Антибиотики, молекулы и человек

Учёные продолжают продвигать вперёд лекарственные препараты, имеющие жизненно важное значение для людей

В Москве прошла Международная конференция по биоорганической химии, биотехнологии и бионанотехноло-гии, посвящённая 55-летию Института биоорганической химии им. М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова РАН и 80-летию со дня рождения академика Ю.Овчинникова

Мероприятие началось весьма торжественно: ведущие учёные России напомнили об огромном вкладе академика РАН Юрия Овчинникова в развитие науки нашей страны, о научных исследованиях в области биоорганической химии и биотехнологии, которые проводил этот, вне всякого сомнения, выдающийся человек вместе со своими коллегами. Также на открытии форума было сказано, что данное мероприятие, в котором приняли участие всемирно известные зарубежные учёные и хорошо известные научным кругам российские специалисты, внесёт свой достойный вклад в продвижение вперёд эффективных медицинских препаратов, имеющих жизненно важное значение для человека.

Примечательно, что ИБХ РАН называют сегодня уникальным научно-исследовательским центром физико-химической биологии и биотехнологии в России. Большинство современных направлений биомолекулярной науки изучается в настоящее время в институте, учёные проводят геномные и протеомные исследования, занимаются молекулярной биотехнологией и биоинженерией, биоинформатикой и молекулярным моделированием, упорно работают над изучением пептидно-белковых веществ, нуклеиновых кислот и низкомолекулярных биорегуляторов.

Так, совсем недавно отечественные специалисты из Института биоорганической химии, Института общей физики и Московского физико-технического института добились коллективного грандиозного успеха: при их непосредственном участии были сделаны первые шаги по созданию медицинских нанороботов. Учёные дали возможность нано- и микрочастицам выполнять логические вычисления с помощью биохимических реакций. Такого рода экспериментальные работы находятся уже на мировом уровне и во многом определяют уровень исследований в России и за её пределами.
Первое слово на конференции было предоставлено лауреату Нобелевской премии, американскому молекулярному биологу Сиднею Олтмену, посвятившему своё выступление настоящему и будущему антибиотиков. На взгляд учёного, будущие антибиотики смогут «выключать» генетические процессы в клетках микроорганизмов. Тем самым антибиотики помогут решить проблему резистентности бактерий к традиционно использующимся медикаментам. Упорно и непрерывно работая над созданием новых препаратов, С.Олтмен пришёл к выводу, что на смену простым молекулам антибиотиков придут абсолютно другие соединения – искусственно синтезированные, главная цель которых состоит в «отключении» действия генов у микроорганизмов.

За основу новых лекарственных средств, полагает учёный, следует брать морфолиновые олигонукле-отиды, а также цепи искусственных нуклеиновых кислот. Они-то и применяются для изменения работы генотипа микробов. Специалисты считают создание таких соединений очень перспективным направлением в биофармацевтике.

Кроме того, последнее время учёные всего мира наблюдают повышение смертности от болезней, которые вызывают лекарственно-устойчивые штаммы бактерий. Новые препараты хорошо заявили о себе в лабораторных исследованиях, так как они уничтожают возбудителей малярии. Безусловно, всё новое и передовое требует и гораздо больше финансовых затрат, но экономия ожидается в другом – в снижении смертности. Пока ещё существует немало заболеваний, против которых антибиотики, увы, бессильны.

Уже сегодня учёные готовы создать принципиально новые препараты, к которым не мог бы приспособиться ни один микроб. Задача воистину великая, поскольку эра антибиотиков, как полагают специалисты, подходит к концу. И всё-таки – возможно ли создать антибиотик, адаптация к которому исключена в принципе? С.Олтмен уверен, что это вовсе не фантастика.

Не фантастика и другое: учёные расшифровали индивидуальный геном человека, имеющего этнически русское происхождение. Данную работу проделали эксперты Российского научного центра «Курчатовский институт». Специалисты использовали для такой работы супертехнику и алгоритмы, разработанные отечественными математиками, необходимые для того, чтобы «собрать» единую последовательность ДНК из кусочков, которые получаются в ходе процесса. Один из ведущих учёных в этой области академик РАН Константин Скрябин сообщил, что через несколько лет можно будет составлять генетическую карту всех народов мира, что явится решительным шагом к пониманию восприимчивости любого этноса к лекарствам, болезням и продуктам.

О человеческом интерфероне рассказал на конференции профессор ИБХ РАН Евгений Свердлов. Долгие годы он занимается генно-инженерными разработками. Им клонированы гены, кодирующие интерферон человека, получены продуцирующие его штаммы. На их основе было создано промышленное производство инъекционного интерферона. Стоит напомнить, что именно Е.Свердлов определил структуру генома вируса гепатита А и разработал принципы создания рекомбинантных вакцин против этого вируса.

В своём сообщении о функции генов витамина Е президент Международного союза химиков и молекулярных биологов профессор Анджело Ацци (США) отметил, что витамин Е (а-Токоферол или а-Т), который традиционно считается антиоксидантом, обладает специфическими клеточными функциями. Они вовсе не зависят от его свойств поглощать радикалы. Действительно, он работает как анти-оксидант и защищает клеточные мембраны от окисления благодаря взаимодействию с липидными радикалами в цепной реакции окисления липидов. Это и помогает устранить промежуточные соединения свободных радикалов и предотвратить развитие реакций окисления. Но всё-таки значение антиоксидантных свойств молекулы в концентрациях, которые существуют в организме человека, пока ещё для специалистов не до конца понятны.

Проводя исследования, учёные пришли к выводу, что на транскрипционном уровне несколько генов модулируются с помощью а -Токоферола. Ноа-Токоферилфосфат (а-ТР), который синтезируется в клетках и тканях животных, оказался более активным, чем а-Т в плане ингибирования пролиферации клеток, ингибирования образования атеросклеротических бляшек. Специалисты обнаружили гены, экспрессия которых регулируется а-ТР, но не а-Т. А гены, которые регулируются двумя соединениями, больше зависят от а-Токоферилфосфата, чем от а-Токоферола. Учёные полагают что им ещё над многим предстоит работать.

В ходе конгресса прозвучало немало интересных докладов и сообщений. Участники мероприятия получили сведения о механизмах деградации антигенов, о пептидных лекарственных препаратах, о нуклеиновых кислотах как терапевтических мишенях и т.д.

Но закончить хотелось бы вот чем. Президиум РАН ежегодно получает данные, представленные Институтом биоорганической химии из разных лабораторий и рассказывающих о достижениях учёных. Например, лаборатория протеомики и химии пептидов представила результаты исследований по молекулярной диагностике онкологических и инфекционных заболеваний на основе пептидомного анализа образцов крови. Работы коллектива лаборатории по выделению и идентификации пептидов в образцах сыворотки крови практически здоровых доноров, пациентов с колоректальным раком, раком яичников и сифилисом привели к установлению аминокислотных последовательностей 2732 неповторяющихся пептидов, являющихся фрагментами 1778 белков. Полученные учёными результаты могут стать основой для последующих работ по выявлению потенциальных маркёров социально значимых заболеваний человека.

Приведённый выше пример -лишь малая толика того, что делали и делают сегодня подразделения института.

Татьяна КУЗИВ,
корр. «МГ».