Пептид из яда паука облегчил «уксусные корчи» мышей
Живая природа — кладезь биологически активных веществ, и ученые продолжают находить и описывать все новые. Многие из них вскоре могут стать лекарственными препаратами. Яркий пример — новая публикация российских ученых в журнале Molecular Therapy, где описан анальгетический эффект пуротоксина-6 (PT6). Это пептид из яда паука томизуса Thomisus onustus, который ингибирует рецепторы P2X3 — они участвуют в развитии многих болевых синдромов и хронического кашля.
Прогресс медицины требует создания все новых лекарств. Для него можно использовать рациональный дизайн и направленно изменять известные молекулы, чтобы подействовать на нужные биологические мишени.
С другой стороны, можно обратиться за помощью к природе. Огромное разнообразие видов живых существ на Земле — это еще и бесчисленные химические вещества внутри них. Пока известна и охарактеризована лишь небольшая их часть. Причем некоторые могут стать лекарствами и уже на пути к использованию в клинике.
Множество таких природных соединений — прежде всего пептиды, то есть небольшие молекулы наподобие белков, — изучают в ИБХ РАН. На сей раз сотрудники института вместе с коллегами из других научных центров охарактеризовали вещество, входящее в состав яда паука-бокохода — томизуса наполненного Thomisus onustus.
История берет начало еще в 2000-х годах, когда исследователи выделили и описали первый пуротоксин-1 (PT1). Это молекула-лиганд, которая избирательно связывает пуринергические рецепторы P2X. Они представляют собой трансмембранные ионные каналы, активируемые молекулами АТФ (более известны своей ролью в качестве источника энергии для клетки).
Рецепторы P2X играют важную роль в патогенезе хронической боли при остеоартрите, цистите, синдроме раздраженного кишечника, невропатии и мигрени. Они также могут быть причиной хронического идиопатического кашля (то есть не вызванного другими известными причинами). Поэтому P2X — перспективная новая мишень для лекарственных препаратов, первые из которых уже одобрены к применению.
В рамках новой работы ученые создали библиотеки кодирующих ДНК (кДНК) из желез различных пауков. Оказалось, пептиды-«родственники» (то есть гомологи) PT1 образуют отдельное семейство. Из него выбрали оптимальный по ряду признаков и совсем небольшой пептид PT6 из T. onustus. Затем авторы наработали его в трансгенных бактериях и установили структуру молекулы в растворе с помощью ЯМР-спектроскопии.
Проверив избирательное действие PT6 на нужные рецепторы in vitro, биологи перешли к исследованиям на животных. Использовали стандартные лабораторные тесты на болевую чувствительность мышей — формалиновый, CFA-тест и «уксусные корчи», при котором в брюшину вводят разбавленный уксус. Мышь испытывает сильную боль во внутренностях и активно изгибает спину (корчится). Это позволяет количественно оценить силу болевых ощущений у животного. А значит, и анальгетическое действие фармакологических препаратов.
PT6 также проверили на мышиных моделях заболеваний — остеоартрита и невралгии тройничного нерва.
Новый препарат показал высокую эффективность во всех испытаниях. Более того, он работал в гораздо меньшей концентрации, чем другие ингибиторы P2X. К тому же PT6 не вызвал распространенного побочного эффекта «конкурентов» — дисгевзии, то есть изменения вкусовых ощущений.