Специалисты ЮУрГУ синтезировали и исследовали новые, впервые полученные комплексные соединения платины для использования их в качестве лекарственных средств. Ученые выявили, что новые комплексные соединения платины обладают меньшей токсичностью и потенциалом защищать те ферменты в организме человека, которые при лечении онкологических заболеваний атакуются химиотерапевтическими препаратами.
Один из авторов исследования, кандидат химических наук, Алена Зыкова / ©Фото из архива Алены Зыковой / ЮуРГУ
Комплексы платины обладают уникальными свойствами, благодаря которым они применяются во многих сферах. В своей совместной работе научный сотрудник НИИ «Перспективные материалы и технологии ресурсосбережения» Алена Зыкова и соавтор исследования, профессор Юрица Новак выявили, что синтезированные новые комплексные соединения платины (IV) и (II) c органиламмониевыми и органилтрифенилфосфониевыми катионами сохраняют свой лекарственный потенциал и вместе с тем – обладают меньшей токсичностью, нежели уже существующие соединения. Новые соединения способны блокировать те ферменты, на которые при лечении онкологических заболеваний воздействуют химиотерапевтические препараты, также они могут стать важными агентами в лечении вирусных инфекций, таких как ВИЧ и атипичная пневмония.
«Из исследований известно, что цитотоксичность молекулярных соединений платины в значительной степени определяется лигандным окружением, и при правильной настройке целевых комплексов могут быть получены соединения, не обладающие существенной токсичностью. В связи с этим интерес был направлен на синтез ионных комплексов платины с различными органическими заместителями», – поясняет один из авторов исследования, кандидат химических наук, Алена Зыкова.
Вычислительная часть исследования была проведена в НИЛ Компьютерного моделирования лекарственных средств им. В. А. Потемкина в ЮУрГУ. В исследовании были использованы модели машинного обучения, разработанные под руководством Владимира Александровича Потемкина, который многие годы занимался дизайном новых лекарств с помощью компьютерного моделирования. Этот же способ (в сочетании с применением глубоких нейронных сетей) был использован здесь для получения новых платиновых соединений – для возможности предварительной оценки их биоактивности против различных заболеваний.
«Процесс синтезирования лекарств все еще долгий и дорогой. Однако методы компьютерного моделирования лекарств в сочетании с колоссальным ростом вычислительной мощности в последние годы могут дать большое количество преимуществ в современной разработке лекарств. Мы использовали новейший алгоритм машинного обучения и глубокие нейронные сети, чтобы идентифицировать потенциальное фармакологическое применение впервые полученных платиновых комплексных соединений. Наше исследование открывает возможности для развития селективных препаратов с минимальными, а в идеале – отсутствующими побочными эффектами. А также этот подход может значительно ускорить разработку препаратов и снизить ее стоимость», – рассказал Юрица Новак, доктор химических наук.
Результаты исследования опубликованы в журнале Bioimpacts (Q2). В настоящее время готовится вторая публикация, совместно с учеными из Индии, в которой будут объединены синтез комплексов платины, расчетная часть с прогнозом биологической активности и экспериментальные исследования in vitro и in vivo. Исследование было поддержано Правительством Российской Федерации (постановление № 211, соглашение № 02.A03.21.0011) и Министерством науки и высшего образования РФ (FENU‐2020‐0019).
Южно-Уральский государственный университет – это университет трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году ЮУрГУ победил в конкурсе по программе «Приоритет 2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ), который призван решить задачи национального проекта «Наука и университеты».
Валерия Литвиненко
