3 August 2023, 21:00 Анна Солдатенко

Фитоканнабиноид сыграл роль палки в колесе главного клеточного онкоканала

Фитоканнабиноид сыграл роль палки в колесе главного клеточного онкоканала
Конформационные изменения и механизм ингибирования онкоканала TRPV6 тетрагидроканнабиварином (THCV) — природным ингибитором каннабиноидов, извлеченным из Cannabis sativa

Выращивание и использование конопли сейчас строго регламентируется, а само растение оказалось стигматизировано из-за своих наркотических эффектов. Вместе с тем, в нем содержатся не только психоактивные субстанции, но и безвредные вещества, потенциально перспективные в медицине — их, а также искусственные аналоги получают и активно исследуют ученые. Уже есть сообщения об их перспективности в терапии многочисленных болезней, среди которых — рак, нейродегенеративные заболевания, эпилепсия, остеопороз, глаукома и прочие.

Так, каннабиноиды и их аналоги могут воздействовать на белки из суперсемейства переходных рецепторных потенциальных ионных каналов (TRP), транспортирующих сквозь клеточную мембрану положительно заряженные ионы. Один из представителей группы, TRPV6, является основным каналом поглощения кальция в кишечнике. Нарушения его работы приводят к разнообразным последствиям: недостаточной минерализации и дисплазии скелета, хроническому панкреатиту, репродуктивным заболеваниям и хроническому воспалению кишечника. Более того, кальций играет едва ли не центральную роль в развитии рака, а потому неудивительно, что избыточные уровни TRPV6 обнаруживаются при некоторых из наиболее агрессивных видов онкозаболеваний человека.

Ранее было показано, что фитоканнабиноид тетрагидроканнабиварин (THCV) — встречающийся в природе непсихоактивный аналог тетрагидроканнабинола конопли, — ингибирует TRPV6. Поскольку THCV обладает низкой токсичностью, его потенциально можно применять в профилактике и терапии, причем в виде питательных добавок к пище. Однако сначала важно понять, как именно он действует на свою мишень — и этим занялись ученые Института биоорганической химии имени Шемякина-Овчинникова РАН вместе с коллегами из США. В своей работе авторы использовали криоэлектронную микроскопию в сочетании с визуализацией кальция, электрофизиологией, мутагенезом и молекулярной динамикой.

Полученная исследователями структура TRPV6 в целом соответствует той, какую ранее описывали их коллеги: четыре субъединицы, трансмембранный домен с центральной порой и внутриклеточной «юбкой». THCV связывается с «порталом» трансмембранного домена, который соединяет специфическое мембранное окружение канала с центральной полостью поры. В результате он стабилизирует конформацию TRPV6 в закрытом состоянии (в своей обычной форме он всегда открыт), действуя как молекулярная шестерня, вставленная в механизм зубчатого колеса канала. Это приводит к тому, что сквозь канал больше не проходят ионы.

Интересно, что при своем продвижении вглубь «портала» тетрагидроканнабиварин делает небольшую остановку — вероятно, соответствующий участок обладает повышенным сродством к молекуле. Сродство авторы смогли повысить путем мутагенеза, заменив имеющиеся аминокислотные остатки на более объемные и гидрофобные. Таким образом можно сделать дизайнерские препараты на базе THCV, которые, например, будут связываться с каким-либо мутантным рецептором гораздо эффективнее.

Предложенный учеными молекулярный механизм блокировки TRPV6 тетрагидроканнабиварином поможет в развитии новых подходов к терапии опасных и трудно поддающихся лечению болезней.

News article publications

Read also

Антимикробные пептиды могут «вернуть к жизни» утраченные антибиотики
Эти маленькие защитные молекулы способны не только бороться с устойчивыми к антибиотикам патогенами, но и, вероятно, возвращать микроорганизмам чувствительность к лекарствам.
Bacteriology
Medicine
Molecular Biology
Pharmacology
25 January 2022
Инновационная молекула станет основой антидепрессанта нового поколения
Клиническая депрессия, или большое депрессивное расстройство — это не просто модное название для подавленного настроения, а комплекс тяжелых симптомов. Пациенты с таким диагнозом не способны испытывать радость, страдают от чувства вины, слабости, апатии и усталости, у них ухудшаются когнитивные функции и память, возникают проблемы со сном и аппетитом. Подобное состояние может длиться месяцами, а в тяжелых случаях – годами, из-за чего человек может потерять работу и думать о суициде. Справиться с ним практически невозможно без правильной медицинской помощи — комбинации лекарств и психотерапии. Российские ученые из ФИЦ «Фундаментальные основы биотехнологии» РАН испытали на грызунах новый потенциальный антидепрессант.
Biomedicine
Drug Design
Medicine
Pharmacology
10 February 2024
Белок молочной сыворотки повысит эффективность микрогелей в урологии
С его помощью микрогели с лекарством могут дольше удерживаться внутри мочевого пузыря, что продлит терапевтический эффект от одной процедуры их введения в полость органа
Materials Science
Medicine
New techniques
Pharmacology
19 July 2023
МикроРНК в везикулах стволовых клеток помогли разрешить фиброз легких
Хотя их профилактическое введение не спасло животных от повреждения легких, вылечить уже имеющееся заболевание они все же смогли
Cell Biology
Medicine
Molecular Biology
Pathophysiology
13 July 2023
Медики предложили эффективную схему лечения лимфолейкоза с осложнениями
Сочетание двух препаратов — ибрутиниба и ритуксимаба — позволило улучшить состояние онкопациентов с аутоиммунными осложнениями хронического лимфолейкоза
Medicine
New techniques
Oncology
Pharmacology
22 May 2023
Новый препарат смог подавить устойчивую к лекарствам пневмонию
При приеме в качестве профилактического средства он поможет снизить смертность пациентов на искусственной вентиляции легких, если те заразятся клебсиеллами — возбудителями опасных внутрибольничных инфекций, в том числе пневмонии
Medicine
Microbiology
Pharmacology
25 April 2023