Использование печени кальмаров, офиур и коралловых полипов в качестве основы для лекарств считается перспективным направлением в медицине, открывающим новые горизонты в морской фармакологии. Например, экстракты из водорослей используют в препаратах с антиоксидантной, антимикробной и даже противоопухолевой активностью. А пигменты морских ежей применяют для борьбы с сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Одна из новейших разработок в этой области — средство против неврологических заболеваний, над которым сейчас работают в лаборатории Национального научного центра морской биологии им. А. В. Жирмунского ДВО РАН. Подробнее о нем порталу наука.рф рассказала автор проекта, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник центра Анна Тыртышная.
Лекарства из морских глубин
Ученые давно обнаружили, что гидробионты — организмы, обитающие в морской воде — это богатый источник сырья для создания фармацевтических препаратов. В них содержатся полезные биологически активные вещества — пептиды, полисахариды, липиды. Кроме того, изучение морских организмов помогает специалистам лучше понять, как действуют уже известные лекарства, и предложить новые методы лечения. Такими исследованиями занимаются и в России, в частности, на Дальнем Востоке.
«Большим преимуществом для нас является возможность использовать в качестве сырья гидробионтов, полученных из Берингова, Охотского и Японского морей», — поясняет эксперт.
В морских организмах авторы проекта исследовали уникальные соединения — незаменимые для здоровья жирные кислоты класса омега-3. Одной из наиболее ценных является так называемая докозагексаеновая (ДГК) кислота. Это вещество играет важную роль в развитии и работе нервной системы. Поскольку наш организм не может самостоятельно его синтезировать, необходимо, чтобы эти кислоты поступали к нам с пищей.
Однако дальневосточные ученые пошли дальше и обнаружили, что производное этих кислот — синаптамид — обладает ценными свойствами, в том числе защищает нейроны от разрушения. В норме это вещество может синтезироваться в нашем организме «по требованию», чтобы бороться с воспалением нервных тканей (нейровоспалением). Такая реакция, как правило, сопровождает большинство неврологических и нейродегенеративных заболеваний, а также может возникать из-за черепно-мозговых травм. Ученые решили выяснить, как будет работать препарат на основе этого соединения.
Эксперименты показали, что, если ввести синаптамид лабораторным животным с нейропатической болью или черепно-мозговой травмой, то он останавливает развитие когнитивных нарушений, чрезмерной тревожности и нарушений памяти.
Исследователи также обнаружили, что препарат препятствует гибели нейронов, увеличивает количество синаптических контактов между ними и стимулирует появление новых клеток в гиппокампе. У лабораторных животных снизилась восприимчивость к теплу и прикосновению (так как даже незначительное воздействие может спровоцировать болевой синдром), улучшилась способность запоминать предметы и ориентироваться в лабиринте.
На рисунках ниже можно увидеть, как происходит разрушение нейронов при черепно-мозговой травме (ЧМТ); какой эффект достигается при введении синаптамида и как он препятствует разрушению нейронов:
Самый важный элемент
Исследования таких биологически активных липидов, к которым относятся вышеупомянутые кислоты, ведутся в научном центре уже более семи лет. За это время авторы проекта смогли накопить важные экспериментальные данные, понять, как лекарства с этими компонентами действуют на организм, и опубликовать порядка 25 научных работ. С помощью специального оборудования ученые проводят обширный фармакологический скрининг, чтобы найти в морских организмах подходящие соединения-кандидаты на роль препаратов для лечения неврологических и нейродегенеративных заболеваний. Биологам удалось наглядно показать, что эти соединения могут стимулировать формирование новых нейронов и улучшать синаптическую, нейрональную, глиальную пластичность.
«Липиды представляют собой обширный класс химических соединений. Учитывая тот факт, что они являются структурной и функциональной основой нервной ткани, а кроме того, входят в состав клеточных мембран и выполняют функцию сигнальных молекул, создание лекарств из этих соединений — весьма перспективное направление», — объясняет эксперт.
«Это натолкнуло нас на мысль сосредоточиться на поиске наиболее эффективных производных и затем детально изучить механизмы их фармакологической активности», — поясняет биолог.
Испытания продолжаются
В настоящее время проект находится на стадии доклинических исследований. Ученые проводят испытания in vitro, на клеточных культурах, а также in vivo — на мышах с травматическими и химическими повреждениями нервной системы.
«Мы выяснили, что наши соединения помогают сохранить нормальный уровень рабочей, кратковременной и долговременной памяти у мышей с повреждениями головного мозга. Во многом этот эффект достигается за счет сохранения структурной целостности нейронов гиппокампа — отдела головного мозга, ответственного за память и мышление», — говорит спикер.
Сейчас ученые продолжают изучать свойства препарата, его терапевтические дозы. Несмотря на то, что синаптамид в норме содержится в тканях организма, то есть, не является чужеродной молекулой, препарат требует проверки на безопасность, прежде чем перейдет к клиническим испытаниям. Кроме того, по словам автора работы, необходимо тщательно изучить поведение лекарства в организме, включая всасывание, распределение, выведение, биотрансформацию.
Разработка и внедрение новых лекарств — сложный и дорогостоящий процесс, который может занимать порядка 15 лет. Как правило, лишь небольшая часть исследуемых соединений доходит до стадии клинических испытаний и становится лекарственными средствами.
«На данном этапе критическую роль для нас играет грантовая поддержка научных фондов. Своевременное пополнение реактивной и материально-технической базы, безусловно, будет способствовать скорейшему переходу к разработке препарата. Думаю, актуальность наших исследований и перспектива принести пользу людям не вызывает сомнений. Я благодарна своим коллегам и руководителю за возможность проведения подобных исследований на базе нашего научного центра», — подчеркнула эксперт.
Анна Шиховец
