Казанские ученые создали молекулы «боеголовки» против рака и супербактерий

Исследователи из Института органической и физической химии им. А. Е. Арбузова (Казанский научный центр РАН) разработали уникальный класс химических соединений, сочетающих противоопухолевую и антибактериальную активность — в том числе против штаммов, устойчивых к антибиотикам.

Основа разработки

В основе инноваций — модификация нуклеиновых оснований (урацила и тимина) путем присоединения ацетиленового фрагмента. Вдохновением послужили природные соединения с тройными углерод‑углеродными связями, встречающиеся в морских губках, грибах и растениях. Эти вещества известны биологической активностью, но в природе их крайне мало.

Механизм действия против рака

Для избирательного воздействия на опухолевые клетки ученые применили систему адресной доставки:

• к модифицированным нуклеотидам присоединен липофильный трифенилфосфониевый (ТФФ) катион через специальный «мостик»;
• ТФФ‑катион направляет соединение в митохондрии раковых клеток, которые имеют гиперполяризованные мембраны;
• в митохондриях соединения запускают апоптоз (программируемую гибель клеток).

Результаты испытаний (рак)

На панели из 9 линий человеческих раковых клеток (включая карциному простаты PC‑3 и рак молочной железы MCF‑7) новые конъюгаты показали:

• высокую токсичность для опухолей: IC₅₀ (концентрация, подавляющая рост 50 % клеток) — от 0,1 до 7,3 мкМ (сопоставимо с современными химиопрепаратами);
• рекордную селективность: индекс селективности в сотни раз выше, чем у доксорубицина (меньше вреда для здоровых тканей).

Антибактериальная активность

Неожиданно соединения продемонстрировали мощную активность против:

• грамположительных бактерий (Staphylococcus aureus, включая MRSA, Bacillus cereus, Enterococcus faecalis) с МИК 0,2–0,9 мкМ;
• биопленок S. aureus: ингибирование образования на 80–100 % и разрушение уже существующих (критично для борьбы с хроническими инфекциями);
• грибка Candida albicans (некоторые бикатионные соединения).