Заставить клетку слушаться

В Центре медицинской химии Тольяттинского государственного университета (ЦМХ ТГУ) появится лаборатория синтетической биологии. Она начнёт свою работу в марте 2021 года и станет для ЦМХ новой инновационной платформой в дополнение к классическим методам поиска противоопухолевых препаратов.

Синтетическая биология – новая и быстроразвивающаяся область научных исследований в генной инженерии. Она направлена на создание новых, не встречающихся в природе биологических систем, а также на видоизменение уже существующих. Синтетическая биология объединяет химиков, биологов, физиков и инженеров, позволяя экспериментировать с клеточными белками, генами, последовательностями ДНК и выстраивать свои собственные конструкции. Для специалистов ЦМХ ТГУ это прежде всего новый инструментарий для поиска эффективных противоопухолевых препаратов.

– В этом году мы совместно с Санкт-Петербургским государственным университетом взяли в разработку интересный проект, который по сути является новым рождением таргетной терапии, – рассказал директор Центра медицинской химии Александр Бунев. – Если говорить упрощённо, таргетная терапия ставит перед собой задачу нейтрализовать (ингибировать) вовлечённый в патологический процесс белок клетки (таргетную мишень). Но недостаток метода в том, что поскольку клетка сама регулирует свои белки, то мишень «выключается» лишь на время – а главное в клетке может появиться мутантная форма белка и развивается устойчивость к таргетной терапии. Поэтому родился другой концепт – полное уничтожение таких белков.

Один из методов, который предложили для этого использовать, – протеолиз, распад белков на более мелкие полипептиды или аминокислоты. Это довольно древний механизм, который регулирует все стадии жизни белков клетки. То есть, уничтожением белка займётся сама клетка, а учёные лишь «подскажут» ей «точный адрес», пометив белок, от которого нужно избавиться

– Мы должны «подглядеть» за тем, как процесс распада белка происходит в природе, и научиться создавать такие тест-системы, которые докажут, что наши вещества способны заставить клетку делать то, что нам нужно, – поясняет Александр Бунев.

Таким образом, лаборатория будет заниматься созданием новых генно-инженерных конструкций в приложении к медицинской химии. В частности, с помощью методов синтетической биологии будут получаться новые клеточные линии, содержащие белки интереса или таргетные мишени, в отношении которых в ЦМХ ведутся совместные исследования с партнёрами, в том числе и в рамках проекта OpenHTS.

От Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) в этой работе участвует научная группа профессора Михаила Красавина, который возглавляет лабораторию новых синтетических методов и химической фармакологии института химии СПбГУ. Группа занимается разработкой препаратов в антипрофилеративной активностью, то есть противораковых.

– Существующая лаборатория ЦМХ ТГУ, где прекрасно налажено роботизированное тестирование на различных клеточных линиях, нам очень помогает. Мы начали сотрудничество месяца два назад, в основном оно касается онкологии и тестирования способности химических соединений селективно уничтожать раковые клетки, – рассказал Михаил Красавин. – Лаборатория Бунева для нас – это прежде всего высококачественные данные. Найти коллаборатора на территории России, который столь профессионально и быстро генерирует данные, которые позволяют нам отвечать на необходимые вопросы по медицинской химии и проверять наши гипотезы, было чрезвычайно сложно. В этом смысле Александр Бунев – находка. Я уверен, что мы будем сотрудничать всегда.

В рамках совместной деятельности учёных готовятся к публикации две статьи в научных журналах. Что касается новой лаборатории ЦМХ ТГУ, то для неё закуплены оборудование и реагенты. Свою работу она должна начать 1 марта 2021 года.