В научно-исследовательской лаборатории системной патологии и перспективных лекарственных средств ЮУрГУ в рамках Госзадания проводится исследование новых химических соединений, которые в перспективе могут стать антидепрессантами нового поколения.
Ученые сочетают методы биоинформатики, химического синтеза и биологического тестирования, а ключевую роль в экспериментах играют полосатые аквариумные рыбки Danio rerio (Zebrafish).
На первом этапе биоинформатики с помощью специализированного программного обеспечения анализируют взаимодействие молекул белка-переносчика серотонина (SERT) с новыми химическими соединениями. Это позволяет отобрать наиболее перспективные вещества для дальнейшего изучения. Однако компьютерное моделирование – лишь гипотеза, требующая экспериментального подтверждения.
«Вновь синтезированные би(гетеро)циклические соединения, которые мы исследуем, пока рано относить к антидепрессантам. Предварительный in silico-скрининг выявил их потенциальное сродство к серотониновому транспортеру, но реальную активность должны подтвердить эксперименты», – поясняет доктор биологических наук Мария Комелькова, руководитель лаборатории.
В настоящее время научная группа лаборатории системной патологии и перспективных лекарственных средств перешла к ключевому этапу исследований — экспериментальной проверке трех наиболее перспективных соединений-лидеров на уникальной биологической модели — рыбках Danio rerio. Высокое сходство нейромедиаторных систем Zebrafish и человека делает эту модель исключительно ценной для нейрофармакологических и нейробиологических исследований. При хроническом стрессе у Zebrafish, как и у человека, наблюдается угнетение активности серотонинергических нейронов.
«Использование Danio rerio на этом этапе исследований — это рациональный выбор в современной фармакологии, — отмечает Мария Комелькова. — Быстрота их развития и высокая чувствительность к фармакологическим воздействиям позволяют нам получать достоверные данные в сжатые сроки».
Об изучении механизмов действия потенциальных антидепрессантов говорить еще рано. Сейчас внимание ученых сосредоточено на первичной фармакологической характеристике соединений-лидеров.
«Мы оцениваем токсичность и их биологические эффекты, – рассказывает Мария Владимировна, – только для соединений, прошедших этот отбор (безопасность + выраженная биологическая активность) далее будет инициировано углубленное изучение механизмов действия. Сейчас мы проводим комплексный скрининг потенциальных соединений, определяем летальные дозы, тератогенный порог (вещества могут нарушать нормальное развитие эмбрионов рыб, которое проявляется в виде аномалий), терапевтический диапазон».
Только соединения, успешно прошедшие все этапы первичного скрининга, и соответствующие строгим критериям отбора, направляются на доклинические исследования с использованием лабораторных животных (грызунов и других млекопитающих).
«Разработка лекарства — это марафон с высокой степенью неопределенности, — отмечают специалисты. — Только препараты, доказавшие свою эффективность и безопасность в клинических условиях на больших выборках пациентов, получают шанс выйти на фармацевтический рынок».
Возможности НИЛ системной патологии и перспективных лекарственных средств не ограничиваются исследованием только антидепрессантов, здесь можно проверить воздействие практически любых инновационных материалов, соединений и продуктов. Лаборатория оснащена современным высокотехнологичным оборудованием, открывающим уникальные возможности для амбициозных междисциплинарных научных проектов.