Опиоид научили действовать только в месте воспаления

Опиоид научили действовать только в месте воспаления

Немецкие ученые разработали опиоид, который действует только в месте воспаления, не вызывая общих побочных эффектов. Результаты работы опубликованы в журнале Science.

Опиоиды обладают наиболее мощным обезболивающим действием из всех имеющихся анальгетиков. Фактически это единственные препараты, способные купировать сильную боль, например, при тяжелых травмах, инфаркте миокарда, нейропатической боли, онкологических и других заболеваниях. Однако их применение сопряжено с нежелательными побочными эффектами, такими как угнетение дыхания, запоры, чрезмерная сонливость, тошнота, кожный зуд, а также риск формирования привыкания и зависимости. Поэтому многочисленные научные коллективы занимаются поиском эффективных и безопасных альтернатив этим лекарствам. Как правило, речь идет о препаратах центрального действия, то есть действующих на антиноцицептивную (препятствующую восприятию боли) систему мозга, как и опиоиды. Однако при некоторых болезненных состояниях, таких как травмы, операции, артриты и другие, было бы достаточно местного действия анальгетиков.

В поиске подобного препарата сотрудники Свободного университета Берлина и Университета имени Цузе оттолкнулись от того факта, что общим признаком воспаленной (поврежденной) ткани является ее ацидоз, или кислая среда, в то время как у здоровых тканей среда слабощелочная. Ацидоз при воспалении повышает активацию периферических опиоидных мю-рецепторов за счет усиленного функционирования их G-белков, передающих сигнал внутрь клетки, и протонирования лигандов (эндо- и экзогенных опиоидов), необходимого для связывания их с рецептором. В таких условиях именно периферические рецепторы в наибольшей степени отвечают за обезболивание. Таким образом, опиоиды, которые активируются только в кислой среде, теоретически могли бы обеспечить адекватную аналгезию в месте повреждения без действия на весь организм.

Сильный агонист опиоидных рецепторов фентанил способен активировать их как в физиологической, так и в кислой среде. Ученые провели компьютерную симуляцию связывания в обеих этих средах с мю-рецепторами различных фторзамещенных производных фентанила, поскольку фтор притягивает протоны, смещая диссоциацию (в этом контексте — активацию) всей молекулы в кислую сторону.

По итогам симуляции было выбрано и синтезировано фторзамещенное производное фентанила NFEPP (N-(3-фтор-1-фенэтилпиперидин-4-ил)-N-фенилпропионамид). Эксперименты с культурами клеток подтвердили, что он связывается с мю-рецепторами и активирует их G-белок в кислой среде значительно сильнее, чем в нейтральной и щелочной.

На следующем этапе экспериментов ученые вводили фентанил и NFEPP крысам с моделями острого и хронического воспаления и травмой. Оба вещества производили адекватное обезболивание, однако, в отличие от общего действия фентанила, NFEPP вызывал аналгезию только в поврежденных тканях. Совместное введение препаратов с антагонистом периферических опиоидных рецепторов NLXM (налоксона метйодидом), не проникающим в мозг, подтвердило, что NFEPP действует только за счет этих рецепторов.

Кроме того, NFEPP в дозах, в 2,5 раза превышающих максимальные для фентанила, не вызывал у животных таких побочных эффектов как самовведение (показатель пристрастия к действию вещества), уменьшение подвижности и запор, а также не влиял на частоту дыхания и сердечных сокращений.

«Выбор в качестве мишени патологических, а не физиологических конформаций рецепторов и лигандов представляет собой смену парадигмы дизайна лекарств. Таким способом был получен новый опиоидный анальгетик с аналогичной обычному фентанилу эффективностью, избавленный от вредных побочных эффектов», — пишут авторы работы.

В начале 2016 года фармакологи из Университета Тулейн в Новом Орлеане сообщили о создании четырех опиоидов центрального действия без основных побочных эффектов. Они представляют собой пептиды, полученные модификацией природных нейромедиаторов эндоморфинов. По мнению исследователей, небольшая выраженность побочных эффектов связана с тем, что они, в отличие от морфина, не действуют на рецепторы нейроглии (вспомогательных клеток нервной системы). В августе того же года международная группа ученых представила низкомолекулярный опиоид, также избавленный от основных недостатков препаратов этой группы. В отличие от них он активирует только «классический» внутриклеточный сигнальный путь, связанный с G-белком и отвечающий за аналгезию, но не альтернативный бета-аррестиновый, через который реализуются нежелательные эффекты.

