Лишить витамина С: новый способ лечения болезни Шагаса

Исследователи изучают функционирование ферментных систем одноклеточного паразита Trypanosoma Cruzi, вызывающего тропическую болезнь Шагаса. С помощью мицеллярного подхода они исследуют фермент TcGAL, который помогает паразиту синтезировать витамин С. Если нарушить работу этого фермента другим веществом, то болезнь можно будет безопасно для человека вылечить на любой стадии, а не только на ранней и поздней. Ученые уже нашли несколько ингибиторов TcGAL — об этом рассказал аспирант химического факультета МГУ Андрей Чудин на всероссийской конференции «Поверхностные явления в дисперсных системах».

Болезнь Шагаса — это тропическая болезнь, которую вызывают простейшие паразиты рода трипаносом, а именно Trypanosoma Cruzi. При болезни Шагаса, или американском трипаносомозе, человек переносит лихорадку, увеличение желудочков сердца, расширение пищевода и другие симптомы. Хотя заболевание распространено в основном в США и Центральной Америке, где обитают триатомовые клопы, оно может угрожать и другим странам. Трипаносомоз уже перешел в Канаду, а глобальные изменения климата могут вынудить этих насекомых мигрировать из Америки.

Кроме того, лекарства от заболевания Шагаса действуют только на самых ранних и поздних стадиях — промежуточного препарата нет. Поэтому ученые из МГУ решили выяснить, какие вещества могут помочь в «середине» болезни.

Оказалось, что для жизни паразитического организма T. cruzi необходим витамин С, но трипаносомы не могут потреблять его извне и вынуждены синтезировать самостоятельно. В этом им помогает галактонолактоноксидаза (TcGAL) — мембранотропный фермент. Он ускоряет финальную стадию синтеза витамина С и поэтому стал потенциальной лекарственной мишенью в исследовании.

В своей работе химики использовали обращенные мицеллы — агрегаты молекул поверхностно-активных веществ (ПАВ), в которых гидрофильная часть молекул формирует ядро, а гидрофобная — оболочку. Андрей Чудин назвал обращенные мицеллы эффективным инструментом для изучения ферментов: варьирование состава биомембраны поможет понять, как работает TcGAL.

Обращенные мицеллы — это реалистичная модель биомембранных структур. Ученые химического факультета МГУ погрузили TcGAL в мицеллярную среду и обнаружили, что он функционирует в двух формах — мономерной и димерной — и что активность фермента зависит от состава липидной матрицы (состояния биомембраны. TcGAL функционирует на границе раздела фаз — поверхностном слое, который разделяет воду и гидрофобную часть системы.

Исследователи решили разработать ингибитор, который будет подавлять или сдерживать активность фермента TcGAL. Тогда витамин С не будет синтезироваться в трипаносомах в достаточном объеме. Действие ингибитора тоже может проходить на границе раздела фаз на липидной мембране (в митохондриях). В качестве «замедлителей» TcGAL ученые предложили несколько соединений из группы терпеноидов и аллилполиалкоксибензолов. Эти вещества — потенциальные лекарства от болезни Шагаса, которые могут применяться на любой стадии лечения. Исследователи продолжат поиск ингибиторов TcGAL; мицеллярный подход помог сделать этот процесс более целенаправленным.

Материал подготовлен при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий».