Хіміки навчилися синтезувати один із найпоширеніших протитромботичних препаратів у світі — гепарин, який дотепер добували з кишківників свиней. Новий підхід зменшить ризик забруднення ліків тваринними білками та патогенами, що можуть нашкодити людині, та може зробити їх доступнішими. Про досягнення науковці повідомляють у журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.
Luca Medical / Alamy
👋 Слідкуйте за наукою разом з нами — підписуйтеся на наш телеграм та інстаграм, буде цікаво!
Якою була проблема з гепарином?
Гепарин належить до критично важливих ліків з групи антикоагулянтів, тобто препаратів, які запобігають згортанню крові. Він найпоширеніший у своєму роді, використовуючись від профілактики та лікування тромбозів до протидії згортанню крові при діалізі та операціях на відкритому серці.
Щороку гепарин виготовляють у кількості близько 100 тонн — головно зі слизових оболонок, переважно кишківника свиней. І хоч у такий спосіб препарат добувають вже понад століття, він має вагомі недоліки. Серед них — ризик забруднення розчину гепарину патогенами від свиней та збереження у них небажаних тваринних білків, які можуть спричинити реакції гіперчутливості у людей. Також більшість гепарину походить з Китаю, що є найбільшим виробником свинини, через що світове постачання препарату є залежним від однієї країни. Синтетичне вироблення гепарину могло б допомогти обійти ці перешкоди, і вченим нарешті це вдалося.
Як створили синтетичний гепарин?
Виготовлення синтетичного гепарину обмежувалося тим, що гепарин не має конкретного розміру молекули, а є сумішшю великих ланцюгів полісахаридів, через що його структуру важко синтетично відтворити. Але науковці досягли успіху завдяки кількаступеневому підходу.
Спочатку вчені взяли основу гепарину, полісахарид, отриманий зі сполуки від кишкової палички. Тоді за допомогою ферментів, які залучені до природного синтезу гепарину в організмі, додали до основи інші молекули у чітко визначеному порядку. Саме ізоляцію та отримання ключових чотирьох ферментів автори називають одним із найскладніших етапів. Та в результаті науковці отримали гепарин, що схожий структурно та функціонально на той, який отримують від свиней. Зокрема здатністю конвертуватися у низькомолекулярний варіант.
Що змінюють нові результати?
Зараз вчені можуть отримувати синтетичний гепарин у кількості понад 10 грамів, що вже на порядки більше, ніж це вдавалося на початку роботи. Однак надалі процес потрібно масштабувати набагато більше, щоб покривати потреби пацієнтів, навіть якщо однієї країни, у гепарині. І вчені зазначають, що мають розуміння, як це зробити через зміну реакцій.
Автори вважають, що їхній підхід здатний замінити не лише отримання гепарину зі свинячих органів. У майбутньому його можна пристосувати і до отримання інших сполук, які поки що покладаються на тваринне джерело, як-от хондроїтинсульфат та дерматансульфат, що застосовуються у лікуванні остеоартритів і тромбозів та шкірних ран, відповідно.
- Останні дослідження показують, що на ефективність ліків, а зокрема антикоагулянтів, можуть суттєво впливати гени, що сучасні люди успадкували їх від неандертальців.