Вчені з СПбДУ разом з колегами з Санкт-Петербурзького науково-дослідного центру екологічної безпеки РАН відкрили нове органічне з'єднання з групи тіазолотріазолів, що змінює свою активність під дією світла. Воно є інгібітором ключового ферменту нервової системи - холінестерази, яка задіяна в роботі безлічі систем організму людини. Речовини з такою дією застосовують, наприклад, у терапії хвороби Альцгеймера або в офтальмології. Відкриття хіміків допоможе «вимикати» біологічну активність препарату за допомогою лазера, а значить, більш безпечно і точно впливати на клітини людського організму. Графічний абстракт статті був опублікований на обкладинці наукового журналу Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy.
Більшість сучасних ліків не можна «включити» або «вимкнути» за велінням лікаря або пацієнта: раз вже прийняв таблетку - вона залишається біологічно активною під час всієї подорожі організмом і навіть після нього. Сьогодні, наприклад, існує проблема дезактивації антибіотиків, які після вживання людиною неминуче потрапляють у навколишнє середовище і призводять до швидкого розвитку стійких до антибіотиків штаммів мікроорганізмів.
Один з можливих способів вирішення цієї проблеми - розвиток фотофармакології, досить молодої області фармацевтики, яка вивчає речовини, здатні «вмикатися» і «вимикатися» під дією світла. Такий підхід дозволить «включати» ліки, коли вони дістануться до області запалення, або вчасно «вимикати» біологічну активність препарату з досягнення бажаного терапевтичного ефекту (або якщо у пацієнта проявилися небажані побічні ефекти).
Зазвичай фотофармакологічні агенти складаються з двох частин: самих ліків і фотоактивного «перемикача». Однак вченим СПбДУ і НДЦЕБ РАН вдалося отримати з'єднання, яке одночасно виконує обидві функції. Ним виявився метил-3-аміно-2-метил-3Н-тиазоло [3,2-b] [1,2,4] тріазол-7-ілий-6-фосфонат.
"Відкриття цієї речовини частково відбулося випадково: його вперше синтезували наші колеги з Санкт-Петербурзького державного технологічного інституту, коли вирішували завдання в галузі органічного синтезу. Згодом ми проводили спільні дослідження цієї групи речовин. У якийсь момент ми виміряли спектр поглинання і з'ясували, що якщо світити в смугу поглинання цього з'єднання лазером з певною довжиною хвилі (266 нанометрів), то воно змінить і спектр поглинання, і свою біологічну активність.
-Як виявилося, молекула змінює геометрію: відбувається обертання фосфонатної групи, що змушує з'єднання змінити біологічну активність і знизити інгібуючу здатність щодо холінестерази. Причому після світлового "вимикання" речовина залишається стабільною, її біологічна активність не відновлюється ", - розповіла про дослідження професор кафедри лазерної хімії та лазерного матеріалознавства СПбДУ доктор хімічних наук Аліна Маньшина.
Незвичайне перетворення хіміки продемонстрували в графічному абстракті своєї статті. На ілюстрації зображена пара, яка танцює твіст (англійською twist означає «поворот»), причому дівчина перебуває під світлом софіту - тобто лазерного випромінювання. Редакція журналу вирішила винести «лазерний твіст» на обкладинку номера (див. на сайті СПбДУ).
Хоча дослідження в галузі фотофармакології сьогодні проводяться поки тільки на лабораторних тваринах, все ж цей напрямок відкриває великі перспективи для лікування людини. «Переключається» інгібітор холінестерази в перспективі може використовуватися, наприклад, в офтальмології: сьогодні подібні речовини, але без світлового «перемикача», використовують для зниження очного тиску. Інший напрямок потенційного застосування фосфорованого тіазолотріазолу - лікування хвороби Альцгеймера та інших нейродегенеративних захворювань.
"Це відкриття дозволяє поставити безліч нових завдань. Як візуалізувати область, де сталося поглинання лікарського засобу? Як визначити концентрацію цих ліків? Як отримати достатню біологічну активність? Як знайти не тільки «вимикачі», а й «вмикачі» діючих речовин? До речі, саме цій темі присвячені наші нові дослідження: зараз ми працюємо з з'єднаннями, які під дією світла, навпаки, починають проявляти більш виражену біологічну активність. Вони також є одночасно ліками і фотоактивним компонентом ", - розповіла Аліна Маньшина.
До складу колективу дослідників увійшли вчені з наукової групи «Лазерного синтезу» під керівництвом професора Аліни Маньшиної (кафедра лазерної хімії та лазерного матеріалознавства Інституту хімії СПбДУ), вчені з НІЦЕБ РАН - СПБ ФІЦ РАН, а також співробітники ресурсного центру «Оптичні та лазерні методи дослідження речовини» Наукового парку СПбГУ.
