Химики RIKEN разработали высокоактивный катализатор, способный синтезировать молекулы лекарств внутри организма. У мышей противораковый препарат, собранный рядом с опухолями с помощью введенного катализатора, подавлял рост опухоли.
Статья опубликована в журнале Chemical Science.
В обычных лекарствах, вводимых в виде инъекций или таблеток, активная молекула лекарства циркулирует по всему организму, заполняя не только целевой участок, но и здоровые ткани. Возникающие в результате побочные эффекты могут быть настолько серьезными, что могут привести к необратимому повреждению и вынудить прекратить лечение.
Сборка молекул лекарств в целевых участках организма может сделать их более эффективными, минимизируя при этом побочные эффекты.
«Прямой синтез лекарств в организме позволит лекарствам лечить заболевания, не вызывая побочных эффектов в здоровых тканях», — говорит Кацунори Танака, главный научный сотрудник лаборатории биофункциональной синтетической химии RIKEN. «Вот почему нам нужна биосовместимая система биокатализа для синтеза лекарств вблизи целевых участков в организме».
Команда нацелилась на сборку лекарства в организме, используя каталитическую химическую реакцию, называемую метатезисом олефинов . «Метатезис олефинов — один из наиболее эффективных методов создания двойных связей углерод-углерод для синтеза лекарств», — объясняет Танака. «Если бы это можно было разработать в организме, это позволило бы нам синтезировать множество различных типов лекарств».
Большинство химических катализаторов быстро дезактивируются биомолекулами в кровотоке. Чтобы решить эту проблему, команда поместила катализатор метатезиса олефинов на основе рутения в защитный белок, называемый человеческим сывороточным альбумином.
Команда Танаки ранее показала , что комплекс хлорида рутения, встроенный в сывороточный альбумин человека, образующий каталитическую сборку, называемую искусственным металлоферментом, был в некоторой степени активен в крови. Теперь они показали, что переход на комплекс йодида рутения дает гораздо лучший искусственный металлофермент.
При низких концентрациях катализатора новый катализатор на основе йодида рутения (AlbRuI) на основе альбумина катализирует три типа реакций метатезиса олефинов в крови с высоким выходом.
«АльбРуИ также продемонстрировал надежную стабильность в крови в течение 24 часов», — говорит Танака. «Это расширяет биосовместимость искусственных металлоферментов и открывает возможности для разработки общих искусственных металлоферментов на основе металлов для каталитических реакций в крови».
Команда также показала, что низкие дозы AlbRuI, нацеленного на рак, значительно ингибируют рост опухоли у мышей за счет локализованного синтеза противоопухолевого препарата.
Команда намерена расширить использование своего катализатора. «Мы надеемся использовать AlbRuI для синтеза множества биологически активных молекул», — говорит Танака. «Тогда мы могли бы использовать его для лечения не только рака, но и других заболеваний без побочных эффектов».
Теги: биотехнологии, кровь
