Нанотело, способное ограничить побочные эффекты опиоидов
Опиоидные препараты высокоэффективны для облегчения боли, но имеют серьёзные недостатки. Их побочные эффекты варьируются от головокружения до потенциально смертельного угнетения дыхания. Их нелегальное использование способствует почти полумиллиону смертей во всем мире каждый год.
Исследователи из Женевского университета (UNIGE) обнаружили молекулу, названную нанотелом NbE, которое прочно и долговременно связывается с клеточными рецепторами, обычно связывающими опиоиды, тем самым блокируя активность препаратов. Более того, учёным удалось создать ещё более мелкие молекулы, сохраняющие те же свойства, которые могут оказаться гораздо эффективнее существующих методов лечения в смягчении вредных эффектов опиоидов.
Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.
Проблема опиоидов
Опиоиды — большое семейство фармацевтических препаратов, включающее морфин, фентанил и трамадол. Эти мощные лекарства в основном используются как обезболивающие, но также вызывают эйфорический эффект, взаимодействуя с нервными клетками мозга. Однако они вызывают сильное привыкание и производят опасные побочные эффекты.
«Нам срочно необходимо разработать новые молекулы, чтобы лучше смягчать побочные эффекты для пациентов и управлять рисками передозировок, связанных с опиоидами», — объясняет Мириам Штобер, доцент кафедры клеточной физиологии и метаболизма медицинского факультета UNIGE.
Механизм действия нанотела NbE
В исследовании использовались крошечные природные белки, полученные из антител ламы, называемые нанотелами. Учёные обнаружили, что нанотело NbE обладает уникальной способностью связываться со специфическими опиоидными рецепторами настолько прочно и долговременно, что предотвращает связывание опиоидов с этими же рецепторами, блокируя действие препарата.
«Чтобы определить, как NbE связывается со своей мишенью, мы использовали методы структурной биологии высокого разрешения благодаря новому Центру визуализации Дюбоше», — говорит Андреас Боланд, доцент кафедры молекулярной и клеточной биологии факультета естественных наук UNIGE.
Была идентифицирована уникальная модель связывания, при которой лишь небольшая часть нанотела отвечает за его правильную селективность к рецептору.
От нанотел к малым молекулам
Нанотела значительно меньше антител, но всё ещё довольно велики. Их производство может быть дорогим, и они могут не полностью достигать целевой ткани в организме.
В сотрудничестве с командой профессора Стивена Балле из Брюссельского университета исследователи UNIGE синтезировали in vitro набор ещё более мелких молекул, имитирующих ключевую часть NbE, ответственную за избирательное связывание с опиоидными рецепторами.
«Долговременно блокируя опиоидные рецепторы, наши новые молекулы имеют потенциал для обращения вспять или уменьшения пагубных побочных эффектов опиоидов. В случае передозировки они могут обеспечить лучшую и более долговечную альтернативу, чем налоксон, — лечение, используемое в настоящее время. Теперь мы усовершенствуем их структуру, чтобы ещё больше повысить эффективность и облегчить доставку к целевым нервным клеткам в мозге», — заключает Штобер.