Таблетки от морской болезни помогут при инфаркте и инсульте
С помощью нового метода скрининга потенциальных лекарственных средств ученые Массачусетской больницы, работающие под руководством Ватси Мута (Vamsi Mootha), обнаружили у нескольких препаратов, уже получивших официальное одобрение Управления по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA), неизвестную ранее способность перестраивать энергетический обмен в клетках, защищая их от последствий кислородного голодания при инфаркте и инсульте. Результаты работы, опубликованные 14 февраля в предварительной on-line версии журнала Nature Biotechnology в статье «Nutrient-sensitized screening for drugs that shift energy metabolism from mitochondrial respiration to glycolysis», открывают новые терапевтические возможности в лечении ряда серьезных заболеваний.
В норме клетка получает необходимую ей энергию из питательных веществ с помощью двух механизмов. Основной из этих механизмов – гликолиз, анаэробное расщепление углеводов до молочной кислоты, позволяет быстро получать небольшое количество молекул аденозинтрифосфата (АТФ), выполняющих роль переносчика энергии в клетке. Более медленный, но и более эффективный процесс – клеточное дыхание, при котором углеводы, липиды и аминокислоты окисляются с образованием большего количества молекул АТФ.
Естественные сдвиги в сторону одного из этих механизмов происходят в процессе развития организма, а также в зависимости от типа его активности, например, гликолиз незаменим при быстром беге на короткие дистанции, тогда как клеточное дыхание – при марафонском беге. Предпочтительное использование гликолиза характерно для всех активно делящихся клеток, в том числе опухолевых, поэтому искусственный сдвиг энергетического метаболизма в сторону клеточного дыхания может подавлять опухолевый рост. С другой стороны, в опытах на животных показано, что результат подавления клеточного дыхания сходен с результатом так называемой ишемической подготовки, идея которой заключается в том, что непродолжительные эпизоды ишемии (снижения поступления крови) предотвращают развитие необратимых повреждений ткани при последующей полной блокаде кровотока.
Для поиска соединений, способных сдвигать энергетический метаболизм клетки в сторону гликолиза, авторы разработали новый метод скрининга. Они культивировали фибробласты кожи в двух типах среды. Одна среда содержала глюкозу, пригодную для расщепления с помощью обоих механизмов, а другая – галактозу, расщепляющуюся только в процессе клеточного дыхания. В такой системе препарат, способный смещать энергетический метаболизм клетки в сторону гликолиза, полностью останавливает рост клеток на галактозосодержащей среде, не оказывая при этом влияния на рост клеток в среде, содержащей глюкозу. В результате тестового скрининга из 3700 препаратов (почти половины всех препаратов, получивших одобрение FDA, ученые идентифицировали несколько соединений, способных подавлять клеточное дыхание, и несколько обладающих противоположным действием противоопухолевых препаратов, останавливающих рост активно делящихся клеток.
Большинство соединений, используемых для воспроизведения ишемической подготовки на животных моделях, слишком токсичны для применения в клинической практике, поэтому авторы посвятили свою работу поиску агентов, вызывающих менее выраженные метаболические сдвиги. В результате экспериментального скрининга они выявили восемь препаратов, вызывающих более слабые, но достаточно выраженные сдвиги энергетического метаболизма в сторону гликолиза. Одним из этих препаратов оказался меклизин (meclizine) – отпускаемое без рецепта средство от тошноты и головокружения, не обладающее отрицательными побочными эффектами. Терапевтическое действие этого препарата свидетельствует о его способности проникать через гематоэнцефалический барьер.
Для изучения способности меклизина предотвращать повреждения тканей при инфаркте и инсульте исследователи, совместно с коллегами из университета Рочестера, провели ряд экспериментов на крысах и мышах с искусственно вызванными инфарктами и инсультами. В обоих случаях полученные результаты продемонстрировали способность меклизина значительно снижать выраженность ишемических повреждений клеток. Кроме того, авторы установили, что защитный эффект препарата не обусловлен известными механизмами его действия.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что меклизин и подобные ему препараты в будущем можно будет использовать для предотвращения возникающих в результате инфаркта или инсульта повреждений тканей. Однако Мута подчеркивает, что необходимо проведение обширного тестирования на животных с целью подбора оптимальных режимов приема и дозировки, а также детального изучения механизмов действия препарата. Он также отмечает, что разработанная его группой скрининговая стратегия способна помочь в выявлении неизвестных положительных и отрицательных эффектов других применяемых в клинической практике медицинских препаратов.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам ScienceDaily: Shifting Cellular Energy Metabolism May Help Treat Cardiovascular Disease.
16.02.2010