http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=b6b8a865-2149-42fa-aeb1-be49bd2e729a&print=1
© 2024 Российская академия наук

Вся власть пептиду

Сегодня борьба со старением, болезнями и прочим несовершенством человеческой природы ведет медиков все глубже в клетку. Уже давно понятно: чем ближе состав лекарств к веществам, содержащимся в человеческом организме, тем эффективнее окажется их воздействие. В последнее время на коробках лекарственных и косметических препаратов стало все чаще появляться таинственное слово — «пептиды». Некоторые специалисты называют препараты, изготовленные на основе пептидов, лекарством XXI века. Насколько оправданны эти ожидания?

Внутри клетки

Сами по себе пептиды не новость в науке. Этим термином называют некоторое количество аминокислот, соединенных между собой так называемыми пептидными связями. Если цепочка аминокислот короткая — это пептид, а если длинная — более 50—100 аминокислот, — то уже белок. Сам термин «пептиды» ввел в оборот известный ученый Эмиль Герман Фишер, разработавший к 1905 году общий метод синтеза пептидов. Однако, несмотря на то что пептиды известны уже более века, использование их в лечении людей крайне ограниченно. Современный период исследований пептидов начинается с 50-х годов прошлого века — американский биохимик Винсент дю Виньо за их изучение получил Нобелевскую премию. Сегодня уже ясно, какую роль пептиды играют в человеческом организме. Жизнь в принципе существует благодаря белковым молекулам — длинным и коротким (белки и пептиды), которые выполняют функцию, необходимую для жизнедеятельности клетки и несут информацию, записанную в ДНК. Соединение пептидов с тем или иным участком ДНК ( с участком гена), как ключ с замком, является командным сигналом синтеза специфических белков. Так и возникает жизнь. «Пептиды участвуют в формировании различных физиологических функций — от простых до сложных, вплоть до поведенческих, — объясняет заместитель генерального директора Института молекулярной генетики РАН академик Николай Мясоедов. — Их роль многообразна: они и гормональный фон определяют, и готовят организм к рождению. От пептидов зависят даже такие эмоциональные вещи, как восприятие мира, влечение людей друг к другу, радость или грусть. Иногда говорят, что если бы пептидов не было, то мы бы воспринимали мир в черно-белых тонах». Очевидно и то, что и разрывы в этих коротких молекулах приводят к сбоям и болезням. Ученые уже давно думают о том, можно ли восстанавливать разрушенные участки белковых молекул препаратами на основе пептидов.

Примечательно, что в свое время российские ученые играли ведущую роль в этих исследованиях. В начале 80-х годов в Институте молекулярной генетики изучали структуры и функции этих коротких цепочек. Тогда же из Минобороны поступило задание — разработать препараты, помогающие человеческому организму правильно функционировать в экстремальных условиях. Оказалось, что это можно сделать именно на основе пептидов. «Они очень хорошо подходили, потому что в их основе — аминокислоты, из соединений которых состоит организм человека. Правда, пептидные связи очень быстро разрушались, — рассказывает Николай Мясоедов. — Но мы придали им устойчивость за счет изменения структуры: взяли определенный фрагмент адренокортикотропного гормона, изменили его, увеличив время жизни пептидов в 10—15 раз, и этого уже было достаточно, чтобы на получившейся основе создать лекарственный препарат. И первая структура из семи аминокислот появилась в 1981 году».

В итоге получился ноотропный препарат, хорошо стимулирующий умственную деятельность, влияющий на когнитивные функции, на активность человека и при этом не имеющий седативного — тормозящего — эффекта. Одновременно врачи обратили внимание, что с повышением дозировки препарат помогает при тяжелых заболеваниях типа ишемических болезней сердца и инсультов. Исследования показали, что если его применить в течение первых 6 часов после наступления инсульта, то смертность уменьшается в разы, а также снижается вероятность инвалидности.

К XXI веку учеными разных стран были открыты несколько тысяч различных пептидов, которые могут служить для создания лекарств, влияющих на память, помогающих справиться со страхом и действующих на другие функции, связанные с центральной нервной системой. Кроме того, пептиды задействует и антивозрастная медицина: короткие цепочки аминокислот, первоначально выделенные из органов и тканей животных, воссоздают в лабораторных условиях и получают так называемые пептидные биорегуляторы. Они нормализуют синтез белка и препятствуют возрастным изменениям. Интересуют пептиды и косметологическую индустрию. Дело в том, что используемые в косметологии коллаген, кератин, эластин относятся к белкам. Их недостаток — довольно большие размеры, которые не дают проникнуть их молекулам через роговой слой кожи. Аминокислоты — меньше, но недостаточно динамичны. Зато пептиды — то, что надо: и по размерам, и по активности…

