Лекарство из яда гремучей змеи позволяет регулировать свертывание крови

Процедура, протестированная исследователями из Бразилии и Бельгии, сделала молекулу более стабильной в организме. Возможное применение открытия: антикоагулянты и перевязочные материалы.


Исследователи из Бразилии и Бельгии разработали молекулу, представляющую фармацевтический интерес, из коллинеина-1, белка, содержащегося в яде гремучей змеи. Они использовали метод, называемый пегилированием, чтобы сделать молекулу, которая теперь называется PEG-rCollinein-1, более стабильной в организме и устойчивой к иммунной системе, получив лекарство-кандидат для модуляции свертывания крови.

Статья о результатах исследования недавно была опубликована в International Journal of Biological Macromolecules.

«Этот метод разработан, чтобы дольше удерживать молекулу в кровотоке, увеличивая время между введениями, если она становится лекарством. Он также снижает разложение молекулы компонентами человеческого организма и улучшает его функциональные свойства», - сказал Эрнесто Лопес Пинейро Жуниор (Ernesto Lopes Pinheiro Júnior), первый автор статьи.


Пиньейро-Жуниор, в настоящее время являющийся исследователем Католического университета Левена в Бельгии, провел исследование в рамках своей докторской диссертации в Школе фармацевтических наук Рибейран-Прету Университета Сан-Паулу (FCFRP-USP) в Бразилии на стипендию FAPESP.

ПЭГилирование заключается в связывании полиэтиленгликоля (ПЭГ) с интересующей молекулой, уменьшении взаимодействия с иммунной системой и предотвращении образования агрегатов, которые подавляют эффективность действия молекулы.

«ПЭГилирование довольно распространено в фармацевтической промышленности. На сегодняшний день одобрено 19 препаратов, изготовленных по этой технологии. Это первый раз, когда он был использован в токсине животных в его рекомбинантной форме [произведенной в лаборатории генетически модифицированным грибком]», - сказала Элиан Кандиани Арантес, профессор FCFRP-USP и главный исследователь исследования.

Арантес также является главным исследователем финансируемого FAPESP проекта « Биоразведка токсинов животных с биотехнологическим интересом с помощью омических инструментов » .

Яд и лекарства

Коллинеин-1, полученный из яда гремучей змеи вида Crotalus durissus collilineatus, потребляет фибриноген - белок, вырабатываемый печенью, который помогает формировать тромбы. Коллинеин-1, входящий в состав змеиного яда, способствует кровотечению у жертвы укуса змеи. При выделении и введении в малых дозах он может предотвратить образование сгустков, вызывающих инсульт. При нанесении непосредственно на кожу в виде повязки он может иметь противоположный эффект, вызывая свертывание крови в ране, которая заживает слишком медленно.
Однако получение достаточного количества молекулы непосредственно от змей потребует содержания большого серпентария, укомплектованного профессионалами, обученными извлекать их яд. Группа решила эту проблему в предыдущем исследовании.

Онкология

Во время постдокторской исследовательской стажировки в Католическом университете Левена под руководством профессора Яна Титгата Болдрини-Франса решил протестировать рекомбинантный белок (rColleinin-1, версия, продуцируемая дрожжами) на структурах, обнаруженных в различных типах опухолей.

«Это казалось маловероятным, поскольку коллинеин-1 - это большой белок, а молекулы меньшего размера обычно тестируются на ионных каналах, которые являются мишенями для некоторых лекарств от рака», - пояснил Арантес.

К удивлению группы, рекомбинантный белок действовал на определенный тип калиевого канала, присутствующего в линии клеток рака груди, ингибируя активность в канале, не затрагивая здоровую ткань. Это исследование было описано в прошлом году в Scientific Reports .

Однако при использовании пегилированной версии молекулы противораковой активности не наблюдалось. «Способность молекулы бороться с раком зависит не от ферментативной активности, а от ее размера, поскольку она блокирует калиевый канал. ПЭГилирование сделало его слишком большим, и оно не соответствовало этой цели», - сказал Болдрини-Франса.

«Во многих случаях с помощью пегилирования молекула переносится из лаборатории в промышленность. Это то, что мы планируем делать сейчас», - заключил Пинейро-Младший.