Ученые из Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН совместно с коллегами из Туниса, Индии и Саудовской Аравии синтезировали кристаллы, которые могут помочь в лечении болезней Альцгеймера и Паркинсона, а также в терапии шизофрении. Речь об органических соединениях (2R,5S)-2,5-диметилпиперазина и азотной кислоты в мягких условиях. Полученный «гибрид», обладающий уникальными свойствами, продемонстрировал возможность его применения в качестве ингибитора вышеперечисленных заболеваний. Результаты исследования были опубликованы в журнале Zeitschrift für Physikalische Chemie.
Юрий Маляр, старший научный сотрудник Института химии и химической технологии Сибирского отделения РАН.
Фото: Анастасия Тамаровская / ФИЦ КНЦ СО РАН
Актуальность этого исследования не нуждается в дополнительных представлениях, ведь речь идет о наиболее проблемных точках мирового здравоохранения. Так, по данным Всемирной организации здравоохранения, в ближайшие 30 лет число людей, страдающих деменциями, возрастет втрое. Болезнь Альцгеймера относится к наиболее распространенным формам деменции. Если же говорить о болезни Паркинсона, то на поздних ее стадиях деменция развивается у одной трети пациентов. Что касается шизофрении, то ею болеют лишь около 1% от всего населения земного шара, причем этот показатель остается практически неизменным на протяжении многих десятилетий.
Наука постоянно ищет новые гибридные материалы, которые станут более устойчивыми и эффективными, особенно в качестве биоактивных веществ или лекарств для терапевтического применения. В совместном исследовании красноярские ученые и их зарубежные коллеги не просто синтезировали кристаллы нового гибридного материала, но и изучили его характеристики и структуру. Специалисты выяснили, что новый материал демонстрирует высокую стабильность и реакционную способность. Это связано со структурой материала, в частности, с водородными связями, соединяющими ионы диметилпиперазина и нитрат-ионы и образующими трехмерную сеть в структуре кристалла.
Увидев такой потенциал, ученые смоделировали биологические свойства нового соединения. Особое внимание привлекли фармакологические характеристики разработанного материала: была рассмотрена эффективность взаимодействия вещества с белками и его влияние на биохимические процессы в организме. Специалисты исследовали разработанный материал в качестве ингибитора белков, связанных с болезнями Альцгеймера, Паркинсона и шизофрении, и обнаружили его перспективные биоактивные свойства: он хорошо проникает в активную среду области рецепторов.
«Наш материал демонстрирует исключительную кинетическую стабильность и перспективную биологическую активность. Проведенные исследования показали, что кристаллы RSDPN стабильны до определенной температуры, после которой происходит их двухфазный распад. Это исследование открывает новые возможности для разработки гибридных материалов с уникальными свойствами, которые могут быть использованы в различных областях, включая биомедицину, энергетику и электронику. Точное и глубокое понимание сложных потенциальных межмолекулярных взаимодействий и биологической активности этого ингибитора имеет важное значение для разработки новых лекарств. Исследование проливает свет на физико-химические и биологические свойства нового вещества и подчеркивает его потенциальное применение в области терапевтического вмешательства при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезни Альцгеймера, Паркинсона и шизофрения. Данная работа представляет значительный интерес для научного сообщества и может способствовать развитию новых технологий в различных отраслях», — прокомментировал Юрий Маляр, кандидат химических наук, старший научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН.
О дальнейших планах ученых корреспонденту «Научной России» рассказал кандидат химических наук, старший научный сотрудник Института химии и химической технологии Сибирского отделения РАН Александр Казаченко.
«Важно понимать, что наше исследование находится на начальном этапе. В перспективе — оптимизация метода получения кристаллов и более детальное изучение их свойств и поведения на конкретных системах. Путь от первого синтеза до внедрения состоит из множества важных шагов. В целом такой подход использовался и до нас, но на других объектах и реагентах и для других задач. В нашем исследовании есть научная новизна, и в дальнейшем мы планируем развивать несколько направлений: более детальное исследование полученного вещества и синтез наиболее подходящих под конкретные задачи аналогов и производных соединений».
Новость подготовлена по материалам ФИЦ «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук», Всемирной организации здравоохранения и портала «Научная Россия»
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ и Российской академии наук