Вещество из морской плесени защищает клетки человека от гербицида

Биологически активные соединения из морского гриба Penicillium dimorphosporum защищают клетки от параквата — высокотоксичного гербицида, против которого нет противоядия, — и могут усиливать действие некоторых лекарств. Гриб был выделен из мягкого коралла, собранного в Южно-Китайском море во время экспедиции на научно-исследовательском судне «Академик Опарин». Учёные Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и Тихоокеанского института биоорганической химии им. Г. Б. Елякова сообщили о результатах в журнале Marine Drugs.

Паракват — высокотоксичное для животных и людей гербицидное соединение. Около 100 стран, включая США, применяют его для выращивания сельскохозяйственных культур и борьбы с сорняками. Десятки стран, включая Россию, запретили это ядовитое соединение.

Специалисты ДВФУ вместе с российскими и зарубежными коллегами обнаружили, что соединения из морского гриба Penicillium dimorphosporum могут защищать клетки от воздействия параквата. Эксперимент проводился на линии клеток нейробластомы, которые используются для изучения нейропротекторной активности перспективных лекарств.

«В очень низкой концентрации, около одного микромоля на литр, соединения повышали жизнеспособность клеток, обработанных паракватом, почти на 40% по сравнению с клетками, обработанными только паракватом. Следующим шагом мы хотим выяснить механизм действия этих защитных природных молекул. Возможно, они действуют как антиоксиданты и, вероятно, также могут защищать клетки от других токсичных веществ», — сказала Олеся Журавлёва, заведующая лабораторией биологически активных соединений Школы естественных наук ДВФУ.

По словам учёного, многие активные природные соединения имеют недостаток — низкую продукцию в организме-хозяине, поэтому их количества недостаточно для углублённого изучения.

Случай с Penicillium dimorphosporum не исключение. Гриб не синтезирует активные соединения. Однако учёные заметили интересную особенность метаболизма гриба, которая может преодолеть это ограничение. Гриб производит широкий спектр изомерных соединений, а также их биогенный предшественник. Это означает, что они имеют одинаковый состав элементов, но по-разному структурированы. Это похоже на своего рода природное кривое зеркало, в котором набор атомов многократно отражается по-разному. Это наделяет соединения множеством функций, которые учёные могут модифицировать. Обычно синтез большого количества изомеров не характерен для живых организмов.

«В связи с этим мы планируем тщательно изучить не само активное природное соединение, а его предшественник, который гриб синтезирует в изобилии и который мы можем модифицировать до активного состояния. Это был бы успешный шаг, потому что минорное вещество гораздо труднее получить из природного источника, чем адаптировать мажорный неактивный предшественник. Например, гриб производит 200 миллиграммов неактивного соединения, которое мы можем настроить, и всего 6 миллиграммов активного природного вещества. Многие лекарственные соединения получают аналогичным полусинтетическим путём, что позволяет избежать сложного и дорогого полного синтеза», — сказала Олеся Журавлёва.

Далее учёные планируют детально изучить нейропротекторный механизм выбранных активных соединений, а также перспективы их использования в комбинации с другими существующими соединениями. Согласно гипотезе, активные молекулы морского гриба могут усиливать действие некоторых известных препаратов.