Вещества из морских хищников помогли облегчить боль

Российские ученые совместно с коллегами из Норвегии выделили из морских анемон, одних из самых древних хищников на планете, анальгетические пептиды Мs9а-1 и Ueq 12-1. Способность этих веществ избирательно усиливать активность белка (рецептора) TRPA1 открывает новые возможности для фундаментальных исследований и может послужить основой для создания лекарств от боли и воспаления. Исследования проходили при поддержке Российского научного фонда, а результаты работы опубликованы в журналах Toxins и Journal of Biological Chemistry.

При изучении экстрактов одних из самых древних хищников на планете — морских анемон — авторам исследования удалось обнаружить пептиды (короткие белки), способные усиливать активность белка TRPA1. При его повышенной активности может возникать хронический кожный зуд или дерматит, также выявлена его связь с «синдромом эпизодической боли» — наследственным заболеванием, которое характеризуется неожиданно возникающей изнурительной болью при голодании или физической нагрузке. Работы проводили на анемонах видов Metridium senile и Urticina eques, обитающих в северных широтах Мирового океана.

Несмотря на общую биологическую мишень, пептиды совершенно не похожи друг на друга. Если пептид Мs9а-1 из морской анемоны Метридиум (Metridium senile) короткий (содержит 35 аминокислотных остатков), а его пространственная структура стабилизирована двумя дисульфидными мостиками, то пептид Ueq 12-1 уникален по своей структуре: состоит из 45 аминокислотных остатков, пять дисульфидных мостиков придают ему необычную стабильность в биологических растворах. Это отличает пептид среди всего многообразия известных пептидов морских анемон. Определить структуру такой плотно упакованной и перешитой дисульфидными связями молекулы, по словам исследователей, было нелегкой и интересной задачей.

Тесты in vivo на мышах показали, что введение пептидов внутривенно давало значительный анальгетический и противовоспалительный эффект. При этом молекулы при введении не вызывали ни болевых ощущений, ни тепловой гиперчувствительности. Обезболивающий и противовоспалительный эффект пептидов связан с тем, что при взаимодействии с TRPA1 пептиды делают белок более восприимчивым к распознаванию аллилизотиоцианата, специфичного активатора белка TRPA1. Если же в организме появляются внутренние раздражители, например медиаторы воспаления, чувствительность нейронов, связанных с TRPA1, теряется. Нейроны полностью перестают реагировать на эти раздражители, а значит, боль не возникает.

«Несмотря на широкой спектр анальгетических препаратов, которые можно найти в аптеках, лекарственных средств, полностью удовлетворяющих требованиям эффективности и безопасности, пока не существует, — рассказал заведующий лабораторией нейрорецепторов и нейрорегуляторов ИБХ РАН Сергей Козлов. — Побочные действия присущи как опиоидным наркотическим анальгетикам, так и нестероидным противовоспалительным средствам. TRPA1 — это одна из важнейших биологических мишеней. Если научиться контролировать работу этого белка, можно сделать огромный шаг к направленной, таргетной, терапии множества заболеваний, основой которых является воспалительный процесс. Полноценные испытания найденных нами пептидов на животных покажут, есть ли у молекул потенциал для их практического применения в качестве средств против боли и воспаления».