекул с их побочными эффектами будет работать одна — более точная.

Именно поэтому ученые взяли в качестве ключевого компонента антипирин — известное обезболивающее вещество. Используя его как общую основу, они создали две разные молекулы: одну, дополнив ее фрагментом мочевины, и другую — тиомочевины. Оба соединения проявляют противоопухолевую и противовоспалительную активность.

Но перед сборкой молекулы антипириновую основу нужно было активировать, растворив и нагрев ее. После этой подготовки к ней удалось присоединить мочевину и тиомочевину, что дало два типа гибридных молекул.

Дальше начался самый важный этап метода — циклизация молекулы.

— Для этого каждый продукт соединений — и с мочевиной, и с тиомочевиной — мы отдельно растворяли в метилате натрия — вещество, инициирующее реакцию, — и нагревали его в течение 6-8 часов. Реакция успешно прошла только для ряда с мочевиной. В этих молекулах произошла ключевая перестройка: один фрагмент соединился с другим, замыкая структуру с образованием спиропродуктов. Так мы получили принципиально новые вещества. А вот с гибридами на основе тиомочевины, в тех же самых условиях, ничего подобного не случилось — они остались без изменений, — объяснил Вадим Лядов, старший преподаватель кафедры «Химические технологии» ПНИПУ.

Это говорит о том, что разработанный метод «циклизации» является высокоизбирательным. Ключевое различие заключается в атоме кислорода в мочевине, который обеспечивает необходимую для перестройки химическую активность.

В то же время созданные на основе тиомочевины молекулы открывают собственное перспективное направление. Они могут лечь в основу новых, более эффективных препаратов, в том числе для лечения заболеваний щитовидной железы, где лекарства на их основе уже давно и успешно применяются.

Следовательно, метод — это не универсальный инструмент, а точный ключ, который подходит только к молекулам с определенными «кислородными» фрагментами, подобными мочевине. Это ценное открытие позволяет не тратить время на бесперспективные варианты и сразу проектировать подходящие соединения.

Таким образом, ученые получили новые гибридные молекулы и нашли способ придавать им жесткую трехмерную форму. Выход нужных, запланированных веществ достигал 68%, что подтверждает эффективность методики.

Это создает основу для принципиально новых лекарств. Их стабильная форма и комплексный состав позволят бороться с воспалением, хронической болью и болезнями, не поддающимися стандартной терапии. Таким образом, технология открывает путь к замене нескольких препаратов одной точной молекулой, что сократит количество таблеток, снизит токсическую нагрузку на организм и уменьшит риск побочных эффектов. Такой подход нацелен на лечение сложнейших состояний — от тяжелых хронических воспалений до устойчивых форм опухоли, — внося прямой вклад в преодоление глобальной проблемы лекарственной устойчивости.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
ПНИПУ
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
27 июля, 13:20
Александр Березин

Четыре точки Европы показали одну и ту же картину: как минимум несколько десятков тысяч лет регулярных сильных пожаров. До сих пор ученые не сталкивались с ископаемыми следами настолько длительных регулярных событий такого типа. Авторы новой работы предложили феномену объяснение, но оно имеет существенные недостатки.

28 июля, 13:27
Александр Березин

Бывшие сотрудники NASA констатировали, что последнее видео испытаний крупнейшего космического корабля в истории снова показало проблемы и ограничения его теплового щита. С их точки зрения, любая из существующих технологий такого типа слишком сложна для реализации замысла Илона Маска о быстрой и безремонтной многоразовости Starship.

27 июля, 16:09
Андрей Серегин

Долгое время считалось, что у бабочек за обоняние отвечают исключительно усики, однако в последние годы ученые начали находить обонятельные рецепторы в самых неожиданных частях тела насекомых. Группа немецких биологов впервые получила прямые доказательства того, что крылья табачного бражника — полноценный орган обоняния, настроенный на распознавание летучих веществ тех растений, на которые бабочка откладывает яйца.

28 июля, 13:27
Александр Березин

Бывшие сотрудники NASA констатировали, что последнее видео испытаний крупнейшего космического корабля в истории снова показало проблемы и ограничения его теплового щита. С их точки зрения, любая из существующих технологий такого типа слишком сложна для реализации замысла Илона Маска о быстрой и безремонтной многоразовости Starship.

24 июля, 11:13
Игорь Байдов

Правильно подобранные звуковые последовательности способны не только стимулировать рост растений, но и влиять на их урожайность. К такому выводу пришли авторы нового исследования. Они разработали технологию, которая позволяет воздействовать на процессы развития растений через акустические сигналы без использования генной инженерии или химикатов. В экспериментах добились повышения урожайности мяты, сои, болгарского перца и конопли.

28 июля, 10:09
ПНИПУ

Рост средней продолжительности жизни и старение населения формируют новые требования к системе государственного планирования. Для обоснованного распределения ресурсов в сфере здравоохранения, пенсионного обеспечения и социальной поддержки необходимы достоверные данные о возрастной структуре общества. Сегодня для этого применяют специальные математические модели, позволяющие прогнозировать изменения. Проблема в том, что их создавали еще в прошлом веке. Они не учитывают существующие демографические закономерности и улучшение качества современной жизни. Их использование часто ведет к значительным погрешностям в расчетах, что, в свою очередь, делает невозможным своевременное перераспределение бюджетных средств между ключевыми государственными структурами. Ученые Пермского Политеха предложили новую модель для прогнозирования продолжительности жизни, которая работает с точностью 99,7%. Ее можно применять для планирования в сфере здравоохранения, пенсионного обеспечения и социальной поддержки.

9 июля, 13:06
Редакция Naked Science

Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.

19 июля, 20:09
Александр Березин

Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?

1 июля, 11:54
Марк Чернов

Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий