Специалисты НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ разработали новый анальгетик, действие которого аналогично морфину, но препарат не вызывает привыкания. Сейчас разработчики готовятся к доклинической стадии испытаний средства. В случае успеха медики получат лекарство, которое можно будет вводить в организм пациента в форме капель в нос. Оттуда через слизистую вдоль нервных волокон оно будет попадать в мозг.
Защитить от ферментов
Ученые Курчатовского института создали новый вид анальгетика, который по своим свойствам не уступает морфию, но нетоксичен и не вызывает привыкания. Обезболивающее действие препарата основано на эффекте, который оказывает на организм нейропептид энкефалин. О том, что это вещество способно снимать боль, специалистам известно давно. Но на практике применить его не получалось: в мозге нейропептид распадался под воздействием ферментов. Специалистам удалось сделать энкефалин более устойчивым с помощью аминокислоты бета-аланина. Это позволило увеличить время обезболивающего воздействия соединения с 30 до 180 минут.
— Первоначально мы обнаружили, что бета-аланин защищает пептиды в среде мозга от нападающих на них ферментов, и решили проверить этот эффект на примере лекарственного пептида — энкефалина, — рассказал главный научный сотрудник НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ Марк Мосевицкий.
Ученые смогли сделать энкефалин стабильным, обнаружив в мозге млекопитающих группы внеклеточных металлопептидаз, получивших название NEMP (Neuron bound extracellular Metallo Peptidases). Они располагаются на поверхности аксонных окончаний нейронов и разрушают лекарственные пептиды, которые вводятся в организм. Раньше попытки затормозить действие NEMP нарушали нормальные биохимические и физиологические процессы. Но пептиды из этой группы не способны нарушить связь, в которой участвует бета-аланин, выяснили ученые. Они создали несколько модификаций энкефалина с этой аминокислотой.
Фото: Global Look Press/Nikolay Gyngazov
Чтобы проверить стабильность полученного вещества, ученые провели испытания в условиях, имитирующих те, в которые попадает пептид в мозге (использовалась суспензия выделенных аксонных окончаний нейронов). Эксперимент показал: незащищенный энкефалин полностью разрушался за 40 минут, а его модификации с бета-аланином даже через 180 минут сохраняли целостность молекул на уровне 70–85%.
Обезболивающий эффект препарата проверили на крысах с помощью стандартного опыта «отдергивания хвоста». Для этого хвосты животных погружают в воду температурой 55 °С и засекают, через сколько секунд крысы их отдернут. Чем больше времени пройдет, тем сильнее анестезия.
Оказалось, что по этому тесту показатели одной из модифицированных форм энкефалина практически совпадают с морфином, другой — даже выше. Препарат также проверили на острую токсичность, тест оказался отрицательным. Кроме того, эксперименты показали, что вещество не вызывает зависимости и не приводит к нарушениям поведения и памяти.
Фото: Global Look Press/David Devins
Вещество-антагонист для модифицированного энкефалина — налоксон, выяснили ученые. Это же соединение является антагонистом для морфина. Это означает, что разработанное вещество воздействует на те же рецепторы, что и морфин.
Сейчас разработчики готовятся к доклинической стадии испытаний препарата, которая следует за лабораторными исследованиями. В случае успеха медики получат лекарство, которое можно будет вводить в организм пациента в форме капель в нос. Оттуда через слизистую вдоль нервных волокон оно будет попадать в мозг.
Без боли и побочных эффектов
Сейчас практически все сильные обезболивающие в клинической практике — производные морфия, пояснил «Известиям» доцент кафедры ядерной медицины Инженерно-физического института биомедицины НИЯУ МИФИ, начальник Центра биотехнологий Дмитрий Сосин. У пациентов формируется психическая и физическая зависимости от таких препаратов, и медики нуждаются в средстве, лишенном хотя бы части этих недостатков.
— Специалистам из Курчатовского института удалось решить задачу по предотвращению деградации энкефалинов и подготовить препарат к предклиническим испытаниям, — сказал эксперт.
Большинство природных и синтетических молекул, используемых в качестве основы для создания анальгетиков, участвуют во многих метаболических путях и, как следствие, имеют достаточно выраженные побочные эффекты, рассказал профессор исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Константин Бразовский.
— Экспериментально подтвержденная продолжительность и величина анальгезирующего действия новой молекулы свидетельствуют о возможности создания принципиально нового класса высокоэффективных синтетических опиоидных анальгетиков без характерных побочных эффектов, — считает Константин Бразовский.
Фото: ИЗВЕСТИЯ/Зураб Джавахадзе
Авторы исследования предложили уникальные производные энкефалинов, обладающие высокой специфичностью и химической стабильностью в физиологических условиях, отметил научный сотрудник лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС» (вуз — участник проекта повышения конкурентоспособности образования «5-100») Алексей Никитин.
— Отличительной особенностью и главным преимуществом полученных аналогов энкефалина является отсутствие привыкания к препарату, а также пролонгированный анальгезирующий эффект, обусловленный отсутствием связывания полученных молекул с нейронами внеклеточных экзопептидаз, — сказал Алексей Никитин.
Современной медицине нужны высокоэффективные обезболивающие препараты и представленную разработку можно считать революционной, согласна профессор Медицинского института БФУ имени Иммануила Канта Светлана Перепелица.
— Пока это только первая часть исследования — эксперимент. Впереди у научного коллектива еще много работы: разработка нового препарата может занимать несколько лет, — отметила эксперт.
Ученым предстоит создать лекарственную форму, в которой препарат дошел бы до синаптической щели не разрушенным протеазами, не вызывал бы реакций гиперчувствительности и иммунного ответа, указал заведующий кафедрой общей врачебной практики Медицинского института РУДН, официальный эксперт в научно-технической сфере Минобрнауки РФ Николай Стуров.