Ученые Междисциплинарной научно-образовательной школы «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина» МГУ нашли новый флуоресцентный зонд и разработали методику его применения. Это удешевит, ускорит и повысит 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.
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.
Информация предоставлена пресс-службой МГУ
Источник фото: ru.123rf.com