Олег Лищук

N+1

Похожие новости:
Инженеры научили поддельные отпечатки пальцев чувствовать текстуру и звук
Инженеры из Южной Кореи научили искусственные отпечатки пальцев чувствовать текстуру поверхностей и воспринимать звуковые колебания. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Science Advances, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Science News.В своей работе ..
2015-11-01 1660 0 Технология
0
Робота Atlas научили балансировать на одной ноге
Специалисты из Института человеческого и машинного мышления (IHMC) научили гуманоидного робота Atlas, разработанного компанией Boston Dynamics, балансировать на одной ноге. Видеозапись с демонстрацией новых возможностей робота доступна на YouTube. Boston Dynamics разработала робота Atlas в 2013 году, по заказу и при участии Агентства по перспективным оборонным научно-исследовательским ..
2016-09-13 16009 0 Технология
0
Создана «краска» для печати искусственных костей
Ученые из Северо-Западного Университета разработали новый тип пластика для 3D-принтеров, который можно использовать для печати эластичных искусственных костей. Он не вызывает имунного ответа, самостоятельно заполняется клетками и окостевает естественным образом. Описание нового материала опубликовано в журнале Science.Материал для искусственной кости создан на основе двух веществ: ..
2016-10-01 17954 0 Технология
0
Ученые научили томограф читать мысли
Группе голландских нейрофизиологов удалось разработать новую методику чтения мыслей с помощью томографа Специальная компьютерная программа позволяет преобразовывать мысли человека в письменную речь. При этом томограф фиксирует изменения в кровотоке во время активности определенных участков мозга, которые ..
2012-07-1 2270 0 Технология
0
Иммунитет научили побеждать рак
Исследователи под руководством профессора Стефана Гассера (Stephan Gasser) из Национального университета Сингапура выяснили, каким образом иммунной системе удается распознавать раковые клетки, и почему зачастую защитные системы организма оказываются неспособны полностью уничтожить раковую опухоль. ..
2016-05-11 2691 0 Технология
0
Лечение стволовыми клетками может быть безопасным
Использование эмбриональных стволовых и индуцированных плюрипотентных клеток (ИПК) в медицине осложнено одним очень крупным риском. В силу того, что эти культуры клеток способны трансформироваться в абсолютно любой тип ткани, они могут также ускорить и рост опухолей, что приведёт к краткосрочному развитию ..
2014-05-19 1427 0 Технология
0
Стимуляция миелинизации нейронов помогла восстановить мозг после инсульта
Американским ученым удалось добиться восстановления ткани мозга после инсульта белого вещества у мышей за счет стимуляции миелинизации поврежденных нейронов. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.Ишемический инсульт представляет собой острое нарушение ..
2016-12-13 4120 0 Технология
0
Систему пожаротушения научили целиться в огонь
Британская компания Plumis представила роботизированную систему пожаротушения Automist Smartscan, которая вместо распыления воды во все стороны тушит огонь прицельно. Об этом сообщает Gizmodo. Automist Smartscan подключается напрямую к водопроводу и монтируется в стену заподлицо. В режиме ожидания внутри ..
2016-01-27 1712 0 Технология
0
3D-принтеры научили печатать углеволокном
Американская компания Mark Forged представила 3D-принтер, способный печатать объекты из углеродного волокна — прочного и легкого материала, который используется, в частности, в авиастроении. Об этом пишет Popular Mechanics. Принтер получил название Mark One. Разработчики утверждают, что созданные с его помощью ..
2014-01-31 3272 0 Технология
0
Российские физики научили наночастицы выполнять логические операции
Коллектив, состоящий из четверых российских ученых, создал биороботов, которые способны производить логические операции вне клетки. Физики из Москвы опубликовали результаты своего исследования в журнале Nature Nanotechnology, импакт-фактор которого один из самых высоких в мире и равен 33. Ученым ..
2014-08-18 1866 0 Технология
0
Изобретен самый быстрый 3D принтер
Новый, высокоточный 3D принтер может создать нанометровые объекты чуть быстрее, чем аналогичные устройства, сообщает «TG Daily». Венский университет технологий использует в принтере жидкую смолу, закаленную сфокусированным лучом лазера в нужном месте. Фокус лазерного луча направляется ..
2012-03-14 4023 0 Технология
0
О самых инновационных странах
Когда вы думаете о самых инновационных странах, чаще всего на ум приходят США, Япония и Южная Корея. Но как на счет, например, России или Ирана? Как здесь обстоят дела с инновациями? Агентство Bloomberg провело исследование среди более чем 200 стран с целью определить наиболее инновационные ..
2013-02-4 2065 1 Технология
0
«Очистка организма» от старых клеток на треть продлила жизнь мышам
Американские исследователи увеличили продолжительность жизни мышей на срок до 35%, просто очистив их организм от постаревших клеток. О своей работе авторы сообщают в журнале Nature, о ней же рассказывает пресс–релиз Клиники Мейо.Команда Яна Ван Дёрсена (Jan van Deursen) использовала линию трансгенных мышей INC-ATTAC, ..
2016-02-04 2016 0 Технология
0
Робот-хирург впервые провел операцию на мягких тканях
Американскому умному автономному роботу для работы с тканями (Smart Tissue Autonomous Robot, STAR) впервые в истории удалось провести операцию на мягких тканях живого организма — наложение кишечного анастомоза. Об этом сообщает Science News.В настоящее время роботы ..
2016-05-08 1870 0 Технология
0
Японцы выпустили молекулярный поезд на рельсы из ДНК
Учёные из университета Киото научились отправлять миниатюрный молекулярный состав по разветвлённой сети рельсов из ДНК. Ранее японцы придумали, как заставить "мотор", состоящий всего из одной молекулы, двигаться по прямой. Теперь же исследователи из Страны восходящего солнца научились управлять движением ..
2012-01-25 2328 1 Технология
0