Как тропические актинии помогут в борьбе с «Альцгеймером»

Актинии вида Heteractis magnifica способны помочь в борьбе с болезнью Альцгеймера. Эти морские организмы содержат нейропротекторные вещества — пептиды, замедляющие воспалительный процесс и разрушение клеточных нейронов. К такому выводу пришли исследователи в рамках реализации совместной образовательной программы Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и Тихоокеанского института биоорганической химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТИБОХ ДВО РАН) «Фундаментальная и прикладная химия». Новая статья опубликована в Russian Journal of Bioorganic Chemistry

Актиния Heteractis magnifica

Ученые синтезировали пептид Кунитц-типа HMIQ3c1 — рекомбинантный аналог пептида, который содержится в тропических актиниях Heteractis magnifica — морских донных организмах из класса коралловых. Актинии были собраны на Сейшельских островах во время экспедиции на научно-исследовательском судне «Академик Опарин». В ходе генетических исследований актиний удалось выявить новую группу пептидов Кунитц-типа. Используя структуру гена, кодирующего один из этих пептидов, ученые синтезировали аналог природного вещества в лаборатории ТИБОХ ДВО РАН.

Синтезированный пептид обладает нейропротекторными свойствами, то есть препятствует гибели нейронов и предотвращает развитие воспаления, в том числе по модели болезни Альцгеймера. Пациенты, страдающие этой формой заболевания, подвержены различным неврологическим нарушениям, включая пространственную дезориентацию и потерю памяти. Лабораторные исследования пептида проведены на клетках нейробластомы мыши. Оказалось, что он снижает уровень губительных для клеток активных форм кислорода, который резко повышается в результате воздействия на клетку нейротоксина — 6-гидроксидофамина, — обусловливающего гибель нейронов. Этот же механизм актуален и для клеток человека.

«В то время как воспалительный процесс — нормальная реакция организма на повреждение, заражение или другой внешний раздражитель, хроническое воспаление может стать причиной многих серьезных заболеваний. В их числе не только болезнь Альцгеймера, но и Паркинсона, а также артриты, панкреатиты, рак и другие заболевания, — рассказала старший научный сотрудник ТИБОХ ДВО РАН, доцент кафедры биоорганической химии и биотехнологии Школы естественных наук ДВФУ Елена Лейченко. — Протеазы — ферменты, разрушающие белки. Они играют важную роль в процессе воспаления, а, следовательно, входят в число наиболее желаемых мишеней для новых противовоспалительных препаратов».

Поиск соединений, способных остановить гибель нейронов — важная задача науки и медицины. В организмах многих морских беспозвоночных и млекопитающих уже найдены вещества — ингибиторы, способные блокировать протеазы. Ингибиторы Кунитц-типа представляют для ученых особый интерес. Они не только могут блокировать разрушительные ферменты, но и взаимодействовать с различными рецепторами и ионными каналами. Таким образом, ингибиторы этого типа оказывают воздействие сразу на несколько терапевтических мишеней, и способны одновременно решать несколько задач.

Актинии служат богатейшим источником таких ингибиторов. В предыдущей работе ученые ТИБОХ и ДВФУ обнаружили ингибиторы протеаз в Heteractis crispa, которые также обладают значительным фармакологическим потенциалом. По словам Елены Лейченко, биологические вещества актиний имеют не только нейропротекторные, но и противораковые свойства. Однако защитные свойства этих веществ и комбинации, в которых они будут работать надлежащим образом, требуют дополнительных исследований. Реальное производство нового поколения лекарств может быть запущено через 3-5 лет после всех стадий испытаний — доклинических и клинических, на которые потребуются значительные средства.

Kvetkina, A.N., Leychenko, E.V., Yurchenko, E.A. et al. Russ J Bioorg Chem (2018) 44: 416. https://doi.org/10.1134/S106816201804012X