«Защищать клетки»: российские учёные нашли новый способ борьбы с окислительным стрессом

Российские учёные обнаружили новый класс соединений, способных блокировать окислительный стресс в организме человека. Так биологи и медики называют губительное воздействие на клетки свободных радикалов — молекул с неспаренными электронами. В норме их активность сдерживается особой ферментной системой организма.

В неблагоприятных условиях она может давать сбои. Авторы открытия нашли способы повторно активировать её работу. Исследование может лечь в основу новых препаратов для профилактики раннего старения, онкологии и нейродегенеративных заболеваний.

Российские учёные из Казанского федерального университета, Санкт-Петербургского государственного университета и Института экспериментальной медицины открыли новый подход к борьбе с окислительным стрессом в клетках. Разработка может стать основой новых препаратов для профилактики и терапии целого ряда заболеваний, включая нейродегенеративные расстройства. Кроме того, результаты научной работы могут найти применение в борьбе с преждевременным старением. Об этом RT рассказали в пресс-службе Минобрнауки. Результаты исследования опубликованы в журнале Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters.

Окислительным стрессом учёные называют негативное воздействие на клетки свободных радикалов — химически активных молекул с неспаренным электроном на внешней электронной оболочке. Медики связывают с окислительным стрессом целый ряд заболеваний, включая синдром Альцгеймера и другие нейродегенеративные расстройства, а также сердечно-сосудистые болезни, онкологию и т. д. Кроме того, окислительный стресс является одной из основных причин преждевременного старения.

Основным защитником организма от окислительного стресса является белок NRF2. Он активирует защитные клеточные механизмы, позволяющие нейтрализовать активность свободных радикалов. Этот белок работает в паре со своим «антиподом», белком KEAP1, вместе они образуют систему регуляции антиоксидантной активности. Белок KEAP1 в ряде случаев блокирует действие NRF2, соответственно, приостанавливая борьбу против свободных радикалов. Дело в том, что в умеренных количествах такие молекулы всё же необходимы для нормального функционирования организма.

Система KEAP1/NRF2 как раз и призвана обеспечивать здоровый баланс — редокс-гомеостаз. Если она не справляется с этой задачей и свободные радикалы начинают вредить клеткам, можно попробовать отключить белок KEAP1, чтобы дать карт-бланш белку NRF2.

Авторы научной работы нашли новые химические соединения, оказывающие такое воздействие. Ими оказались циклические винилсульфоны, в частности вещество LCB1353. Опыты показали, что соединение эффективно защищает клетки от одного из типов оксидативного стресса — ферроптоза, при котором в первую очередь окисляются липиды. Открытие имеет важное значение для терапии заболеваний, при которых ферроптоз играет ключевую роль. Это нейродегенеративные болезни, диабетическая нефропатия и острые воспалительные состояния.

«Наши результаты показывают, что соединение LCB1353 не просто стабилизирует NRF2, но и блокирует ферроптоз — процесс, который считается одной из причин воспалительных и дегенеративных заболеваний. Это открывает новые перспективы для создания препаратов, которые смогут эффективно защищать клетки в условиях хронического стресса и воспаления», — пояснил RT ведущий научный сотрудник Казанского федерального университета Эмиль Булатов.

Что важно для будущего применения в фармацевтике, циклические винилсульфоны малотоксичны. Кроме того, они действуют очень избирательно, отключая только белок KEAP1 и не затрагивая другие клеточные структуры.

«Эти соединения открывают путь к разработке нового класса терапевтических молекул, которые могут быть использованы для борьбы с заболеваниями, связанными с окислительным стрессом», — добавил Булатов.