Новый лиганд удаляет уран из костей

Курамшин А.И.
(«ХиЖ», 2019, №9)

pic_2019_09_06-2.jpg

Лиганд для связывания уранил-иона

Вещество, которое «откачивает» уран из организма лабораторных мышей, в перспективе сможет помочь и людям, в организм которых попали радиоактивные вещества. Исследования in vivo показали, что это производное пиридинона, не проявляя значительной токсичности, связывает соединения урана, уже осевшие в почках и костной ткани, и затем они благополучно выводятся («Nature Communications», 2019).

Иногда наш организм в состоянии сам избавиться от вредных веществ, но чаще ему надо помогать. Так, если в организм человека попали соединения урана, две трети их выводится в течение суток. Увы, без надлежащего лечения оставшаяся треть продолжает циркулировать в крови в виде уранил-катиона UO22+ и постепенно накапливается в костной ткани и почках. Со временем это может привести к развитию почечной недостаточности и хрупкости костей, поскольку соединения урана ядовиты (токсичность их в большинстве случаев опаснее для здоровья, чем радиоактивность).

Сейчас в мире функционирует 440 реакторов коммерческого назначения, которые потребляют в год 67 тысяч тонн урана, а это значит, что в добыче урана, его переработке и выделении из отработанного ядерного топлива участвует множество людей. Следовательно, риск отравлений реален и терапевтические методы, позволяющие очистить организм от урана, необходимы.

Обычно тяжелые металлы выводятся из организма с помощью так называемого хелатирования (от лат. chela — клешня). Пострадавшему назначают препарат, содержащий специальное вещество, скажем, диэтилентриаминпентауксусную кислоту (ДТПА). Ее молекула обхватывает ион металла, подобно клешне. И получается комплексное соединение, растворимое в воде, которое легко покидает организм. Однако ДТПА, чаще всего применяемая для очистки организма от тяжелых металлов, не слишком эффективно связывает уранил-катионы.

Шуао Ван с коллегами из китайского Университета Сучжоу решил найти вещество, которое можно было бы использовать для терапии урановых отравлений. Справедливости ради надо сказать, что уже были описаны малотоксичные гидроксипиридиноны, способные связывать уранил-ионы, однако для извлечения урана из тканей организма необходима слишком высокая концентрация этих соединений, поскольку эффективность связывания у них невысока.

Исследователи предположили, что ее можно повысить, если помешать образованию внутримолекулярных водородных связей между гидроксильной (–ОН) и амидной (–NH–) группами лиганда. Такое внутримолекулярное взаимодействие отвлекает лиганд от иона металла, и, вместо того чтобы взаимодействовать с ним, лиганд «кусает сам себя за хвост». Новый гидроксипиридиноновый лиганд 5LIO-1-Cm-3,2-HOPO не имеет подобного недостатка.

Сродство нового соединения к уранил-иону оказалось значительно выше, чем у других производных гидроксипиридинонового ряда. Оно связывало соединения урана не только в крови, но и в почках и костях. Эксперименты на лабораторных животных показали, что лиганд 5LIO-1-Cm-3,2-HOPO успешно хелатирует уран даже через 48 часов после попадания металла в организм. Это важно, так как не всегда человеку, подвергшемуся воздействию урана, может быть немедленно оказана медицинская помощь.

Ван и его коллеги испытали различные способы введения лекарственного препарата в организм. Работают и инъекции, и таблетки, пусть и несколько хуже. В обоих случаях содержание урана в организме падает. Не исключено, что работа китайских ученых рано или поздно сможет стать основой для разработки «противоурановых таблеток», которые пока существуют только в фантастических романах и компьютерных играх.



Эта статья доступна в печатном номере "Химии и жизни" (№ 9/2019) на с. 6 — 7.


123

Разные разности

20.05.2020 18:30:00

Вакцины – какие, сколько и на какой стадии?

Даже когда острая фаза пандемии COVID-19 закончится и меры карантина больше не будут нужны, сам вирус никуда не денется, а продолжит жить среди нас. Самый эффективный способ от него защититься – сделать вакцину.

>>
18.05.2020 19:00:00

Коронавирусы: в семье не без урода

Найдены молекулярные отличия более патогенных коронавирусов от менее патогенных. Пока не вполне ясно, как эти отличия работают. Но возможно ученые смогут понять, почему настолько похожие инфекционные агенты приводят к таким разным последствиям для человека.

>>
13.05.2020 17:00:00

…из-за снижения транспортных потоков во время пандемии коронавируса уменьшились сейсмические шумы в коре Земли; специалисты считают, что это облегчит мониторинг слабых землетрясений, вулканической активности и других сейсмических событий...

…6 марта с мыса Канаверал стартовала миссия Space X CRS-20, которая доставит на МКС 250 пробирок со стволовыми клетками человека; на протяжении месяца они будут развиваться в кости, хрящи и другие ткани в условиях невесомости...

…по мере того как на рынок выходят художественные произведения, разработанные с помощью генеративных алгоритмов и когнитивной робототехники, встает вопрос об авторском праве на них…

>>
05.05.2020 17:00:00

Смартфон может незаметно передавать секретные сведения посторонним через неучтенную разработчиками прореху на границе между столом и смартфоном. Как же это может быть? Ответ в ходе серии экспериментов получили исследователи из Вашингтонского университета.

>>
29.04.2020 17:00:00

Загадочное внезапное похолодание, случившееся на планете 13 тысяч лет назад, не устает привлекать внимание климатологов. Сейчас есть двое подозреваемых: ледниковое озеро Агассис и кометы, упавшие в Северной Америке. Теперь же, стараниями ученых из Геологической службы США, возник третий участник драмы – ледниковое озера Миссула, катастрофически опорожнившееся в Тихий океан.

>>