Как свет борется с болью и аритмией
Подходы фотофармакологии могут повысить безопасность лекарственных средств
Современные методы медицинской химии позволяют создавать «под ключ» новые лекарства, избирательно действующие на молекулярные мишени в организме, связанные с заболеванием. Несмотря на прогресс в развитии современной фармакологии, многие лекарства по-прежнему могут вызывать побочные эффекты. Одной из причин является отсутствие контроля за действием лекарств после их попадания в организм.
Фото: Ярослав Чингаев, Коммерсантъ
Фото: Ярослав Чингаев, Коммерсантъ
В настоящее время разрабатываются методы, позволяющие «включать» и «выключать» препараты внутри организма. Подобный подход позволяет управлять действием препарата внутри организма, что снижает риск возникновения побочных эффектов.
Фотофармакология — это область медицинской химии, направленная на разработку новых лекарств, действие которых можно контролировать с помощью света. В основе данного метода лежат молекулы-фотопереключатели, способные изменять свою форму под действием света. Подобные особенности приводят к существованию двух форм лекарства, которые обратимо переходят друг в друга при облучении. При этом лишь одна из двух форм способна действовать на молекулярную мишень, что и обеспечивает возможность контроля за лекарственным действием.
В РТУ МИРЭА на кафедре химии и технологии биологически активных соединений, медицинской и органической химии под руководством д. х. н., профессора Михаила Александровича Грина уже несколько лет разрабатываются фотофармакологические препараты для управляемого светом обезболивания. Подобные лекарства позволяют управлять анестезией, избежать попадания соединения в системный кровоток, а после процедуры «выключить» анестетик, минимизируя риски возникновения опасных побочных явлений, в числе которых остановка сердца и дыхания.
При разработке новых управляемых светом анестетиков проводят дизайн целевых соединений с использованием in silico компьютерного моделирования, после чего осуществляется их химический синтез. Для проверки обезболивающего эффекта используется малоинвазивная биологическая модель поверхностной анестезии на роговице глаза кролика. Данная биологическая модель, рекомендованная Минздравом РФ для исследования новых местных анестетиков, была адаптирована для исследования светочувствительных препаратов.
Другим направлением работы научной группы является разработка фотопереключаемых антиаритмиков. Одним из широко используемых способов лечения аритмии является абляция, в ходе которой на очаги аритмии в сердце с «неправильной» работой воздействуют с помощью лазера, ультразвука, низкой температуры (криоабляция) или радиочастотных волн.
Рисунок: РТУ МИРЭА
Рисунок: РТУ МИРЭА
Однако подобная процедура может приводить к появлению шрамов (рубцов) на сердце, которые сами могут стать причиной возникновения аритмии. Использование управляемых светом антиаритмиков может позволить «перезагрузить» неверно функционирующие области сердца, после чего «включить» их обратно при помощи света. При этом возобновляется нормальная работа сердца, а препарат благополучно выводится из организма в неактивном виде, не оставляя каких-либо негативных последствий. Биологические исследования новых азобензолсодержащих препаратов проводятся совместно с другими научными центрами, в числе которых МФТИ, ИЭФБ РАН и МНИОИ им. П. А. Герцена.
Подготовлено при поддержке РТУ МИРЭА