Зомби-клетки помогут ускорить поиск новых лекарств
Представьте себе клетку-зомби. Снаружи она ведёт себя абсолютно нормально, даже образцово, но внутри — это уже не совсем жизнь, а хитроумная ловушка, начинённая магнитными частицами. Звучит как сценарий фильма ужасов? А для учёных это просто новый рабочий инструмент.
Исследователи из Университета Алабамы придумали, как использовать такие клетки, чтобы быстрее находить новые лекарства среди тысяч природных соединений. Согласитесь, природа — гениальный химик, но копаться в её «черновиках» порой слишком долго.
Метод, о котором рассказывается в журнале Nanoscale, обещает ускорить эту нудную работу. В чём же секрет? Берутся магнитные наночастицы и покрываются клеточной мембраной. Получается такая приманка: внешне — почти живая клетка, внутри — магнит. Эту приманку подбрасывают в экстракт растения или гриба, где плавают сотни, а то и тысячи разных соединений. Задача — выловить те из них, которые могут стать основой для лекарства.
Традиционный метод требует выделять каждое соединение по отдельности и тестировать — недели и месяцы кропотливого труда. Новый подход справляется за считанные дни. Работу провели в лабораториях доцента биологических наук Лукаша М. Цизлы и доцента химической и биологической инженерии Юпинга Бао. Ведущий автор исследования — Дженнифер Шервуд, которая как раз защитила в UA диссертацию.
Вы только вдумайтесь: около 70% всех лекарств, одобренных FDA, когда-то были найдены в природе. Но природа не спешит расставаться со своими секретами. Растения производят химикаты с такими структурами, которые человеку и не снились, — шутят учёные. Однако в одном экстракте их намешано столько, что найти нужное — всё равно что отыскать иголку в стоге сена.
Фармацевты давно переключились на синтезированные библиотеки соединений — там всё чисто, аккуратно и подогнано под задачу. Но природа разнообразнее. Она создаёт молекулы не просто так, а для конкретной биологической цели: защитить растение от насекомых, привлечь опылителя, пережить засуху. И эти же молекулы могут неожиданно подойти человеку.
Как же работает этот «зомби-метод»? Сначала из клетки вымывают всё внутреннее содержимое, оставляя только оболочку. Этой оболочкой оборачивают наночастицы оксида железа. Затем получившиеся «клетки-призраки» погружают в растительный экстракт.
Главный фокус в том, что в мембране сохраняются белки-рецепторы. Они работают как приёмные антенны. Если в экстракте есть соединение, способное связаться с таким рецептором, оно прилипает к поверхности наночастицы. Дальше дело техники: подносим магнит, и все частицы вместе с «уловом» извлекаются из раствора. Промыл растворителем — и получил чистое вещество-кандидат.
«Крутость этого проекта в том, что он ничем не ограничен, — говорит Юпинг Бао. — Хотите искать лекарство от другой болезни? Просто смените тип клеток, и ловите новый набор кандидатов». Любой трансмембранный рецептор может стать основой для такой охоты.
В Университете Алабамы для демонстрации использовали клетки с никотиновыми рецепторами, но это только начало. Важно понимать: это лишь первый шаг в долгом пути создания лекарства. Но, согласитесь, звучит многообещающе. И если раньше мы пытались угадать, как поведёт себя молекула в статичной компьютерной модели, то теперь у нас есть рецептор в его естественной, подвижной среде. Живая мишень вместо мишени нарисованной.
