Коллектив Института биоорганической химии Национальной академии наук — в числе 10 лучших в области фундаментальных и прикладных исследований за 2019 год. Чем может быть полезна разработка ученых?
— Наш проект связан с исследованием в области противоопухолевых препаратов. Мы обнаружили ингибирующую активность в ряду производных 4-(аминометил) бензамида по отношению к нескольким онкозначимым протеинкиназам, а также способность этих соединений подавлять рост опухолевых клеток. А если простым языком, то нашли новый класс соединений, которые воздействуют на специфический белок раковой клетки и тормозят ее деление, — объясняет начальник производственного отдела научно-производственного центра «ХимФармСинтез» и один из разработчиков Александр Фарина.
Суть ракового заболевания состоит в том, что в клетках тела в какой-то момент происходит сбой и они меняются таким образом, что нарушаются процессы деления. Клетки начинают быстро делиться, растет опухолевая ткань. Первые лекарства в мире от этого недуга были общетоксические, они воздействовали как на больные клетки, так и на здоровые.
— Со временем стало ясно: у раковых есть свои особенности. И очень часто эти различия проявляются на уровне белков — молекул, выполняющих важнейшие внутриклеточные функции. На основе этого открытия и появилась так называемая таргетная терапия — препараты, воздействующие направленно на раковые клетки, — рассказывает собеседник.
Первое такое лекарство в мире было выпущено в 2001 году, им лечат хронический миелоидный лейкоз. Выживаемость пациентов с этим диагнозом — более 80 %, правда, принимать лекарство многим больным приходится постоянно.
— Сейчас таргетная терапия идет по двум основным путям — низкомолекулярные соединения и моноклональные антитела. Первые ищут свои мишени внутри раковой клетки, вторые — снаружи, — добавляет А. Фарина.
В Институте биоорганической химии основное внимание уделяют первому направлению. В 2010 году здесь совместно с Институтом химии новых материалов начали разрабатывать отечественный аналог таргетного противоопухолевого препарата. Перед нашими учеными стояла задача разработать химическую схему, с помощью которой можно быстро и недорого получить фармацевтическую субстанцию высочайшего качества. В 2015-м отечественная технология была запатентована.
— Тогда мы решили внимательнее изучить таргетные лекарства. Они относятся к классу ингибиторов протеинкиназ — это именно тот белок, который способствует развитию хронического миелоидного лейкоза. Сегодня известно свыше 100 видов рака, и многие из них характеризуются нерегулируемой киназной активностью. И если в случае с миелоидным лейкозом понятно, как действует лекарство, то при других заболеваниях не всегда ясно, какие белки нужно блокировать. Проблема заключается и в том, что сама болезнь мутирует. Вначале белок один, потом в нем меняются несколько атомов, пространственная структура, и препарат перестает работать. Нам хотелось найти новые соединения, которые тоже могут ингибировать различные протеинкиназы, — поясняет цель разработки ученый.
Поиск нужной формулы — дело кропотливое. Понадобились и интуиция, и опыт работы с компьютером. В качестве исходных данных использовали результаты рентгеноструктурного анализа — «фотографии» белков-мишеней. На них видно, как в белке «сидят» известные лекарства, за что они цепляются и какие особенности протеинкиназ можно использовать для дизайна новых ингибиторов.
— Это дало нам возможность определить базовый круг структур, которые, как мы думали, могут проникнуть в активный центр и закрепиться там. Чтобы проверить догадку, можно было, конечно, синтезировать все эти структуры. Но на это ушел бы не один год, ведь вещества самые разнообразные, у каждого свои химическая схема и методы синтеза. Поэтому мы попросили помощи у компьютера. Современное программное обеспечение дало предварительную оценку того, что будет работать, а что — нет. Из полусотни базовых структур компьютер отобрал пять предположительно наиболее эффективных, — описывает ход работы А. Фарина.
Сосредоточив внимание на этой пятерке, ученые выбрали два класса как наиболее перспективные. Один из них химикам так и не удалось синтезировать, во втором случае схема оказалась попроще, и на ее базе получили около 50 новых соединений. Настал черед проверить их эффективность. И тут уже пригодились пробирки с раковыми клетками, в которые добавляли полученные соединения. В одних клетки росли как ни в чем не бывало, в других процесс затормозился. Таких оказалось около 20. Дальше испытания проводили непосредственно на протеинкиназах. Оказалось, что они действительно блокируются.
— У нас теперь есть базовый каркас, который дальше будем улучшать. В случае успеха создадим лекарство, оно будет лечить какой-то вид рака, — надеется ученый.
А. Фарина признается, что в школе предмет «Химия» поначалу его не сильно увлек. Пока дело не дошло до раздела органической химии:
— Органическая химия — химия живых организмов. К тому же у меня был хороший учитель — Елена Анатольевна Дорошенко. Она начала со мной заниматься. Участвовал в республиканской олимпиаде, получил диплом. Судьба была предопределена — химический факультет БГУ. Выбрал кафедру органической химии, по распределению попал сюда. Институт биоорганической химии выбрал сам. Примерно понимал, куда иду, но не знал, насколько важной окажется моя работа. Ты не просто работаешь — у тебя есть шанс сделать что-то значимое.
Справочно
НПЦ «ХимФармСинтез» — современное фармацевтическое предприятие, которое открылось на базе Института биоорганической химии в 2011 году. Оно охватывает полную технологическую цепочку производства фармпрепаратов — от изготовления субстанций до готовой лекарственной формы на основе собственных разработок ученых Института и Национальной академии наук Беларуси.
Фото Сергея Пожоги
Информация предоставлена агентством «Минск-Новости»
