Люди давно создают медикаменты с помощью животных. На очереди — лекарства от рака, инсульта и нового коронавируса — пересказываем материал BBC

Автор:
Яна Собецкая
Дата:

Снежана Хромец / Артем Марков / «Бабель»

Недавно ученые выяснили, что антитела, вырабатываемые организмом ламы, способны нейтрализовывать новый коронавирус. Ранее животных использовали для разработки других лекарств, в том числе обезболивающих и препаратов против диабета и инфаркта. В основе большинства из них —яды, одни из самых сложных химических соединений на планете. Теперь ученые надеются создать с помощью животных средство, способное предупреждать повреждения мозга после инсульта, и даже лекарство от рака. «Бабель» пересказывает большой материал BBC о том, как ученые используют уникальные свойства животных для создания медицинских препаратов, спасающих человеческие жизни.

Люди выделяли полезные ингредиенты из растений и использовали их как лекарства в течение многих веков. Однако в случае с животными найти и извлечь полезные составляющие долгое время было сложно. Их использовали в основном в нетрадиционной медицине. Так, аюрведическая медицина рекомендует змеиный яд для лечения артрита. Жвалы тарантулов в Южной Америке, Азии и Африке прописывают от различных болезней — от зубной боли и астмы до рака. А китайская народная медицина и сейчас использует в медицинских целях ингредиенты 36 видов животных, включая тех, что находятся под угрозой вымирания.

Сегодня биологи имеют возможность выявлять у животных полезные соединения, которые могут стать лекарствами, не требуя никаких животных ингредиентов. Вместо того, чтобы вручную «доить» змей и скорпионов для изучения их яда, ученые могут найти компоненты с необходимыми свойствами в специальных базы данных.

В контексте создания лекарств ученых больше всего интересуют животные пептиды. Эти маленькие молекулы — побратимы тех, что содержатся в организме человека. Пептиды разных животных — от улиток и пауков до саламандр и змей — могут оказаться полезными в лечении различных человеческих болезней.

Аюрведическая медицина, которой тысячи лет, активно использует животные ингредиенты для лечения болезней.

Buyenlarge / Contributor

У них тот же состав, что и у белков, но их размер в 40—50 раз больше, чем у лекарств, состоящих из небольших молекул, например аспирина. Это обеспечивает их эффективность и снижает частоту побочных эффектов.

На основе животных пептидов ученые уже разработали множество лекарств. Например, препарат «Энексатид», созданный из слюны аризонского ядозуба, используется для лечения диабета второго типа, «Циконитид» из яда моллюска-конуса — для лечения хронической боли. Синтетический препарат «Эптифибатид», смоделированный на основе яда южной гремучей змеи, предотвращает инфаркт.

Богатейшим источником полезных пептидов являются яды. Это одни из самых сложных химических смесей на Земле. Яд вырабатывают около 220 тысяч видов, или 15 процентов, животных. Паук может производить 10 миллилитров яда в день, скорпион — всего два. Но с помощью современных баз данных ученые могут синтезировать молекулы с нужными свойствами.

На основе змеиного яда разрабатывают обезболивающие и другие лекарства.

Снежана Хромец / Артем Марков / «Бабель»

С помощью пептидов, выделенных из ядов, ученые пытаются найти лекарства от различных болезней, в частности от инсульта. Эта болезнь ежегодно убивает шесть миллионов человек, у пяти — остаются хронические проблемы. Никакие лекарства не могут предотвратить повреждение нейронов, вызванное недостатком кислорода после потери кровоснабжения в мозгу.

«Люди беспомощны перед инсультом и последствиями, которые он может вызвать в считанные часы или дни», — говорит Гленн Кинг, биохимик из австралийского университета Квинсленда.

В базе ядов беспозвоночных Кинг нашел потенциального кандидата для лечения инсульта — пептид Hi1a из яда австралийского паука Hadronyche infensa. Кинг уже протестировал его эффективность на пораженных инсультом крысах. По его словам, если это вещество ввести в течение 8 часов после инсульта, можно предупредить «значительный объем повреждений», если успеть за четыре часа — уменьшить их на 90 процентов.

Из пептидов яда паука Hadronyche infensa разрабатывают лекарства, предупреждающие повреждение мозга после инсульта.

Снежана Хромец / Артем Марков / «Бабель»

Исследования Кингом другого пептида Hm1a, полученного из яда паука, дает надежды на лечение тяжелого эпилептического состояния, известного как синдром Драве. Смертность от него в 30 раз выше, чем от других форм эпилепсии. У мышей с расстройствами, подобными тем, что имеют люди с синдромом Драве, после инъекции Hm1a улучшились нервные функции и снизилась смертность.

На основе пептидов ученые пытаются создать лекарство против рака. Сейчас в США проходит клинические испытания препарат Tozuleristide (BLZ-100), разработанный на основе яда скорпиона. Он «присоединяется» к злокачественным опухолям в мозгу и помогает хирургам лучше видеть пораженные ткани во время операции. Уникальный токсин из яда скорпиона Leiurus quinquestriatus позволяет ученым замечать злокачественные кластеры размером в 200 клеток — то есть в 500 раз точнее, чем МРТ.

С помощью яда скорпиона Leiurus quinquestriatus исследователи могут выявлять раковые опухоли, незаметные при МРТ-сканировании.

Снежана Хромец / Артем Марков / «Бабель»

Мария Икономопулу из австралийского научно-исследовательского института QIMR Berghofer обнаружила, что пептид из яда бразильского тарантула Acanthoscurria gomesiana может убивать клетки рака кожи. Подобные свойства имеет и яд паука паука Hadronyche infensa, который также эффективен против инсульта.

Ученые говорят о большом потенциале животных пептидов в лечении около 80 известных аутоиммунных заболеваний, вроде склероза, волчанки и диабета. Применяют их и для разработки лекарств против хронической боли. Предполагается, что в отличие от большинства опиатов обезболивающий препарат «Циконитид» не вызывает привыкание.

Сейчас ученые пытаются понять, как можно использовать животные пептиды против еще одной угрозы — нового коронавируса. Закари Крук, ученый лаборатории Джима Олсона в Центре исследований рака Фреда Хатчинсона, уже изучает базу пептидов и пытается найти соединения, способные связываться с «шиповидним белком» на поверхности коронавируса или с клетками, к которым он присоединяется. Таким образом можно было бы предотвратить попадание вируса в организм.

«Наша конечная цель — разработать лекарства, которые вводятся с помощью ингалятора или небулайзера и способны остановить инфекцию в самом начале», — говорит Крук.