Ученые изучили важнейшие пигменты морских ежей, пригодные для создания лекарств
Ученые выяснили, что нафтохиноидные пигменты морских ежей являются перспективным источником для создания лекарственных средств с различной фармакологической активностью. Исследование провели специалисты подведомственного Минобрнауки России Национального научного центра морской биологии имени А. В. Жирмунского ДВО РАН (ННЦМБ ДВО РАН) совместно с коллегами из Федерального научного центра биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии ДВО РАН (ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН).
За последнее десятилетие ученые описали более 5000 химических соединений, выделенных из морских организмов, обладающих высоким фармакологическим потенциалом. Особый интерес среди данных организмов привлекают морские ежи — Scaphechinus mirabilis (плоский морской еж) и Strongylocentrotus intermedius (серый морской еж), содержащие нафтохиноидные пигменты — эхинохром А и спинохромы.
Пигменты иглокожих и родственные им соединения образуют новый класс высокоэффективных антиоксидантов фенольного типа, проявляющих высокую бактерицидную, альгицидную, гипотоническую и психотропную активность. Таким образом, морские ежи являются источником биологически активных нафтохиноидных пигментов, перспективных для разработки лекарственных препаратов, биологически активных добавок и косметических средств.
Ученые подробно изучили пути биосинтеза важнейших нафтохиноидных пигментов морских ежей (S. mirabilis и S. intermedius). Кроме того, они провели сравнительный анализ возможных путей биосинтеза известных хиноидных пигментов морских животных и растений. Также в работе описана биологическая активность нафтохиноидных пигментов морских ежей и перспективы разработки новых лекарственных препаратов с обширной фармакологической активностью на их основе.
«Нафтохиноидные пигменты являются продуктами вторичного метаболизма морских ежей. Они часто выполняют защитные функции против угроз, таких как нападения хищников, биологическое загрязнение, микробные инфекции. Хиноидные пигментные вещества имеют сложную структуру и могут стать основой для разработки новых натуральных продуктов (модуляторов химических взаимодействий) и возможными активными ингредиентами в лекарственных препаратах», — сообщила научный сотрудник лаборатории клеточных технологий ННЦМБ ДВО РАН Наталья Агеенко.
В настоящее время эти нафтохиноидные пигменты активно изучают не только ученые России, но и Японии, Китая, Кореи и Вьетнама. Как пояснили в Национальном научном центре морской биологии имени А. В. Жирмунского ДВО РАН, эхинохром А уже применяют для профилактики и лечения сердечно-сосудистых, офтальмологических заболеваний, нарушений углеводного и липидного обмена при старении. Его также используют и в сельском хозяйстве.
«Направление использования нафтохиноидных пигментов морских ежей для создания лекарственных препаратов с богатой фармакологической активностью весьма перспективно», — пояснили ученые лаборатории клеточных технологий ННЦМБ ДВО РАН ведущий научный сотрудник Нэлия Одинцова и научный сотрудник Наталья Агеенко.
Результаты работы опубликованы в одном из научных журналов.
Источник
На основе скелета морского ежа: российские учёные создали новый материал для применения в онкотерапии
Российские учёные синтезировали новый материал на основе скелета морского ежа для адресной доставки лекарств против рака. Природный компонент выбрали из-за его многоярусной ячеистой структуры, позволяющей не только хорошо впитывать медицинский препарат, но и постепенно высвобождать его в организме пациента небольшими дозами. Из полученного материала авторы работы синтезировали наночастицы, которые заполняются лекарственным препаратом и помещаются в организм пациента в районе опухоли. Благодаря структуре наночастиц терапевтическое действие длится около 30 суток, а затем материал растворяется в организме без негативных последствий. Учёные уже испытали изобретение на искусственной плазме крови и животных.
- Gettyimages.ru
- © andresr
Учёные из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и Тихоокеанского государственного медицинского университета (ТГМУ) разработали новый материал на основе скелета морского ежа для адресного применения препаратов химиотерапии против рака. Об этом RT сообщили в пресс-службе Минобрнауки России. Результаты исследования опубликованы в журнале Materials.
Как отметили авторы работы, на сегодняшний день на смену традиционным методам лечения рака постепенно приходит адресная доставка лекарств к опухоли. За счёт этого химиотерапия становится менее опасной для организма — лекарство точечно воздействует на злокачественные ткани, не затрагивая здоровые клетки.
Учёные синтезировали новый материал для такого адресного применения препаратов, в качестве основы химики взяли скелетные ткани морского ежа Mesocentrotus nudus. Этот природный материал был выбран из-за его многоярусной ячеистой структуры, которая способна не только хорошо впитывать лекарственный препарат, но и постепенно высвобождать его в организме пациента небольшими дозами. Кроме того, кальцит, из которого состоит скелет ежа, близок по составу к костным тканям человека, что обеспечивает биосовместимость материала. Чтобы материал не растворялся в организме пациента слишком быстро, учёные модифицировали его силикатом натрия.
- Mesocentrotus nudus (или Strongylocentrotus nudus) в Научном музее ДВФУ (г. Владивосток)
- © A. C. Tatarinov/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0
Из полученного химического соединения авторы работы синтезировали наночастицы, напоминающие мини-капсулы. Такие частицы удерживают лекарственный препарат и позволяют применять его точечно, именно в районе опухоли. Высвобождение препарата в организме происходит на протяжении примерно 30 суток. Уже опустошённые наночастицы в течение шести месяцев бесследно растворяются в организме пациента без каких-либо негативных последствий. Учёные испытали разработку на противоопухолевом препарате 5-фторурацил (5-ФУ).
Российские учёные разработали покрытие из коллагена и углеродных наночастиц для отечественного аппарата вспомогательного.
«Препарат 5-ФУ очень эффективен, но при этом очень токсичен. Наша разработка позволяет снизить токсичное воздействие на организм за счёт того, что нагруженные лекарством наночастицы могут высвобождать терапевтические дозы препарата в течение более длительного периода. После удаления опухоли капсулу с наночастицами вводят пациенту — таким образом, препарат точечно доставляется как к не до конца удалённым опухолевым очагам, так и к метастазам, которые уже возникли или могут возникнуть после резекции», — пояснила в беседе с RT основной исполнитель работы, лаборант-исследователь лаборатории ядерных технологий Института наукоёмких технологий и передовых материалов ДВФУ Олеся Капустина.
По словам авторов работы, в перспективе такое точечное применение препаратов может даже заменить традиционную химиотерапию. Учёные уже испытали своё изобретение на искусственной плазме крови, а также на лабораторных животных.
Источник
Вещество из необыкновенных морских ежей поможет восстановить израненные сердца
Исследователи из Тихоокеанского института биоорганической химии ДВО РАН совместно с корейскими коллегами определили свойства эхинохрома-А — вещества из организма морских ежей. Они показали, что помимо антиоксидантной и противовоспалительной активности эхинохром, А воздействует на фермент атипичную протеинкиназу C-йота (PKCι) и за счет этого ускоряет образование клеток сердечной мышцы мыши из стволовых эмбриональных клеток того же вида. Научная статья опубликована в журнале Marine Drugs. Работа выполнена в рамках ФЦП 14.613.21.0076 «Эхинохром: неинвазивные лекарственные формы».
Эхинохром-А — это красный пигмент, который встречается в клетках морских ежей вида скафехинус необыкновенный (Scaphechinus mirabilis). Из предыдущих исследований известно, что его лекарственная форма, гистохром, оказывает кардиопротекторное действие при ишемии и последующем восстановлении кровотока (реперфузии). Кроме того, недавно было показано, что это вещество усиливает образование митохондрий в клетках.
Авторы новой статьи продолжили эту линию исследований. Они действовали на культуру эмбриональных клеток мыши (линия EMG7) и определяли, токсичен ли для таких клеток эхинохром, меняет ли он скорость их дифференцировки в клетки других типов и оказывает ли влияние на митохондрии в них. Кроме того, ученые смоделировали in vitro и на компьютере взаимодействие эхинохрома и протеинкиназы C-йота (PKCι) — фермента, задействованного в формировании кардиомиоцитов (клеток сердечной мышцы) из клеток-предшественников.
Исследователи выяснили, что эхинохром в дозах 500 микромоль на литр и менее не оказывает заметного токсического эффекта на эмбриональные клетки мыши. То же вещество в дозировке 50 микромоль на литр существенно увеличивало долю способных к сокращению кардиомиоцитов в культуре стволовых клеток (и сокращались они чаще, чем аналогичные клетки в контрольных культурах). Митохондрии в таких клетках развивались активнее, но их состав не отличался от такового для митохондрий клеток из контрольных культур. Концентрация супероксид-иона и ионов кальция в них тоже не отклонялась от средних значений, то есть такие «митохондрии с ускоренным развитием» не наносили вреда клетке. Что касается протеинкиназы C-йота, то эхинохром легко связывался с ней и снижал ее активность, и это, как показали опыты, было основной причиной ускорения дифференцировки кардиомиоцитов.
Таким образом, у эхинохрома есть потенциал стать кардиопротекторным средством. Вероятно, это вещество и его лекарственная форма гистохром смогут ускорять регенерацию сердечной мышцы после нарушения кровообращения в ней. Но, чтобы это проверить, требуются как минимум эксперименты на лабораторных животных, а не только на культурах клеток.
Источник