Яд для жизни: российские ученые создали новое эффективное лекарство от диабета

Российские учёные из Тихоокеанского института биоорганической химии им. Г. Б. Елякова и Дальневосточного федерального университета разработали лекарство для лечения диабета на основе яда морской анемоны. Специалисты утверждают, что препарат может быть в 1000 раз эффективнее, чем другие современные лекарства.

Сегодня сахарный диабет — одно из самых опасных заболеваний в мире. По данным ВОЗ, в настоящее время в мире насчитывается 285 миллионов больных, к 2025 году их количество составит 380 миллионов, а к 2030 — 435 миллионов. Диабетом 2 типа, например, сегодня болеет около 8 % взрослого населения Земли.

Болезнь «сладкой мочи»

Жители Древней Индии называли диабет болезнью «сладкой мочи», так как моча больных людей очень привлекала муравьёв. В начале I века нашей эры заболевание получило официальное название «диабет», что в переводе с древнегреческого означало «пересекаю», характеризуя прохождение выпитой жидкости через весь организм человека. Во второй половине XVIII века английский врач Мэтью Добсон путём долгих исследований выяснил, что в моче больных людей содержится глюкоза, то есть сахар. Именно с тех пор диабет начал называться «сахарным».

Эксперименты следующих двух столетий установили, что часть больных с сахарным диабетом страдает недостатком инсулина — гормона поджелудочной железы. Он участвует в усвоении глюкозы. Недостаточное количество гормона приводит к тому, что организм в поисках энергии помимо глюкозы начинает расщеплять собственный жир. Впоследствии выделяется ацетон, в худшем случае пациент впадает в диабетическую кому. Этот вид болезни стали называть диабетом первого типа.

В ходе исследований обнаружилась часть больных, уровень инсулина у которых был, наоборот, повышен. Причиной стало нарушение обмена веществ — неправильное действие инсулина вследствие малоподвижного образа жизни или несбалансированного рациона. Этот тип диабета, второй, лечили с применением препаратов, которые восстанавливали баланс глюкозы в крови, повышая чувствительность клеток к инсулину.

В 1889 году Оскар Минковски и Джозеф фон Меринг удалили лабораторной собаке поджелудочную железу, вызвав у животного экспериментальный сахарный диабет. В 1901 году русский патологоанатом Леонид Соболев связал диабет с нарушением выделения инсулина частью поджелудочной железы – «островками Лангерганса», которые были открыты в 1869 году немецким патологоанатомом Паулем Лангергансом.

Свои счёты с диабетом

Для канадского физиолога и хирурга Фредерика Бантинга борьба с диабетом стала делом чести. Когда-то от него умер его близкий друг. После окончания медицинской школы в Торонто и службы военным хирургом, Бантинг отправился в Западный Онтарио и устроился ассистентом профессора в местном медицинском университете. В октябре 1920 года он решил попробовать перевязать выводные протоки поджелудочной железы, чтобы получить сахаропонижающую субстанцию. За помощью и оборудованием он обратился к профессору Торонтского университета Джону Маклеоду. Тот не считал действия Бантинга перспективными. Всё же настойчивость последнего убедила профессора выделить ему не только лабораторию, но и 10 собак, а также помощника Чарльза Беста. Бест, кстати, в совершенстве владел методами определения сахара в крови и моче с помощью химических реакций. Пока профессор Маклеод был в отъезде, Бантинг и Бест перевязывали протоки поджелудочных желёз у собак и ждали хоть каких-то результатов. Ожидания завершились в августе 1921 года, когда получилось выделить нужную субстанцию. После они ввели её собаке без поджелудочной железы, чем заметно улучшили её состояние. Бест отметил, что уровень сахара в крови значительно снизился. Вовремя вернулся и Маклеод, который очень обрадовался таким результатам.

Изначально субстанцию назвали айлетином. Выудить её оказалось сложно — молекула айлетина разрушалась пищеварительными ферментами, поэтому Бантинг предложил использовать поджелудочную телят, у которых инсулин уже вырабатывался, а ферменты — ещё нет. В итоге учёные пришли к выводу о том, что телячий айлетин помог, но препарат всё ещё не был готов — белки в нём вызывали серьёзные побочные реакции в виде аллергий и прочего. «Для чистки» айлетина профессор Маклеод позвал в группу биохимика Джеймса Коллипа.

