Сотрудники Института химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН изучают радикальные интермедиаты лекарственных молекул в живых системах. Это позволит бороться с фотодерматитами и фотоаллергическими побочными эффектами некоторых препаратов, а также создавать селективные соединения для фотодинамической терапии раковых опухолей.
«Термин “свободные радикалы” сейчас у всех на слуху. Это связано с их особой ролью в организме. Известно, что они ответственны за старение организма, а также развитие целого ряда заболеваний, в том числе онкологических. Медики в основном интересуются кислородными свободными радикалами. Мы же в своих исследованиях изучаем свободные радикалы, образованные из лекарственных молекул. Очень многие препараты в своей структуре содержат фрагменты, чувствительные к свету. Распространяясь через кровь, они могут поглощать его и распадаться уже внутри организма. Образующиеся при этом свободные радикалы или фототоксичные продукты способны вызывать негативные эффекты — фотодерматиты и тому подобное, — рассказывает заведующий лабораторией магнитных явлений ИХКГ СО РАН доктор химических наук Николай Эдуардович Поляков. — Проблема заключается прежде всего в регистрации таких частиц, потому что время их жизни составляет от одной миллионной до одной миллиардной секунды, и, как правило, стандартными методами обнаружить их достаточно сложно. Мы в своей работе используем уникальный метод, который называется “химическая поляризация ядер”. Образно говоря, он позволяет получить “отпечаток пальцев” радикальных интермедиатов лекарственных молекул, характерных именно для данной химической структуры».
В лаборатории магнитных явлений ИХКГ СО РАН
С точки зрения химиков и физиков, химические свойства оптических изомеров молекул идентичны, тем не менее исследователи отмечают, что в живых системах они ведут себя совершенно по-разному. Одной из гипотез, которую сейчас пытаются проверить ученые ИХКГ СО РАН при поддержке Российского научного фонда, является различие в свойствах радикальных интермедиатов лекарственных препаратов, проявляющееся в их взаимодействии с клеточными рецепторами.
Кроме того, фотоиндуцированные процессы с участием свободных радикалов могут приводить к гибели раковых клеток. Эффект широко используется в фотодинмической терапии опухоли. «Лекарство, попадая в раковую опухоль, облучается светом и переходит в активную форму. Тут есть несколько механизмов. Можно передать энергию кислороду с образованием высокореакционной кислородной частицы, некоторые соединения связываются с ДНК раковой клетки и прерывают процесс её воспроизводства, — рассказывает Николай Поляков. — Важно сделать так, чтобы лекарственная молекула селективно связалась именно с раковой клеткой, поскольку в противном случае она может поразить другие ткани организма (например, многие подобные препараты кардиотоксичны). Фотодинамическая методика в этом случае имеет преимущество перед химиотерапией, потому что здесь вы можете светом (допустим, лазерным лучом) направленно обрабатывать именно раковую клетку. В своей работе мы исследуем новые лекарственные молекулы, которые могу быть интересны и с этой точки зрения».
Также в лаборатории физики магнитных явлений ИХКГ СО РАН занимаются изучением систем доставки лекарств с помощью растворимых полимеров и нанокапсул.
«Наука в Сибири»
