Химики Уральского федерального университета (УрФУ, Екатеринбург), Института органического синтеза УрО РАН, Шаньтоуского медицинского университета (Китай) и Университета Шри Венкатесвара (Индия) выяснили, как вещества, входящие в состав фруктов и овощей, предупреждают развитие опухолей, приостанавливают формирование злокачественных новообразований и подавляют процесс деления раковых клеток.
Для этого ученые отобрали 30 соединений из овощей и фруктов и провели ряд экспериментов. С помощью компьютерного моделирования исследователи определили, какие группы веществ и как воздействуют на белки в клетках. Описание соединений и результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.
«Чтобы создать новые мощные препараты, которые будут целенаправленно воздействовать на опухоль, необходимо определить, как пищевые соединения воздействуют на белки клеток при профилактике и терапии рака. Поэтому с помощью моделирования молекулярных механизмов мы выяснили, как вещества связываются с белками. Это позволило нам определить пул терапевтических мишеней, на которые впоследствии будут воздействовать препараты. К примеру, это антиапоптотические (предотвращают апоптоз) и проапоптотические (вызывают апоптоз) белки, протеинкиназы и другие. Но ключевой мишенью для лекарств является фосфатидилинозитол-3-киназа. Именно этот энзим влияет на мутации при раке, перестройку и амплификацию генов», — поясняет ведущий научный сотрудник лаборатории органического синтеза инновационного центра химико-фармацевтических технологий УрФУ, профессор РАН Григорий Зырянов.
Ученые, кроме того, выяснили, что противораковыми свойствами широкого спектра обладают силибинин, флавопиридол, олеандрин, урсоловая, олеаноловая, альфа- и бета-босвеллиевая кислоты, тритерпеноид и гуггулстерон. Эти соединения и ферменты содержатся в таких некрахмалистых растениях, как брокколи, капуста, шпинат, цветная капуста, морковь, салат, огурцы, помидоры, лук-порей, брюква и репа.
Профилактике и терапии рака также способствуют природные алкалоиды, монотерпены, органо-сульфиды, каротиноиды, флавоноиды, фенольные кислоты, стильбены и изофлавоны. Для терапии конкретных видов рака необходимы конкретные индивидуальные природные вещества или их комбинации. Например, ресвератрол (в избытке содержится в виноградной кожице) или птеростильбен (присутствует в плодах черники) подавляют метастазы стволовых клеток при раке молочной железы. Индол-3-карбинол (главный его источник — капуста) обладает широким спектром противоопухолевого действия и защищает клетки при раке молочной железы, толстой кишки, шейки матки, а также при эндометриозе.
«В Индии и Китае принято считать, что многие лекарственные средства можно получить непосредственно из природных источников. Мы предполагали, что продукты, отобранные для исследования, обладают противораковыми свойствами, но это необходимо было проверить. В итоге мы выяснили, что больные клетки останавливают развитие под воздействием определенных комбинаций пищевых соединений», — констатирует Григорий Зырянов.
В результате исследователи отобрали десять наиболее перспективных соединений для дальнейшего изучения. Полученные результаты — это база для разработки новых лекарств с большей эффективностью и направленностью воздействия на раковые клетки без побочных эффектов для организма.
«Не первый год мы с китайскими и индийскими коллегами занимаемся поиском противораковых соединений. Совместные проекты наших университетов показывают хорошие результаты. Дальнейшие исследования будут более обширными и позволят изучить свойства других пищевых соединений», — говорит Григорий Зырянов.
Справка
Поиском противораковых соединений в продуктах питания занимаются ученые по всему миру. Так, Национальный институт онкологии (National Cancer Institute, США) с 1987 года проводит исследования по программе химиопрофилактических испытаний. Специалисты института оценили более тысячи диетических агентов в различных комбинациях, более 40% из которых показали высокую активность для профилактики и терапии многих видов рака.
- Например, соевые изофлавоны, бета-каротин (тыква, морковь, шпинат и др.), витамин E (масло мякоти плодов пальмы, семена подсолнечника, орехи и ореховые масла), органические формы селена (содержится в редисе, горчице, ржи и др.), ликопин (томаты), периллиловый спирт (лимонник, лаванда, мята перечная, шалфей и др.) и витамины группы D показали эффективность для профилактики и терапии некоторых видов рака, включая рак простаты. Полифенолы, куркумин и галлат эпигаллокатехина значительно снижают риск рака груди. Куркумин и полифенолы чая проявляют противовоспалительную, противоинфекционную и противоопухолевую активность. Имеются данные о влиянии сульфорафана (капуста, кресс-салат и др.) на замедление опухолевых процессов, например, при раке простаты и поджелудочной железы. Диаллилтрисульфид (содержится в чесноке) является сероорганическим агентом, который снижает риск развития рака толстой и прямой кишки.
УрФУ — один из ведущих вузов России со столетней историей. Расположен в Екатеринбурге — столице Всемирных летних студенческих игр 2023 года. В Год науки и технологий примет участие в конкурсе по программе «Приоритет–2030». Вуз выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (НОЦ).
- УрФУ оперативный — в Telegram