Как избежать опасных побочных эффектов от лекарств: новый подход к разработке препаратов
Химики из Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова предложили инновационный способ получения "зеркальных" катализаторов, которые играют ключевую роль в синтезе ценных органических соединений, включая противогрибковые препараты. Их метод может существенно упростить разработку лекарств и снизить риск опасных побочных эффектов, вызванных существованием зеркально симметричных молекул. Исследование, поддержанное грантом Российского научного фонда, опубликовано в журнале Angewandte Chemie.
Почему зеркальные молекулы могут быть опасны
Разработка нового лекарства — сложный процесс, но его регистрация требует еще большего внимания. Дело в том, что многие молекулы обладают зеркальными формами — энантиомерами. Один из энантиомеров может иметь полезные свойства, в то время как его зеркальный двойник способен вызывать серьезные побочные эффекты.
Ярким примером является трагедия с препаратом талидомид, который в 1950-х годах назначали беременным женщинам для снятия тошноты. Позже выяснилось, что одна из его зеркальных форм провоцировала тяжелые врожденные патологии у новорожденных. После этого фармацевтические компании обязали тестировать не только основное вещество, но и его энантиомер, чтобы предотвратить подобные случаи.
Почему фармацевты отказываются от некоторых лекарств
Одной из главных проблем фармацевтической химии является сложность получения обеих зеркальных форм молекулы. В природе обычно присутствует только один из энантиомеров, а синтезировать второй бывает очень затратно и сложно. Из-за этого некоторые потенциально эффективные лекарства так и не доходят до стадии производства.
Однако эту задачу можно решить с помощью "зеркальных" катализаторов. Они позволяют синтезировать обе версии молекулы и получили широкое распространение благодаря японским ученым в конце XX века. Сегодня такие катализаторы активно применяются в фармацевтических лабораториях по всему миру.
Российские ученые разработали уникальный метод
Команда исследователей из ИНЭОС РАН предложила новый подход к созданию "зеркальных" катализаторов. Они использовали природную "левую" аминокислоту для синтеза молекулы-"руки", которая избирательно захватывает только "правые" катализаторы, оставляя "левые" нетронутыми.
Такой метод позволяет добиться высокой точности разделения: вероятность ошибки не превышает одного случая на двести. Кроме того, полученные катализаторы оказались не только доступнее, но и разнообразнее, чем японские аналоги.
Катализаторы, рассчитанные на обычном компьютере
"Разработанный нами метод можно применять для сортировки самых разных соединений. Ключевое преимущество — возможность заранее рассчитать оптимальную геометрию вспомогательной молекулы. Для этого достаточно даже обычного домашнего компьютера, что делает процесс исследования более целенаправленным и позволяет избежать метода проб и ошибок", — рассказывает Дмитрий Перекалин, доктор химических наук, руководитель проекта по гранту РНФ, заведующий лабораторией функциональных элементоорганических соединений ИНЭОС РАН.
Таким образом, новая методика открывает широкие перспективы для фармацевтики. Теперь ученые смогут разрабатывать катализаторы, которые помогут синтезировать более безопасные и эффективные лекарственные препараты, а также другие ценные органические соединения.
Уточнения
Препарат (от лат. praeparātum «готовый, приготовленный; лечебное/лекарственное средство/препарат») — вещество или смесь веществ синтетического или природного происхождения в виде лекарственной формы (таблетки, капсулы, растворы и т.п.), применяемые для профилактики, диагностики и лечения заболеваний.