Проблема изыскания новых лекарственных препаратов остается актуальной, несмотря на колоссальный арсенал уже имеющихся медикаментов. Начиная разработку нового препарата, современная фармацевтическая индустрия вначале проводит поиск его прототипа среди огромных коллекций разнообразных химических соединений методом скрининга.
Качество исследований на этой стадии определяется именно структурным разнообразием самой коллекции веществ. Чем выше у этой коллекции, так называемая, полнота охвата «химического пространства», тем конкурентоспособнее будет ее владелец. Поэтому фармкомпании уделяют огромное внимание этому аспекту и инвестируют огромные ресурсы в повышение уникального разнообразия собственных коллекций. Именно это дало толчок развитию комбинаторной химии и высокопродуктивному синтезу «библиотек» химических веществ, прокомментировали в Калининграде сегодня, 18 января 2018 года, собкору в БФУ.
В любом органическом соединении различают его структурную основу, или сердцевину («скаффолд»), и периферийные группы. Традиционная комбинаторная химия позволяет варьировать исключительно периферийные группы вокруг одной сердцевины, что дает на выходе большой массив во многом схожих веществ. Мысль о том, что было бы здорово подобным образом получать комбинаторный ряд веществ, имеющих разный скаффолд, была впервые высказана 15 лет назад учеными из Гарварда, но до сегодняшнего дня была реализована больше концептуально, нежели практически.
В своем научном труде исследователи БФУ им. И. Канта: доктор химических наук, профессор Михаил Красавин и инженер лаборатории молекулярно-генетических технологий института живых систем Евгений Чупахин в сотрудничестве с коллегами из Санкт-Петербургского государственного университета впервые показали, что практическая реализация концепции скелетного разнообразия в комбинаторном формате возможна, если за основу взять практически неизученную многокомпонентную реакцию Кастаньоли-Кушмана. Статья опубликована в научном журнале «ACS Combinatorial Science». Объединив в новом методе несколько практических находок, исследователям удалось поставить 180 параллельных химических реакций, 157 из которых дали на выходе новое химическое вещество.
При этом друг от друга эти вещества отличаются как сердцевиной, так и периферийными группами. Такой двухуровневый охват новых областей «химического пространства» представляет большое интерес для современной фармацевтической индустрии и будет дальше развиваться в работах научного коллектива БФУ им.И.Канта и СПбГУ.
Михаил Красавин, доктор химических наук, профессор института живых систем:
«Задачу, которую мы поставили для самих себя в этой работе – показать, что реализовать гарвардскую концепцию «синтеза, ориентированного на разнообразие» можно в рамках практически любой синтетической лаборатории. Главное, чтобы был правильно выбран синтетический инструмент. С многокомпонентной химией в этом смысле сложно тягаться, т. к. один из компонентов априори определяет структуру сердцевины молекулы, а значит варьировать и то, и другое можно практически бесконечно. Это редкая удача, и мы очень рады, что выбрали достаточно малоизвестную реакцию Кастаньоли-Кушмана в качестве такого инструмента. Ведь именно благодаря этому проект удался. Публикация наших результатов в журнале ACS Combinatorial Science имеет большое значение и является чем-то знаковой. Прежде всего, основной научной аудиторией журнала являются исследователи, работающие в фармацевтической индустрии. Думаю, им интересно будет узнать, что российские химики не только знакомы с новейшими трендами в области «органической химии на службе фармацевтики», но и предлагают конкретные инновационные решения. К тому же эта статья – первая за всю историю публикация исследователей как из Калининграда, так и Санкт-Петербурга. Мы очень рады тому, что оказались в этом плане пионерами».
Евгений Чупахин, инженер лаборатории молекулярно-генетических технологий института живых систем института:
«Наша общая задача — это синтез новых соединений, которые обладают биологической активностью. Для решения этой задачи нужно было разработать новый метод синтеза. Наша работа как раз посвящена использованию реакции как метода, позволяющего быстро получать новые и разнообразные соединения, которые могут обладать потенциальной биологической активностью. В перспективе наше исследование может помочь в разработке новых лекарств».