Защитники сердечных клеток

Сердечно-сосудистые заболевания по распространенности стоят на первом месте. Существует целый класс фармакологических препаратов для сердечников, действие которых основано на выделении газа − оксида азота (NO). Это такие широко используемые препараты, как нитроглицерин, нитропруссид и нитрит, образующие NO при восстановлении. К сожалению, эти вещества нестабильны, неспецифичны, токсичны.

Сегодня ученые активно разрабатывают вещества, несущие «готовую к употреблению» молекулу NO – динитрозильные комплексы железа (ДНКЖ). («Химия и жизнь» писала об этих комплексах, 2019, № 10.) Эти комплексы включают [Fe-NO₂]–  фрагмент, связанный с молекулами-лигандами. Лигандами могут быть природные вещества (глутатион и цистеин) и синтетические. Комплексы с глутатионом и цистеином хорошо себя зарекомендовали в лечении таких сердечно-сосудистых заболеваний, как гипертония, ишемия, инсульт. Однако ДНКЖ могут не только лечить, но и убивать: их действие зависит от природы лиганда.

Группа ученых из Института проблем химической физики РАН (Черноголовка) синтезировала катионные одноядерные ДНКЖ с общей формулой [Fe(SR)₂(NO)₂]ⁿ⁺X-, где n − 1-4, X − кислотный остаток, R − тиомочевина или ее производные. Исследователи решили проверить, как эти комплексы влияют на клетки – повышают их жизнеспособность или убивают. Для исследования выбрали фибробласты легких человека и кардиомиоциты крысы, которые выращивали в лабораторных условиях in vitro. По результатам экспериментов, клетки, обработанные динитрозильными комплексами железа, были в несколько раз более живучими, чем клетки, не обработанные комплексами. Даже через 30 часов, когда комплексы уже распались, их жизнеспособность была выше. К тому же у опытных клеток повышалась активность фермента дегидрогеназы, забирающего электроны отметаболита − никотинамидадениндинуклеотида (НАДН) и передающего их в дыхательную цепь митохондрий.

Предположительно происходит это так: ДНКЖ выделяют NO, который, воздействуя на кластеры [Fe–S] фермента дегидрогеназы, изменяет его структуру и усиливает его активность. Благодаря этому клетка начинает дышать активнее, образуя больше АТФ, которая расходуется на синтез новых белковых молекул. У таких активно дышащих клеток больше возможностей для исправления повреждений. Затем ученые решили проверить, могут ли ДНКЖ защищать клетки от токсического действия противоопухолевого препарата доксорубицина, вызывающего осложнения в сердечно-сосудистой системе. Оказалось, и это им под силу.

Протестированные ДНКЖ можно использовать для создания фармакологического препарата комплексного действия, который будет совмещать свойства сердечного лекарства и защитника клеток. Такой препарат необходим онкологическим больным для лечения сердечно-сосудистых осложнений, возникающих при химиотерапии.

(Front. Pharmacol., 2019, 10)