Пресс-центр / новости / Наука /

Пептиды из морских анемон дали анальгетический эффект

Сотрудники Института биоорганической химии РАН совместно с российскими и норвежскими коллегами выделили из морских анемон, одних из самых древних хищников на планете, анальгетические пептиды Мs9а-1 и Ueq 12-1. Способность этих веществ селективно усиливать активность рецептора TRPA1 открывает новые возможности для фундаментальных исследований и служит основой создания лекарств от боли и воспаления. Исследования проходили при поддержке Российского научного фонда, а результаты работы опубликованы в журналах Journal of Biological Chemistry и Toxins.

TRPA1, анемоны, пресс-релиз

julek022@mail.ru

Народная медицина веками создавала опытным путём свои рецепты лечебных средств. Однако вопрос о молекулярном механизме их действия долго оставался открытым. Со временем учёные выяснили, какие вещества позволяют «народным средствам» оказывать эффект при лечении простудных заболеваний. Так, они узнали, за счет чего горчица раздражает кожу, вызывая расширение сосудов и прилив крови. Оказалось, что происходит это благодаря аллилизотиоцианату, – соединению, придающим остроту и характерный запах горчице, васаби, хрену и некоторым другим продуктам.

Распознавать подобные химические вещества нашему организму помогает рецептор TRPA1. Он расположен на оболочке многих клеток человека и животных, распространен в чувствительных нейронах кожи, клетках эпителия кишечника, легких и мочевого пузыря. Известно, что при повышенной активности этого рецептора возникает хронический кожный зуд и аллергический дерматит, а также наблюдается связь с «синдромом эпизодической боли» – наследственным заболеванием, которое характеризуется неожиданно возникающей изнурительной болью при голодании или физической нагрузке. Поэтому ученые занимаются поиском фармакологических агентов, способных избирательно действовать на этот рецептор, чтобы создать в результате более эффективные противовоспалительные и обезболивающие лекарственные средства.

В новой работе исследователям из Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова (ИБХ) РАН, Филиала ИБХ РАН, Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова, Норвежского колледжа рыболовства (Norwegian College of Fishery Science), Пущинского государственного естественно-научного института и Московского физико-технического института при изучении экстрактов одних из самых древних хищников на планете – морских анемон – удалось обнаружить пептиды, непосредственно действующие на мембранный клеточный канал TRPA1 и усиливающие ток положительных ионов внутрь клетки. Работы проводились на видах Metridium senile и Urticina eques, обитающих в северных широтах Мирового океана.

Автор: Снежана Мажекенова.

Несмотря на общую биологическую мишень, пептиды совершенно не похожи друг на друга. Пептид Мs9а-1 из морской анемоны Metridium senile – короткий, он содержит 35 аминокислотных остатков, его пространственная структура стабилизирована 2 дисульфидными связями, подобно ранее описанным структурам для гомологичных пептидов из морских анемон. Второй пептид Ueq 12-1 оказался уникальным по структуре: пять дисульфидных мостиков придают пептиду необычную стабильность в растворах. Это отличает пептид среди всего многообразия известных пептидов морских анемон. Определить структуру такой плотноупакованной и перешитой дисульфидными связями молекулы было нелегкой и интересной задачей, которая была успешно решена совместно с Лабораторией биомолекулярной ЯМР-спектроскопии ИБХ РАН.

Тесты in vivo на мышах показали, что введение пептидов внутривенно давало значительный анальгетический и противовоспалительный эффект. При этом молекулы при введении не вызывали ни болевых ощущений, ни тепловой гиперчувствительности.  Обезболивающие и противовоспалительные эффекты пептидов связаны с тем, что при взаимодействии с TRPA1 пептиды делают рецептор более восприимчивым к распознаванию своих агонистов (потенцирующее действие), так что при появлении эндогенных раздражителей, таких как, например, медиаторы воспаления, происходит десенситизация TRPA1-экспрессирующих нейронов. Как следствие нейроны перестают полностью реагировать на эти раздражители, а значит, боль не возникает.

 «Несмотря на широкой спектр анальгетических препаратов, которые можно найти в аптеках, лекарственных средств, полностью удовлетворяющих требованиям эффективности и безопасности, пока не существует, – говорит Сергей Александрович Козлов, доктор химических наук, заведующий Лабораторией нейрорецепторов и нейрорегуляторов ИБХ РАН, где проводилась большая часть экспериментов. – Побочные действия присущи, как опиоидным, наркотическим, анальгетикам, так и нестероидным противовоспалительным средствам. TRPA1 – это одна из важнейших биологических мишеней. Если научиться контролировать работу этого рецептора, можно сделать огромный шаг к таргетной терапии множества заболеваний, основой которых является воспалительный процесс. Полноценные испытания найденных нами пептидов на животных покажут, есть ли у молекул потенциал для их практического применения в качестве средств против боли и воспаления».

22 мая