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 1797 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 16178 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 2422 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 1849 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 3439 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 2009 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 2472 1 Технология
0
Скорость набора текста с помощью мысли достигла 6 слов в минуту
Скорость набора шесть слов в минуту вряд ли кого-то впечатлит. Но для людей с ограниченными возможностями даже такая возможность была бы бесценной. Исследователи Стэндфордской лаборатории трансляционного нейронного протезирования имплантировали пациентам интерфейс «мозг–компьютер» и научили их печатать со скоростью шесть ..
2015-10-04 2378 0 Технология
0
Хирургический инструмент научили отличать раковые клетки
Ученые из Венгрии и Великобритании создали электроскальпель, которые умеет анализировать характер разрезаемой ткани. Масс-спектрометрическое исследование в режиме реального времени позволяет врачу определять, где заканчиваются раковые клетки и начинается здоровая ткань. Это позволяет более точно удалять опухоли. ..
2013-07-18 1600 0 Технология
0
Квантовые компьютеры научили вычислять пи-функцию
Испанские ученые Хосе Латорре и Герман Сьерра из университетов Барселоны и Мадрида предложили эффективный квантовый алгоритм вычисления пи-функции. Препринт статьи исследователей доступен на сайте arXiv.org, сама статья пока не подана в рецензируемый журнал. Пи-функция π (k) равна количеству ..
2013-03-27 1966 0 Технология
0
Электрическую цепь научили быстро «залечивать» разрывы
Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали токопроводящую пасту с магнитными частицами, благодаря чему электрическая цепь может рекордно быстро восстанавливаться после повреждения. Статья опубликована в Science Advances.Зачастую самовосстанавливающиеся материалы требуют или воздействия внешнего катализатора, или достаточно ..
2016-11-05 13166 0 Технология
-1
Тест на интеллект. Или  как видит мир искусственный  интеллект?
 Новое изобретение компании Google, нейронная сеть под названием Deep Dream, совсем недавно завоевала интернет своей способностью транслировать изображения в видения. Сегодня разработчики за Стэндфорда продемонстрировали разработку NeuralTalk.  Искусственный интеллект для начала научили различать лица людей ..
2015-07-17 4504 0 Технология
0
Парализованных обезьян научили ходить с помощью нейроинтерфейса
Ученые из Швейцарской вышей технической школы вернули подвижность ногам обезьян с травмой спинного мозга с помощью мозговых имплантов. Ранее такие импланты, обеспечивающие отсутствующую из-за травмы связь головного мозга со спинным мозгом, были уже испытаны на крысах, ..
2016-11-11 9740 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 2834 0 Технология
0
Физики создали материал с рекордной люминесценцией
Американские учёные из университета Джорджии создали материал, который испускает накопленную энергию в виде излучения в ближней инфракрасной области спектра (длина волны 650-1000 нанометров). Но особенность новичка не только в этом – пробыв на свету всего одну минуту, ..
2011-11-23 2461 0 Технология
0