Российские ученые снизили токсичность противоракового препарата, получаемого из асцидий

Примитивные морские животные асцидии — сырье для получения лекарственных препаратов с высокой цитотоксичностью. Ученым удалось создать синтетический аналог поликарпина — эффективного, но очень вредного противоопухолевого препарата. Рассказываем об открытии и о том, кто такие асцидии.
Дмитрий Павлов
Автор Наука Mail
Polycarpa aurata крупным планом
Асцидия Polycarpa aurata, источник противоракового препарата поликарпинаИсточник: Новости РАН

Ученые Тихоокеанского института биоорганической химии имени Елякова Дальневосточного отделения РАН синтезировали тиазольный аналог лекарственного препарата поликарпина. Новый продукт получил предварительное рабочее название тиакарпин. Он обладает значительно меньшей цитотоксичностью по сравнению с поликарпином и перспективен как эффективное противоопухолевое средство. Работа российских биохимиков с подробным описанием синтеза и проверки его противораковых и цитотоксических свойств опубликована в издании  Marine Drugs («Морские лекарства»).

Поликарпин — алкалоид, содержащийся в асцидиях Polycarpa aurata. Он демонстрирует высокую цитотоксичность in vitro и приводит к появлению тяжелых побочных эффектов при применении in vivo. Тем не менее онкологи были вынуждены обращаться к препарату ввиду его высокой эффективности в отношении патологических клеток различных опухолей, в том числе новообразований женской репродуктивной системы. Синтезированный тиакарпин сохраняет противоопухолевые свойства прототипа, но значительно менее вреден для здоровых клеток пациентов.

Помимо уменьшения цитотоксичности поликарпина в отношении здоровых клеток ученые изучали возможности улучшить доставку препарата в клетки-мишени с помощью специальных углеводных фрагментов — своего рода «посылок», которые безошибочно распознают адрес распаковки.

девушка-ученый в лаборатории
Ученые ТИБОХ ДВО РАН за работойИсточник: Новости РАН

Тиакарпин показал полное отсутствие гемолитической активности даже при максимальных концентрациях. Он эффективно блокировал размножение, рост и миграцию раковых клеток у пациенток с диагнозами рак шейки матки и рак молочной железы.

Препарат обладает высокой антибактериальной активностью, сравнимой с активностью гентамицина и нитрофунгина. Он предотвращает формирование биопленок у патогенных микроорганизмов — основного защитного механизма бактерий в отношении антибиотиков.

Кто такие асцидии

Асцидии (Ascidiacea) — примитивные, но чрезвычайно любопытные морские донные животные. Их называют личиночно-хордовыми или оболочниками (греческое слово askos буквально значит «кожаная сумка»). На стадии личинки асцидия имеет размеры в доли миллиметра и активно перемещается в воде, ища место для «постоянного проживания». На этом этапе у нее есть зачаток мозга. Затем она прикрепляется к камню на дне и переходит к оседлому образу жизни. Мозг ей больше не нужен и отмирает. В теле остаются лишь нервные узлы ганглии. Безмозглая асцидия питается, фильтруя воду и собирая планктон и бактерий. В плане репродукции асцидии — гермафродиты, оплодотворяющие сами себя.

Polycarpa aurata под водой
Асцидия Polycarpa aurata в национальном парке Комодо, Индонезия.Источник: Wikimedia Commons

Взрослые сидячие асцидии могут вырасти до 30 и даже до 50 сантиметров, хотя чаще их размеры меньше. Этих странных обитателей морского дна долгое время считали моллюсками, пока ученые не нашли у них спинальную трубку, главный признак хордовых. Крупные асцидии похожи на диковинные мягкие сосуды с двумя горлышками — ротовым и клоакальным сифонами.

Во многих прибрежных странах (в Корее, Чили и даже во Франции) мясо оболочников употребляют в пищу. Некоторые асцидии способны накапливать из воды ванадий. Их специально выращивают на фермах и перерабатывают, выделяя редкий металл.

Из тканей животных получают алкалоиды, являющиеся сырьем для производства антимикробных, противовирусных и противоопухолевых препаратов.

Halocynthia aurantium строение
Внутреннее строение асцидии Halocynthia aurantium: 1 — ротовой сифон, 2 — туника, 3 — мантия, 4 — рот, 5 — глотка, 6 — эндостиль, 7 — спинная пластинка, 8 — пищевод, 9 — желудок, 10 — кишка, 11 — атриум, 12 — клоакальный сифон, 13 — сердце, 14 — почки накопления, 15 — подошва, 16 — печеночные выростыИсточник: Wikimedia Commons

Многие ученые считают, что именно асцидии стали первыми хордовыми животными на Земле, появившись в кембрии. О том, как был подготовлен кембрийский эволюционный взрыв, можно прочитать в материале на нашем сайте.