Красные водоросли, широко распространенные на тихоокеанском российском побережье, содержат уникальные по своей структуре сульфатированные полисахариды каррагинаны. Благодаря особенностям своего строения они обладают важными свойствами, такими как иммуномодулирующая, противовоспалительная, эндотоксин-нейтрализующая и антивирусная активности», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Ирина Ермак, доктор химических наук, главный научный сотрудник Тихоокеанского института биоорганической химии имени Г. Б. Елякова ДВО РАН.
Сотрудники ТИБОХ ДВО РАН (Владивосток) вместе с французскими коллегами доказали сложную структуру каррагинана, выделенного из красной водоросли
Tichocarpus crinitus, собранной в Японском море. С помощью специфических ферментов ученые получили низкомолекулярные производные каррагинана — олигосахариды. Они изучили их масс-спектрометрией, используя современный метод «мягкой» ионизации, основанный на воздействии на матрицу с анализируемым олигосахаридом импульсами лазерного излучения. Таким образом ученым удалось выявить участки, устойчивые к действию ферментов, и установить, из каких ключевых фрагментов состоят производные каррагинанов.
Знание полной структуры полисахарида позволило приступить к изучению его физиологического действия. Совместно с коллегами из Института молекулярной биологии имени В. А. Энгельгардта РАН (Москва) ученые провели оценку антивирусной активности этого полисахарида и его низкомолекулярных производных-олигосахаридов. Для этого вместо реальных вирусов были использованы вирусные векторы в сочетании с белками оболочек разных вирусов: вируса везикулярного стоматита, вируса иммунодефицита человека HIV-1 и ретровируса мыши Mus caroli. Эти частицы содержали флуоресцентные маркерные белки, что позволило выявлять зараженные клетки по их свечению. В качестве клеток ученые использовали Т-лимфоциты, которые обычно атакует ВИЧ.
Противовирусный эффект полисахарида и его олигосахаридов начинался с минимальных наномолярных и совершенно нетоксичных для клеток концентраций, что демонстрирует их активность и безопасность. Каррагинан и его олигосахариды, добавленные в очень низкой концентрации, вызывали значительное снижение количества инфицированных клеток. Это эффект становился более выраженным, когда в культуральную среду добавляли больше полисахарида.
Оказалось, что каррагинан и его олигосахариды проявляют специфичность к определенным вирусным белкам и, соответственно, с разной эффективностью действуют на возбудителей. Полисахарид существенно подавляет инфицирование клеток вирусом иммунодефицита и ретровирусом (в 10 и 7 раз соответственно) и оказывает менее выраженное действие на везикулярный вирус стоматита.
«Отсутствие токсичности и высокая противовирусная активность в малых концентрациях каррагинана и его низкомолекулярного производного открывают большой потенциал этих веществ в качестве противовирусных средств, в частности против вируса иммунодефицита. Мы продолжаем изучение полисахаридов водорослей на различных моделях и уже получили обнадеживающие результаты по их антигерпетической активности. Поддержка со стороны РНФ позволяет надеяться на продолжение этих работ не только на различных клеточных линиях, но и на экспериментальных животных. В перспективе это может открыть возможность медицинского применения столь интересных по физиологическому действию и уникальных по структуре и физико-химическим свойствам морских полисахаридов», — подводит итог Ирина Ермак.
