Научные достижения химического факультета
5.12.2018

Оловоорганика критически замедляет процессы в раковых клетках

Химики МГУ синтезировали оловоорганические соединения, продемонстрировавшие высокую токсичность по отношению к раковым клеткам.

Содержащие олово органические соединения известны давно. Их применяют в промышленности в качестве конструкционных материалов, герметиков, компонентов лаков и покрытий. Однако оловоорганические соединения обладают токсичностью, что сильно ограничивало их применение. Но именно это свойство вызывает интерес исследователей в последние десятилетия в области медицинской химии при создании новых лекарств против рака.

Механизм действия органических соединений олова основан на способности молекул связываться с сульфгидрильными группами белков, азотистыми основаниями ДНК, тем самым нарушая процесс репликации и транскрипции ДНК. Нарушение приводит к задержке в клеточном цикле и, в конечном счете, к гибели клетки. Таким способом можно бороться с раковыми клетками.

В 1980-ые годы впервые были синтезированы и успешно протестированы первые соединения на основе дибутилолова против рака молочной железы. А с 2004 года на фармацевтическом рынке существует единственный препарат олова, который применяют для лечения макулодистрофии, тяжелого заболевания глаз. "Сейчас этот препарат находится в клинических испытаниях и для лечения рака. -- рассказал и.о. декана химического факультета МГУ, член-корр. РАН Степан Калмыков. -- Но он такой один, а, значит, потенциал оловоорганики в области противораковых препаратов ещё не использован. Поэтому сотрудники кафедры медицинской химии  Химического факультета МГУ в сотрудничестве с учеными из Казанского Федерального Университета и Института физиологически активных веществ РАН (г.Черноголовка) синтезировали ряд оловоорганических соединений и проверили их действие на опухолевые клетки".

С помощью специальных тестов химики определили высокую цитотоксическую активность оловоорганических веществ по отношению к большому ряду клеточных линий рака человека. "Ранее нами было установлено, что изученные тиолаты олова проявляют более высокую токсичность по отношению к раковым клеткам по сравнению с нормальными клетками фибробластов (MRC-5), в некоторых случаях значения IC50 различается в 2 раза", – пояснила один из авторов работы, научный сотрудник МГУ, кандидат химических наук Юлия Грачева.

IC50 – индикатор ингибирования биохимических процессов каким-либо веществом. Его значение показывает концентрацию ингибитора, при которой процессы замедляются вдвое. Разница в два раза означает, что концентрация препарата, при которой в раковой клетке вдвое замедляются процессы (что для неё оказывается критичным), некритично замедляет процессы в обычной клетке и не убивает её. 

Вопрос селективности действия веществ по отношению к раковым и нормальным клеткам является ключевым при разработке кандидатов в лекарственные средства. "Поэтому для снижения общей токсичности соединений мы ввели в молекулы защитный фрагмент фенола, – рассказала Юлия Грачева. – Тестирования на нормальных клетках запланированы на ближайшее время". Она пояснила, что новые соединения содержат один общий органический фрагмент - 2,6-ди-трет-бутилфенол. Это аналог природного антиоксиданта - витамина Е, который помогает защищать здоровые клетки при химиотерапии опухолей. Благодаря наличию витаминного фрагмента все синтезированные вещества и обладают двояким действием – губительным для раковых клеток, но защитным по отношению к соседним здоровым клеткам.

Исследование выполнено под руководством профессора химического факультета МГУ, доктора химических наук Елены Милаевой. Результаты опубликованы в журнале Applied Organometallic Chemistry.