Синий свет меняет лекарство. Химики нашли способ сделать медпрепараты более безопасными

Команда ученых под руководством Марка Д. Левина из Чикагского университета разработала универсальный и щадящий метод так называемого «редактирования молекулярного скелета».

В статье, опубликованной в научном журнале Science, ученые описали новый способ замены атома углерода атомом азота в сложных кольцеобразных молекулах. До сих пор подобные химические трансформации требовали применения агрессивных реагентов или работали только с ограниченным количеством соединений. Более того, традиционные подходы часто блокировались из-за возникновения так называемого побочного спинового состояния молекулы, в ходе которого реакция останавливалась. Исследователи решили не избегать этого состояния, а использовать его: добавление специального реагента позволило молекуле успешно завершить преобразование альтернативным химическим путем.

Описанный учеными трехэтапный процесс выглядит так: сначала кольцевые молекулы с дополнительной группой атомов азота подвергают воздействию синего света с длиной волны в видимом спектре при наличии кислорода и тетраметилтиомочевины. Это запускает серию реакций, размыкающих углеродное кольцо и перегруппировывающих его атомы. На завершающей стадии дальнейшая обработка вновь замыкает молекулярный каркас, но уже с новым атомом азота на месте бывшего атома углерода.

Такой подход показал высокую эффективность при работе со сложными природными соединениями и фармпрепаратами.

Чтобы подтвердить эффективность методики, авторы исследования успешно провели замены на десятках различных соединений, которые являются основой многих популярных лекарств. Среди них препарат для терапии нарушений сердечного ритма дронедарон, а также биологически активные вещества винпоцетин, йохимбин и катарантин. Лабораторные испытания модифицированного винпоцетина с замененным атомом азота показали впечатляющие результаты: вещество стало лучше растворяться и продемонстрировало улучшенные метаболические свойства. Кроме того, обновленная молекула оказала меньшее влияние на ключевой белок сердца, что снижает риск возникновения опасных аритмий.

Технология пока не применяется в промышленных масштабах, но разработчики убеждены, что она найдет широкое использование при разработке лекарств нового поколения.