Российские учёные совместно с иностранными коллегами разработали метод, который позволяет заранее определить, как тот или иной химический препарат будет действовать в организме пациента. Инновационный подход предполагает два этапа: в первую очередь молекулярная структура будущего лекарства исследуется при помощи компьютерного моделирования, а затем полученные данные проверяются экспериментально, методом электронного парамагнитного резонанса. По словам авторов работы, этот способ сильно упростит получение новых препаратов от рака.
Российские учёные совместно с зарубежными коллегами разработали метод анализа противораковых препаратов. Он призван ускорить создание новых эффективных и безопасных лекарств. Об этом RT рассказали в пресс-службе Российского научного фонда. Результаты научной работы, которая проводилась при поддержке фонда, опубликованы в Journal of the American Chemical Society.
В исследовании принимали участие учёные из Международного томографического центра Сибирского отделения РАН, сотрудники РТУ МИРЭА, Новосибирского государственного университета, а также Свободного университета Берлина.
Разрабатывая новую методику, которая позволяет выяснить, как именно взаимодействуют молекулы лекарства с белками в организме пациента, авторы работы объединили технологии молекулярного моделирования и электронного парамагнитного резонанса.
Как известно, в организме человека лекарственные препараты воздействуют прежде всего на белки, связываясь с определёнными участками их молекул. Эффективность большинства лекарств как раз и зависит от степени их связывания с сывороточным альбумином — белком, который содержится в плазме крови и отвечает в том числе за перенос лекарственных препаратов.
Чем сильнее препарат связывается с альбумином, тем слабее его воздействие на организм. Если же, напротив, связывание оказывается менее прочным, чем нужно, лекарство не распределится равномерно по организму и разрушится, не достигнув места назначения. Поэтому при создании новых противораковых лекарств очень важно выяснить, как именно его молекулы будут связываться с альбумином.
Как правило, для этого используется молекулярное моделирование. Но его результаты не всегда применимы на практике.
Подход к решению этой проблемы, изложенный в новом исследовании, дополняет молекулярное моделирование данными, которые удалось собрать с помощью электронного парамагнитного резонанса — метода, который позволяет определить строение соединений на основе информации о том, как они поглощают электромагнитное излучение.
Учёные опробовали методику на примере фотосенсибилизаторов — это препараты, которые при активации светом подавляют развитие раковых опухолей. Для эксперимента учёные выбрали семь соединений, взаимодействие которых с альбумином было мало изучено ранее.
Сначала авторы работы определили возможные участки связывания с помощью компьютерного моделирования. А затем проверили полученные данные экспериментально, применив электронный парамагнитный резонанс. На финальном этапе работы исследователи окончательно определили структуру сайтов связывания с гемоподобными структурами, прибегнув к компьютерным вычислениям.
Это позволило достоверно установить, как именно данные соединения взаимодействуют с альбумином. Такой способ сэкономит время и ресурсы при разработке новых препаратов, а также сделает анализ противораковых соединений более точным, уверены исследователи.
«Наша работа позволяет предсказывать наиболее перспективные для фотодинамической противораковой терапии соединения. В дальнейшем мы планируем использовать предложенный подход для изучения связывания фотосенсибилизаторов с другими биомакромолекулами, например с ДНК», — рассказала RT руководитель проекта, кандидат химических наук, доцент Российского технологического университета МИРЭА Ксения Жданова.