Учёные из Великобритании и Южной Африки обнаружили неожиданную новую роль широко используемого антибиотика, которая может открыть дверь к новому семейству улучшенных препаратов для лечения высокого давления и сердечно-сосудистых заболеваний.
Международная команда под руководством профессора Рави Ачарьи из Университета Бата (Великобритания) и профессора Эда Стуррока из Института инфекционных заболеваний и молекулярной медицины (IDM) Университета Кейптауна (Южная Африка) обнаружила, что антибиотик ципрофлоксацин блокирует фермент, участвующий в регуляции артериального давления, — ангиотензинпревращающий фермент (АПФ, ACE — Angiotensin-Converting Enzyme).
Важно отметить, что они выяснили: ципрофлоксацин блокирует АПФ не так, как другие ингибиторы АПФ, предлагая новый взгляд на то, как можно разработать улучшенные фармацевтические препараты для борьбы с сердечно-сосудистыми заболеваниями, потенциально с меньшими побочными эффектами.
Примерно каждый третий взрослый в Великобритании страдает от высокого давления, и около 12 миллионов человек принимают препараты-ингибиторы АПФ для его лечения.
АПФ повышает артериальное давление, превращая неактивную молекулу ангиотензин I в ангиотензин II, который сужает кровеносные сосуды. Препараты-ингибиторы АПФ блокируют этот процесс, тем самым снижая давление.
Однако АПФ также участвует в других химических реакциях, влияющих на ряд физиологических функций, включая работу почек, репродуктивную функцию и иммунный ответ. В результате современные препараты, блокирующие АПФ, воздействуют на множество процессов в организме, вызывая нежелательные побочные эффекты, такие как кашель или отёк горла и языка.
У фермента АПФ есть две части, называемые N-доменом и C-доменом. В этих частях есть карман, или активный центр. Текущие ингибиторы связываются с этим сайтом, заполняя карман и останавливая работу фермента.
В своём исследовании, опубликованном в ACS Bio & Med Chem Au, авторы показывают, что ципрофлоксацин избирательно связывается с другим «аллостерическим» сайтом в C-домене, блокируя связывание ангиотензина I, но не ингибируя другие функции фермента.
Хотя ципрофлоксацин связывается слишком слабо, чтобы быть эффективным в качестве самостоятельного лечения, команда предлагает использовать его в качестве основы для нового семейства препаратов с аналогичной химической структурой. Цель — разработать более эффективные и целенаправленные ингибиторы АПФ, которые могли бы иметь меньше побочных эффектов.
Профессор Рави Ачарья из отдела наук о жизни Университета Бата сказал: «Это новаторское исследование не только углубляет наше понимание регуляции АПФ, но и подчёркивает потенциал создания ингибиторов следующего поколения, которые будут безопаснее и эффективнее в лечении гипертонии и сердечно-сосудистых заболеваний».
Исследование объединило команду биохимиков из групп Ачарьи и Стуррока, которые сотрудничают уже 30 лет.
Доктор Винаша Рамасами и профессор Эд Стуррок из Университета Кейптауна исследовали кинетику ферментативной реакции АПФ, в то время как доктор Кайл Грегори и профессор Рави Ачарья из Университета Бата определили трёхмерную молекулярную структуру АПФ с помощью методов рентгеновской кристаллографии.
Команда планирует далее провести скрининг различных химических аналогов ципрофлоксацина, чтобы оптимизировать связывание и специфичность этого нового семейства ингибиторов.
Предоставлено Университетом Бата.