Учёные из московского Института биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (ИБХ РАН) обнаружили в нервной системе человека естественный антианальгетик, которым оказалась молекула-регулятор ноцистатин. По мнению специалистов, это позволит создавать обезболивающие препараты нового поколения. Исследование опубликовано в журнале Biomolecules и поддержано Российским научным фондом.
Производство анальгетиков во всём мире постоянно расширяется и требует разработки новых подходов к созданию высокоэффективных лекарств с минимальными побочными эффектами, отмечают исследователи. Внимание российских биохимиков, занимающихся поиском эффективных обезболивающих, привлекло соединение ноцистатин — один из выделяемых нервной системой опиоидных нейропептидов (разновидность белковых молекул). Долгое время роль этой молекулы-регулятора оставалась загадкой для учёных. Её присутствие влияло на процессы снятия боли, но как — было неясно. Отечественным специалистам удалось доказать, что ноцистатин взаимодействует с расположенными на оболочках клеток организма ионными каналами, чувствительными к вызывающему чувство боли процессу — закислению межклеточного вещества.
«Нам ещё многое предстоит выяснить о регуляции возникновения и прекращения боли на молекулярном уровне. Теперь, когда обнаружена столь необычная функция ноцистатина, интерес к изучению молекул того же класса может возрасти. Мы надеемся прийти к новому пониманию механизма усиления и облегчения боли и в дальнейшем — к созданию более эффективных анальгетиков, не вызывающих привыкания», — сообщил заведующий лабораторией нейрорецепторов и нейрорегуляторов ИБХ РАН Сергей Козлов.
Действие анальгетиков направлено на заглушение сигналов от источника воспаления или травмы к центральной нервной системе. Информация, передающаяся по нервам, представляет собой импульсы электрического тока, которые распространяются вдоль оболочек клеток. На поверхности каждой клетки расположены ионные каналы (каналы ASIC), способные распознавать сигнальные молекулы и запускать электрический сигнал в новых клетках, то есть передавать информацию о боли по цепочке. Эти каналы напоминают ворота, но, чтобы их открыть, нужно подобрать специальный ключ, отмечают исследователи.
Учёные добавили в лабораторных условиях в межклеточное вещество молекулы ноцистатина. Это неожиданно привело к цепной реакции — активации ионных каналов, которые стали вести себя так же, как и при вызывающем болевые ощущения закислении пространства между клетками. Такой эффект был обнаружен впервые, так как ранее все известные молекулы, способные взаимодействовать с ASIC, могли лишь изменять силу или время раскрытия каналов.
«Когда межклеточное пространство закисляется — нам больно. Это сигнал о том, что в организме происходят нежелательные процессы. Например, закисление среды вызывают болезни желудочно-кишечного тракта, доброкачественные и злокачественные опухоли, другие воспаления органов. Ноцистатин действует вместо кислоты, при этом он может и не вызывать боль. Теперь нам надо засучить рукава и продолжить его изучение на животных моделях», — заявил Сергей Козлов в беседе с RT.
По мнению учёного, открытие механизма действия ноцистатина на ионные каналы позволит не только разработать новые лекарства от боли, но и снизить вред от существующих препаратов, в том числе наркотических — опиоидов. Также работа поможет справиться с толерантностью организма — привыканию к таким веществам, полагает биохимик.