Нобелевская премия за инсулин

В 1922 году учёные впервые сделали инъекцию айлетина умирающему от диабета пациенту — 14-летнему Леонарду Томпсону. Первый раз получился проблемным — препарат вызвал у подростка аллергическую реакцию; айлетин был не полностью очищен. Томпсону становилось хуже, но специалисты не сдавались и уже через 12 дней сделали ему вторую инъекцию. На этот раз Леонарду повезло — диабет перестал проявлять свои симптомы, а мир получил новый препарат — инсулин, от слова insula — «остров».

После ошеломительного успеха скромный Бантинг передал права на патент препарата Торонсткому университету и получил за это всего один доллар. Ему было гораздо важнее то, что на этот раз он смог спасти жизнь своего второго друга, врача Джо Джиль–Криста. За открытие инсулина в 1922 году Бантинг и Маклеод получили Нобелевскую премию, разделив её с Бестом и Колипом.

В 1923 году Бантинг познакомился с полковником Элаем Лилли, основателем фармацевтической компании Lilly. Весной того же года было введено в эксплуатацию оборудование для массового выпуска препарата. Осенью 1923 года был выпущен препарат «Илетин» — инсулин животного происхождения. К концу 1923 году компания «Lilly» выпустила почти 60 миллионов единиц препарата. Массовый выпуск инсулина сделал компанию «Лилли» производителем мирового класса, которой она остаётся и по сей день.

Яд морского хищника — новое спасение от диабета?

Препарат акарбоза применяется в медицинской практике для лечения диабета 2 типа. Он блокирует фермент поджелудочной железы – альфа-глюкозидазу, которая расщепляет поступаемые с пищей углеводы до глюкозы и фруктозы. В результате этого происходит торможение усвоения сложных углеводов, что приводит к медленному снижению уровня сахара в крови. Правда, не без побочек: диарея, метеоризм, крапивница, тошнота, а также серьезные ограничения по приёму пищи преследуют больных в любом случае.

Российские учёные из ТИБОХ им. Г. Б. Елякова и ДФУ создали новый препарат для лечения диабета 2 типа, который будет в 1000 раз эффективнее соединений акарбозы. Они исследовали магнификамид — пептид, который выделяется вместе с ядом морской анемоны Heteractis magnifica. В будущем именно магнификамид сможет заменить акарбозу в качестве основы для лечения диабета 2 типа, устранив тем самым побочные эффекты от современных препаратов.

Почему яд анемоны? Зачастую, когда необходимо найти новое лекарство или основу для него, учёные обращают внимание на яды животного происхождения, потому что они по-настоящему богаты биологически активными веществами. Растения и их яды, например, изучают давно, поэтому современные методы обращены в сторону ядов животных.

Анемоны большую часть своей жизни проводят неподвижно, прикрепившись к морскому дну. Как им поймать добычу или защититься? Просто применить яд, который состоит из множества молекул и выделяется при контакте щупалец с каким-либо объектом. Их яд чаще всего состоит из пептидных молекул, которые прошли достаточно долгий путь эволюции, поэтому могут взаимодействовать с любыми рецепторами для любых целей. Например, у анемон есть одни пептиды для крабов, и совершенно другие — для рыб. И тот факт, что анемоны нечасто сталкивались с людьми, и их яд по-другому может действовать в их организме, делает пептиды интересными для исследований.

«Морские анемоны — древние морские хищники, накопившие в ходе эволюции богатый арсенал пептидных токсинов. В яде морской анемоны мы обнаружили мощный пептид, подавляющий активность альфа-амилаз. С помощью методов биотехнологии и генной инженерии мы синтезировали аналог магнификамида. Во время лабораторных исследований пептид показал свой высокий потенциал и эффективность», — рассказал Александр Калиновский, магистрант ДВФУ по направлению «Химия», младший научный сотрудник лаборатории молекулярной фармакологии и биомедицины ТИБОХ.

Создание полноценных лекарственных препаратов для продажи в аптеках пока не предвидится, ведь магнификамид необходимо проверить на эффективность и безопасность на живых организмах в лабораториях. В ходе испытаний учёные предполагают, что может понадобиться разработка более эффективных соединений на его основе.

Автор: Владлена Мартус

По материалам: https://sciencemon.ru/office/org/blog/258141/