Группа ученых из России, Болгарии и Испании получила новый комплекс лантана (III) с люминесцентным триазольным лигандом, который способен избирательно регулировать уровень активных форм кислорода (АФК) в клетках. АФК играют двойственную роль в организме: в малых концентрация они являются участниками множества метаболических реакций в клетке, в программируемой гибели клетки (индукции апоптоза), формировании резистентности организма к инфекциям, обеспечении регенерации органов и тканей. Полученный результат открывает перспективы для разработки новых противораковых и противоинфекционных препаратов. Результаты исследования опубликованы в журнале Molecules.
«Комплексы с лантаном демонстрируют широкий спектр биологических эффектов: антиоксидантную активность, противовоспалительное действие, ускорение регенерации тканей и обезболивание. В исследовании, проведенном нами совместно с биологами медицинского университета Софии, мы показали, что как лантановые комплексы La(III), так и свободные органические лиганды влияют на уровень активных форм кислорода. При этом обнаружено, что они проявляют двойственный эффект: в одних тестах выступают как антиоксиданты, защищая здоровые клетки, в других — как прооксиданты, способствуя гибели опухолевых клеток. Такая специфическая направленность действия делает их перспективными кандидатами в разработке новых препаратов для онкотерапии», — пояснила профессор кафедры технологии органического синтеза УрФУ Наталия Бельская.
АФК постоянно образуются в клетках живых организмов как продукты нормального метаболизма кислорода в процессе окислительно-восстановительных реакций дыхательной цепи. Эти чрезвычайно активные молекулы и частицы играют важную роль в клеточной физиологии, участвуют в биологических процессах и могут оказывать как повреждающее, так и регулирующее действие на клеточные структуры. Но при их избыточном накоплении возникает нарушение баланса между образованием и удалением АФК. Оксидантный стресс ведет к повреждению компонентов живых клеток и способствует преждевременному старению, воспалениям, развитию хронических заболеваний (сердечно-сосудистых, неврологических) и возникновению злокачественных опухолей.
«Синтезированные органические лиганды и их комплексы влияют на образование и активность АФК. Для понимания их действия на оксидантный стресс необходимо провести всестороннее исследование поведения этих соединений в клетках и изучение возможных биомеханизмов в рамках живой системы. В дальнейшем мы планируем продолжить поиск новых лигандов и комплексов с улучшенной активностью, а также более подробно изучить различные варианты биологического эффекта, характерные для комплексов La(III). Будет проведен анализ соотношения терапевтической эффективности и токсичности, определены их физико-химические свойства, включая стабильность, растворимость и влияние микросреды», — уточнила Наталия Бельская.
В настоящий момент ученые проводят химические и биологические исследования in vitro для создания новых биологически активных веществ. Российская команда занимается синтезом новых лигандов и комплексов La(III), а также исследованием их химических, фотофизических и физико-химических свойств. Болгарские коллеги сфокусированы на синтезе комплексов c другими металлами из группы лантаноидов и проведении биологических исследований.
Справка
Лантаноиды — группа металлов, которые широко используются в медицине благодаря своей способности образовывать стабильные комплексы с органическими лигандами и проявлять разнообразную биологическую активность. Органические соединения могут влиять на баланс между образованием свободных радикалов и антиоксидантной защитой организма, действуя как антиоксиданты, уменьшающие уровень радикалов и защищающие клетки, либо как прооксиданты, усиливающие образование АФК и воздействующие на опухолевые клетки с терапевтическим эффектом.
Отметим, исследования в УрФУ проводятся при поддержке Минобрнауки России в рамках десятилетия науки и технологий.
О синтезе лекарственных препаратов, какие наработки существуют на Урале и как развивается сфера в целом — подробнее в видео проекта "Формула эволюции", посвященном лекарственным препаратам.