29 мая 2024, среда, 21:07
TelegramVK.comTwitterYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Как работает фотофармакология

Измерение биоактивности гибридов после фотопереключения
Измерение биоактивности гибридов после фотопереключения
Алина Маньшина

Ученые предложили гибридное соединение, которое активируется лазерным облучением и подавляет работу белка, участвующего в развитии многих нейродегенеративных заболеваний, на 71% лучше, чем предшественники. При этом авторы отметили достаточно сильную разницу в характере люминесценции для необлученных и лазерно-облученных гибридов, благодаря чему специалисты смогут контролировать активность этих соединений в организме человека. Кроме того, расположение предложенных гибридов можно легко обнаруживать в организме благодаря их люминесценции. Об исследовании рассказала пресс-служба Российского научного фонда.

Фотофармакология — это новый подход в медицине, в котором биологическая активность веществ контролируется светом. Так, с помощью светового луча исследователи «запускают» или «останавливают» работу фотофармакологического средства. На данный момент такие препараты состоят из двух компонентов — фармакофора, то есть самого действующего вещества, например антибиотика, и фотопереключателя. Под действием света фотопереключатель меняет свою форму и оптические свойства, а фармакофор, прикрепленный к нему, взаимодействует уже непосредственно с биологической мишенью. Однако препараты, в состав которых входят формакофоры в тесной связи с фотопереключателями, оказываются гораздо менее эффективными, чем действующие вещества в чистом виде. Поэтому исследователи пытаются разработать соединения, обладающие одновременно и высокой биологической активностью, и способностью изменять свои функции после облучения светом.

Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета (Санкт-Петербург) разработали вещество, биологической активностью которого можно управлять с помощью света и распределение которого в организме возможно будет легко отслеживать. В основе препарата лежит гибридный наноматериал, объединяющий фосфонат и углеродные квантовые точки. Фосфонат — это биоактивное вещество, реагирующее на свет и подавляющее активность бутирилхолинэстеразы (BChE). Повышенная концентрация этого фермента может привести к развитию болезни Альцгеймера, кроме того, BChE связана с различными кожными заболеваниями. Углеродные квантовые точки — это биосовместимые углеродные наночастицы, размером в миллион раз меньше сантиметра, которые способны интенсивно светиться. Именно благодаря им возможно отслеживать перемещение и метаболизм гибридных соединений.

Исследователи проверили, как гибрид реагирует на лазерное ультрафиолетовое излучение. Биоактивностьполученного вещества после облучения увеличивалась с 38% практически до 100%. Для сравнения, чистый необлученный фосфонат подавлял активность фермента только на 29%. Таким образом, авторы получили соединение, которое до и после лазерного облучения подавляло активность фермента с разной эффективностью. Кроме того, гибрид сохранил способность фосфонатов активироваться под действием света, что может упростить его применение в медицинской практике. Также, используя сложную биологическую матрицу — срез куриной грудки, — ученые показали, что облученный и необлученный гибрид светится разным цветом и с разной яркостью, а люминесценция затухает с разной скоростью. Таким образом, по кинетике люминесценции можно оценивать биологическую активность полученных соединений.

Такой результат потенциально позволит исследователям отслеживать соотношение между облученным и необлученным гибридом в организме человека, а следовательно, контролировать активность препарата и его локализацию в тканях пациента.

«Ранее мы продемонстрировали фотопереключаемые и биоактивные соединения. То, что теперь нам удалось объединить такие вещества с биосовместимыми и люминесцирующими углеродными точками и при этом не только сохранить, но и приумножить свойства полученных гибридов — большой шаг вперед, важный для фотофармакологии. Мы называем полученные гибриды "‎все включено"‎, поскольку они обеспечивают одновременно наличие четырех важных функций: биоактивности — ингибирования BChE, фотопереключения, люминесценции, индикации состояния биоактивности», — рассказывает руководитель проекта Алина Маньшина, доктор химических наук, профессор кафедры лазерной химии и лазерного материаловедения СПбГУ.

Также в исследовании приняли участие ученые из Центра экологической безопасности Федерального исследовательского центра РАН (Санкт-Петербург), Санкт-Петербургского государственного технологического института и 
Института ядерной физики имени Д. В. Скобельцына Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Nanomaterials.

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
VK.com Twitter Telegram YouTube Яндекс.Дзен Одноклассники
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2024.