Из яда скорпиона сделали лекарство от рака
Учёные из Института биоорганической химии имени академиков Шемякина и Овчинникова, Дальневосточного федерального университета, Высшей школы экономики, Московского физико-технического института и Лёвенского католического университета провели исследование и настроили взаимодействие молекул яда с каналами калия, создав эффективный блокатор утечки металла из организма.
Калиевые каналы являются важными мембранными белками для всех живых организмов — они контролируют вывод ионов калия из организма. Для млекопитающих особое значение имеют каналы с напряжёнными связями, в частности KV1.3 — это одна из наиболее изученных изоформ К+, которая участвует в развитии аутоиммунных заболеваний (например, рассеянного склероза и сахарного диабета первого типа), а также некоторых типов рака.
Одним из направлений фармакологических исследований является поиск способа влияния на KV1.3 — тем самым можно найти лекарство от многих болезней. Учёные активно исследуют природные соединения: растительные экстракты и яды животных. Биологи уже много лет используют их при производстве лекарств: например, яд конусной улитки входит в состав экспериментальных препаратов от болезни Альцгеймера и эпилепсии.
Яд животных служит богатым источником перспективных соединений, влияющих на ионные каналы, которые могут быть использованы в качестве потенциальных лекарств, считают учёные. Белки и токсины, которые содержатся в ядах некоторых животных, попадают на клетки и блокируют вывод веществ из них. Для здорового человека это смертельно, но при некоторых нейродегенеративных болезнях, когда утечка ионов калия из клеток слишком сильна, таким способом можно помочь пациенту.
Группа российских учёных создала лекарство на основе яда пёстрого скорпиона. Он не смертелен — при контакте с ним человек будет лишь ощущать боль, зуд, отек и жжение. Некоторые его компоненты уже использовались для лечения малярии и артрита. Для нового исследования биологи выделили из токсина белок MeKTx13−3, который затрагивает работу каналов KV1.1 и в меньшей степени KV1.3. Чтобы сделать из него препарат, влияющий на KV1.3, пришлось изучить, как он взаимодействует с разными типами ионных каналов.
Исследователи установили, что структуру белка можно изменить и сильно снизить его влияние на KV1.1. Выяснилось, что нужно заменить всего четыре аминокислоты, чтобы ослабить воздействие белка на KV1.1 и KV1.2 и тем самым предотвратить электростатическое отталкивание ионов. Опыты на зародышах лягушек показали, что учёным удалось в 100 раз повысить эффективность воздействия токсина на каналы KV1.3.
Новое соединение, названное MeKTx13−3_AAAR, собираются использовать для создания препаратов против нейродегенеративных расстройств, аутоиммунных заболеваний и рака. Биологи предполагают, что таким же образом будет возможно изменить воздействие других токсинов на калиевые каналы, но данных о том, как работают соединения Ktх, пока недостаточно. Чтобы понять, насколько реально провести такие изменения, потребуются дополнительные эксперименты.
