Исследование ученых Пермского политехнического университета поможет в создании лекарственных препаратов
Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) повели исследование по выявлению антиоксидантных свойств органических веществ в экспериментах in vitro («в пробирке») по поиску биологически активных веществ, которые помогут при разработке отечественных лекарственных препаратов, а также будут полезны при фундаментальных химических и биологических исследованиях и разработке косметических средств.
Окислительный процесс, происходит в организме человека из-за избытка свободных радикалов. Радикалы необходимы для поддержания здоровья. Однако неконтролируемое производство свободных радикалов и отсутствие антиоксидантов для их нейтрализации повреждают молекулы и изменяют клеточные процессы, что может привести к серьезным проблемам со здоровьем, таким как рак, сердечно-сосудистые и нейродегенеративные заболевания, диабет и прочее. Благодаря антиоксидантам предотвращается или замедляется нежелательный окислительный процесс в организме человека.
Изучение биологически активных веществ с такими свойствами крайне важно: они помогают защитить клетки от окислительного стресса и разрушения. При этом спектр таких соединений необходимо расширять, потому что для разных ситуаций нужны разные антиоксиданты (аналогично лекарственным препаратам).
Галина Триандафилова, старший преподаватель кафедры «Химические технологии» ПНИПУ:
- В наших экспериментах использовались так называемые «химические» и биологические тестовые системы на основе эритроцитов. Мы изучали, как различные органические вещества снижают уровень радикалов в растворе или насколько помогают сохранить целостность стенок эритроцитов и прекратить перекисное окисление липидов. На практике показали, что разные тесты могут отражать разные механизмы действия, и чтобы делать достоверные выводы о наличии или отсутствии у вещества некой активности, в том числе антиоксидантной, необходимо проводить несколько in vitro тестов обоих типов. Мы протестировали более 200 веществ, синтезированных как у нас, так и в лабораториях наших партнеров, и нашли антиоксиданты, о которых до этого не было известно.
При исследовании антиоксидантных свойств политехники столкнулись с проблемой плохой растворимости органических соединений в воде. Это может привести к неточным результатам тестирования in vitro — ложноположительным или ложноотрицательным. Ученые провели ряд экспериментов по оптимизации методики, чтобы найти решение.
Ольга Красных, кандидат химических наук, доцент кафедры «Химические технологии» ПНИПУ:
- Эксперименты в формате in vitro широко используются для тестирования веществ на биологическую активность при разработке полезных продуктов — лекарственных препаратов, косметики и других. А в целом методы in vitro применяют в решении более широкого спектра задач, включая фундаментальные, поэтому минимизация погрешностей, в том числе связанных с плохой растворимостью органических веществ в воде, чрезвычайно важна. Мы провели ряд экспериментов по оптимизации методики определения антиоксидантной активности путем добавления солюбилизаторов в различных концентрациях и комбинациях с растворителями.
Валерия Максимова, студентка кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ:
— В результате исследования мы обнаружили такие комбинации, которые не стоит использовать в тестах с эритроцитами, потому что они разрушают мембраны клеток, что приводит к некорректным результатам. При этом проблемными могут быть не только ионогенные ПАВы — как додецилсульфат, но и неионогенные — как ТритонХ. Наиболее подходящим для использования показал себя хорошо доступный полиэтиленгликоль.
Ученые ПНИПУ синтезировали и изучили вещества, которые работают по разным механизмам антиоксидантного действия. Обнаружили новые соединения в рядах оксопроизводных ациклических и гетероциклических соединений.
Работа над исследованием, которое позволит расширить спектр биологически активных веществ с защитными свойствами, ведется при финансовой поддержке Пермского НОЦ мирового уровня «Рациональное недропользование» в рамках технологического проекта «Инновационные химические, медицинские и фармацевтические технологии».
