Группа ученых из Марийского государственного университета (Йошкар-Ола), Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН и Института биофизики клетки РАН (Пущино), а также Института нефтехимии и катализа Уфимского ФИЦ РАН, исследовала возможность создания новых природных антиоксидантов. Результаты работы исследователей уже опубликованы в журнале Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Biomembranes.
Фенольные кислоты очень перспективны для лечения и профилактики сосудистых заболеваний, метаболического синдрома и диабета. Однако есть серьезная проблема, которая мешает их широкому применению — низкая биодоступность. Простыми словами, они плохо усваиваются организмом.
Исследователи в своей работе модифицировали фенольные кислоты, присоединив к ним особую молекулу — трифенилфосфониевый катион (TPP⁺). Эта молекула известна своей способностью направленно доставлять вещества в митохондрии. Такой подход уже использовался в некоторых антиоксидантах, например, в семействах MitoQ или SkQ.
Команда провела серию тщательных экспериментов:
- На липосомах (моделях клеточных мембран) они проверили, как эти новые соединения влияют на проницаемость клеточных оболочек.
- На изолированных митохондриях из печени крыс измеряли их электрический заряд, скорость потребления кислорода, насколько эффективно они производят энергию и как удерживают кальций.
- На клетках рака молочной железы (линия MCF-7) исследователи оценили, насколько эти вещества токсичны для них.
Оказалось, что обычные фенольные кислоты никак не влияют на работу митохондрий. А вот их измененные версии, соединенные с катионом TPP⁺, действовали совсем иначе. Так, они делали оболочки митохондрий более проницаемыми, снижали их электрический заряд и нарушали связь между потреблением кислорода и производством энергии. В итоге митохондрии начинали усиленно поглощать кислород, но при этом вырабатывали меньше энергии и хуже удерживали кальций. Когда эти модифицированные соединения испытывали на раковых клетках молочной железы, выяснилось, что в больших дозах они очень токсичны для них. Обычные же фенольные кислоты такого эффекта не давали и были безопасны для этих клеток.
Ключевую роль играет то, как именно антиоксидант связан с катионом TPP⁺. Если связь гибкая, то молекула легко попадает в митохондрии и действует намного эффективнее. Но если связь жесткая, то весь эффект почти полностью исчезает. Этот метод стал универсальным подходом для усиления природных антиоксидантов. Варьируя дозу и условия, можно либо защищать здоровые клетки, либо, наоборот, провоцировать их гибель. Это особенно полезно при борьбе с опухолями.
Ранее Наука Mail сообщала о том, как был создан материал, который помогает иммунитету строить защиту против рака.
