Согласно новому исследованию, морской огурец естественным образом производит сахаристое соединение, которое подавляет фермент, способствующий росту рака. Следующим шагом является поиск метода производства противоракового соединения морского происхождения в больших количествах.
Морские огурцы, которые веками использовались в традиционной медицине, особенно в Азии, богаты биоактивными соединениями с потенциальной лечебной пользой. В 2023 году мы сообщили, что морские существа содержат ключевые ингредиенты, которые могут отсрочить начало диабета 2 типа.
Новое исследование, проведенное под руководством Университета Миссисипи (UM), показало, что еще одно уникальное природное соединение морского огурца блокирует фермент, способствующий росту раковых клеток.
«Морская жизнь производит соединения с уникальными структурами, которые часто редки или не встречаются у наземных позвоночных», — сказала ведущий автор исследования Марва Фарраг, кандидат наук на кафедре биомолекулярной науки UM и доцент фармацевтического факультета Университета Асьют, Египет. «И поэтому сахарные соединения в морских огурцах уникальны. Они нечасто встречаются у других организмов. Вот почему их стоит изучать».
Поверхность почти всех клеток человека покрыта гликанами, плотной сетью волосовидных выступов сложных углеводных молекул, которые имеют решающее значение для межклеточной коммуникации и иммунных реакций. Модифицированные или аномально экспрессированные гликаны связаны с ростом и распространением рака или метастазами. Было обнаружено, что фермент, называемый гепаран-6-O-эндосульфатаза 2, также известный как Sulf-2, модифицирует гликаны и по этой причине был вовлечен в прогрессирование рака.
«Клетки нашего тела по сути покрыты «лесами» гликанов», — сказал Витор Помин, автор-корреспондент и доцент кафедры фармакогнозии в UM, которая является научным исследованием лекарственных препаратов, полученных из природных источников, таких как растения, животные и минералы. «И ферменты изменяют функцию этого леса — по сути, обрезают листья этого леса. Если мы можем подавить этот фермент, теоретически мы боремся с распространением рака».
Предыдущие исследования также изучали фармакологическую активность полисахарида, обнаруженного в морском огурце вида Holothuria floridana, называемого фукозилированным хондроитинсульфатом (HfFucCS). Полисахариды представляют собой сложные углеводы, состоящие из длинных цепей простых молекул сахара, или моносахаридов. В настоящем исследовании исследователи изучили взаимодействие между HfFucCS и ферментом Sulf-2 и, используя компьютерное моделирование и лабораторные испытания, подтвердили, что HfFucCS ингибирует Sulf-2.
Микроскопическое изображение клеток, на поверхности которых видны волосовидные гликаныGlyTech Inc
«Мы смогли сравнить то, что мы сгенерировали экспериментально, с тем, что предсказала симуляция, и они были согласованы», — сказал соавтор Роберт Доерксен, профессор медицинской химии и научный сотрудник Научно-исследовательского института фармацевтических наук в UM. «Это дает нам больше уверенности в результатах».
Важно, что исследователи обнаружили, что HfFucCS не влияет на свертываемость крови, как это делают некоторые препараты, нацеленные на Sulf-2. Обычно Sulf-2 оказывает прокоагулянтный эффект, делая образование сгустков в организме немного более вероятным. Когда Sulf-2 блокируется, обычно происходит увеличение антикоагулянтной или противосвертывающей активности.
«Как вы можете себе представить, если вы лечите пациента молекулой, которая подавляет свертываемость крови, то одним из побочных эффектов, который может быть довольно разрушительным, является неконтролируемое кровотечение», — сказал Джошуа Шарп, доцент кафедры фармакологии UM и еще один соавтор исследования. «Поэтому очень многообещающе, что эта конкретная молекула, над которой мы работаем, не имеет такого эффекта».
Исследователи утверждают, что использование натурального источника, такого как морской огурец, также имеет свои преимущества.
«Некоторые из этих препаратов мы используем уже 100 лет, но мы все еще изолируем их от свиней, потому что химический синтез был бы очень, очень сложным и дорогим», — сказал Шарп. «Вот почему натуральный источник — действительно предпочтительный способ получить эти препараты на основе углеводов».
«Это более выгодный и более чистый ресурс», — добавил Помин. «Морская среда имеет много преимуществ по сравнению с более традиционными ресурсами».
Однако не существует неограниченного запаса морских существ, которые являются популярным источником пищи по всей Азии. Это означает, что исследователям необходимо разработать метод химического получения важнейшего сахарного соединения HfFucCS.
«Одной из проблем при разработке этого препарата будет низкий выход, потому что вы не можете получить тонны и тонны морских огурцов», — сказал Помин. «Поэтому у нас должен быть химический путь, и когда мы его разработаем, мы сможем начать применять это [соединение] к животным моделям».
Исследование опубликовано в журнале Glycobiology .