Эффективность пептидных препаратов в том, что они функционируют на клеточном уровне. Механизм действия довольно сложный: они запускают в клетке очень много процессов, особым образом взаимодействуя с мембраной (внешней оболочкой клетки) и подавая своего рода сигнал. Клетка отвечает синтезом определенных веществ, которые изменяют жизнь отдельного органа или всего организма. Казалось бы, найдена панацея от всех болезней. «В 80-е годы прошлого века возникла даже некоторая эйфория: рассчитывали, что мы отойдем от химических соединений и будем создавать новые лекарства на основе аминокислот. Но, оказалось, все не так просто», — говорит Николай Мясоедов.

На стадии испытаний

Пептиды — очень непостоянные и независимые персонажи. Выяснилось, что каждый из них воздействует не на одну, а на несколько физиологических функций. А значит, направить их действие в нужное русло довольно непросто. Вторая проблема — короткий период их жизни. Кстати, именно этим и объясняется переменчивость настроений у человека.

Эти особенности и осложняют процесс создания пептидных препаратов. Однако лекарства на их основе действительно обещают медицине большое будущее. Кроме того, многие современные лекарства теряют свою эффективность из-за способности вирусов и микроорганизмов приспосабливаться. Пептидные препараты работают иначе: не столько противодействуя, сколько «починяя» защитные клетки организма, они избавляют от проблемы привыкания к лекарству.

«На сегодняшний день в мире создано примерно 40—50 пептидных препаратов, из них примерно 15 — в России, — рассказывает генеральный директор инновационного научно-производственного центра «Пептоген» Алим Немерский. — Уже есть пептидные антибиотики, идет работа над синтезом пептидного инсулина. Думаю, что лет через десять пептидные препараты выйдут на рынок в большом количестве, и тогда, по сути, изменятся методы лечения больных. Сейчас в мире примерно сотня пептидных препаратов проходит клинические испытания. Значит, в течение 4—5 лет они выйдут на рынок. Когда это произойдет, случится настоящая революция».

Впрочем, многие специалисты, осознавая перспективу, которую открывают пептиды, высказывают осторожный оптимизм. Все-таки направление новое, а следовательно, могут быть выявлены еще неизвестные свойства пептидных препаратов. «Пока такие лекарства показывают себя достаточно хорошо — как безопасные и действенные. Они с успехом применяются в лечении различных повреждений мозга, сосудистых катастроф, когда нужно повышать уровень сознания, улучшать когнитивные функции. В принципе после любой комы, по моему мнению, можно подключать пептидные препараты, — комментирует психиатр НИИ нейрохирургии им. Н. Н. Бурденко доктор медицинских наук Олег Зайцев. — Так, в период спутанности сознания и амнестической дезориентировки эффективность обычной терапии составляет 25—30 процентов, а с применением полипептидов — 50. Направление это перспективное, но дело в том, что пептиды только начинают внедряться в современную медицину. Наверняка найдутся и побочные эффекты, не исключены и необоснованные назначения. Вот, скажем, один препарат содержит естественные полипептиды, которые получают из мозга рогатого скота, а значит, надо проверять сырье на прионы — возбудители энцефалита, иначе есть вероятность развития осложнения. Надо помнить, что действенных лекарств без побочных эффектов не бывает, хотя недостатки часто являются продолжением достоинств».

Одно из самых перспективных свойств пептидных препаратов, открывающих просто необъятные возможности, — влияние на эмоциональную сторону человеческой натуры. «Нейрофизиологические механизмы формирования эмоционально-мотивационного поведения неразрывно связаны с нейрохимическими процессами, в которых важную роль регуляции выполняют пептиды разных групп», — отмечают специалисты НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН Наталия Крупина и Надежда Хлебникова. Не значит ли это, что с помощью пептидных препаратов можно не только лечить психоэмоциональные отклонения, но и корректировать нежелательные черты характера, допустим, избавить человека от избыточной гневливости? На этот вопрос Николай Мясоедов отвечает так: «Пептиды могут корректировать сбои физиологических процессов, вносить серьезные изменения в эмоциональное поведение человека, возвращая его к нормальному состоянию. Ведь как устроен человеческий организм: есть то, что дано от природы, но в процессе жизни идет разрушение — под влиянием усталости и негативных влияний. Пептидные препараты могут это исправить и, может быть, даже довести до идеального состояния конкретный организм».

Выходит, если ученые не ошиблись в возможностях пептидов, то каждый конкретный человек с их помощью может стать лучшим из всех возможных своих воплощений… Но это, говорят сами исследователи, пока отдаленное будущее