Совместная разработка химиков и биофизиков МГУ ускорит поиск противораковых молекул

Ученые Междисциплинарной научно-образовательной школы «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина» МГУ нашли новый флуоресцентный зонд и разработали методику его применения, которые удешевляют, ускоряют и повышают информативность скрининга новых противораковых молекул. В качестве зонда был применен флуоресцентный краситель кумарин-30, который связывается с белком-мишенью тубулином, при этом значительно усиливая яркость своей флуоресценции. В сочетании с методом микромасштабного термофореза — биофизической методикой для детектирования взаимодействий между молекулами — кумарин-30 позволил не только выявить молекулы, способные связываться с тубулином, но и разделить их на классы по сайтам связывания. Согласно опубликованным результатам, это существенно облегчает отбор перспективных соединений для разработки новых средств химиотерапии опухолей. Об этом сообщили в пресс-службе вуза.

Деление всех клеток организма, включая клетки опухолей, критически зависит от работы тубулиновых микротрубочек — белковых структур, составляющих внутриклеточный скелет. Подавление функции микротрубочек малыми молекулами — препаратами химиотерапии — остается одной из наиболее эффективных стратегий борьбы с опухолями. Однако опухолевые клетки нередко вырабатывают резистентность к существующим препаратам, например, из-за мутаций в белке-мишени, которые приводят к тому, что лекарство перестает эффективно связываться с тубулином. Поэтому необходимо постоянно расширять арсенал химиотерапевтических средств, создавая новые молекулы с различными механизмами действия. 

Процесс разработки таких соединений трудоемок и долог. Обычно он начинается с виртуального перебора сотен тысяч, а иногда и миллионов молекул на компьютере, что позволяет сузить поиск до сотен кандидатов. Но экспериментальная проверка отобранных молекул часто занимает еще больше времени и требует значительных ресурсов. Именно это «узкое место» удалось существенно оптимизировать благодаря новой разработке химиков и биофизиков МГУ в рамках междисциплинарного проекта.

«Мы обнаружили, что широко известный краситель, кумарин-30, обладает способностью сильно и специфично связываться с тубулином. При этом яркость его флуоресценции существенно увеличивается. Прекрасные свойства этого зонда в сочетании с чувствительными биофизическими методиками открывают возможности для быстрого, точного и информативного скрининга соединений, позволяя выявлять факт и характер их взаимодействия с тубулином. Зонд позволяет не только детектировать взаимодействие тестируемых малых молекул с тубулином, но и классифицировать их по сайтам связывания», — объясняет соруководитель проекта, старший научный сотрудник кафедры биофизики физического факультета МГУ Никита Гудимчук.

Метод уже опробован на большой панели соединений, а заявка на изобретение одобрена Роспатентом. Среди первых опубликованных результатов практического применения разработанного экспресс-метода — создание новой библиотеки перспективных ингибиторов полимеризации тубулина на основе азотсодержащих гетероциклических соединений, синтезированных с использованием оригинальных методов органического синтеза под руководством ведущего научного сотрудника научно-исследовательской лаборатории биологически активных органических соединений химического факультета МГУ Ольги Ивановой. 

Следите за важными новостями в Телеграм-канале Информационного центра Правительства Москвы