Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Journal of Inorganic Biochemistry (прим. – Пресс-служба РНФ).
Ученые из Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН синтезировали комплекс железа, который может лечь в основу перспективных лекарств от гипертонии и тромбоза. Его главная особенность в том, что он содержит реакционные группы оксида азота (соединения азота с кислородом), которые способны высвобождаться в организме без дополнительной активации. Это вещество играет важную роль в работе сердечно-сосудистой системы: оно помогает расслаблять стенки сосудов и тем самым избегать повышенного давления. Кроме того, молекула препятствует образованию тромбов.
Однако в некоторых случаях его синтез в организме нарушается, и недостаток этого вещества приводит к гипертонии, сердечной недостаточности и другим болезням, рассказали ученые. В этих случаях врачи используют препараты, которые искусственно восполняют недостаток, например, нитроглицерин. Однако существующие лекарства вызывают побочные эффекты, развитие толерантности (привыкания) и действуют непродолжительно, из-за чего больным нужно регулярно принимать таблетки. Поэтому ученые ищут более безопасные соединения с длительным действием.
Чтобы решить эту задачу, ученые исследовали свойства трех полученных комплексов железа и выяснили, что они начинают выделять оксид азота сразу после растворения, однако делают это постепенно. Наиболее медленный распад — в течение нескольких дней — наблюдался при использовании соединения с самой длинной углеродной цепочкой между железным центром и фенильным кольцом (кольцом из атомов углерода).
Эксперименты с клеточными культурами показали, что комплекс с наиболее длительным временем распада оказался и наиболее безопасным: он не снижал жизнеспособность клеток даже в концентрациях, превышающих показатели двух других соединений в четыре и 1,13 раза соответственно. Поэтому он потенциально может лечь в основу лекарств-доноров оксида азота с более длительным действием, чем у существующих препаратов.— Такое строение замедляло распад молекулы: комплекс постепенно выделял оксид азота, а образующиеся промежуточные соединения оставались стабильными в растворе в течение длительного времени, — пояснила руководитель проекта, ведущий научный сотрудник Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН Олеся Покидова.
— В дальнейшем мы планируем исследовать полученные соединения на экспериментальных животных. Кроме того, будем продолжать разрабатывать и изучать свойства, в том числе биологическую активность и скорость высвобождения оксида азота из других соединений данного ряда, — рассказала Олеся Покидова.
Оксид азота — это внутренний «расширитель сосудов», и при его нехватке сердце работает на износ. Проблема старых препаратов вроде нитроглицерина в том, что они действуют как «скорая помощь»: быстро, но кратковременно, плюс организм привыкает и просит всё большую дозу, рассказала «Известиям» молекулярный биолог Арина Холькина.
Несмотря на важную физиологическую роль, практическое применение оксида азота ограничено: он крайне нестабилен и быстро разрушается. Поэтому в медицине используют доноры оксида азота — соединения, способные высвобождать его в организме. Классический пример — нитроглицерин. Однако такие препараты действуют быстро, но кратковременно, и их эффект сложно поддерживать на стабильном уровне при длительной терапии, рассказал директор по экономике здравоохранения ГК «Р-Фарм» Александр Быков.— Новые комплексы железа — это скорее «умная капельница». Они выделяют оксид азота постепенно, в течение нескольких дней, без дополнительной активации и без токсичности для клеток. Конечно, до внедрение новых препаратов в аптеки еще далеко, так как нужны испытания на животных. Сама идея «долгого и безопасного выделения NO» выглядит очень перспективной. Особенно для пациентов с гипертонией и сердечной недостаточностью, которым сейчас приходится пить таблетки по несколько раз в день, — отметила специалист.
Для некоторых соединений высвобождение продолжается в течение нескольких дней. С практической точки зрения это принципиально важно: более медленное и контролируемое высвобождение позволяет обеспечить стабильный сосудистый эффект без резких колебаний концентрации. Это может снизить частоту приема лекарственных препаратов без потери эффективности, подчеркнул специалист.— Российскими учеными предложен альтернативный подход — использование комплексов железа, которые одновременно способны участвовать в регуляции сосудистых процессов и восполнении дефицита железа. В этих соединениях оксид азота химически связан с железом и встроен в более устойчивую молекулярную структуру. Это позволяет не только стабилизировать оксид азота, но и управлять его высвобождением за счет особенностей строения комплекса и условий окружающей среды, — рассказал он.
