Таблетки с лапками
Как ученые ищут лекарства в жуках, пауках и морских огурцах
Ученые подсмотрели в народной медицине немало полезного. К примеру, аспирин выделили из коры ивы, а за получение из полыни средства от малярии китаянка Ту Юю получила Нобелевскую премию в 2015 году. Однако любители лечения «всем натуральным» ухитряются использовать не только растения, но и то, что ползает, плавает и летает. Ученые относятся к «живым» лекарствам скептически, но, когда все же решают проверить, нет ли в них чего-нибудь полезного, к своему удивлению, получают интересные результаты.
Читать оригинальный текст на сайте chrdk.ru
Жук от семи недуг
«Рекомендуется начать с одного жука в день. Желательно проглотить его натощак, можно запить теплой водой, кефиром и др. На следующий день принимается два жука, на третий день - три и так далее. Увеличивать количество нужно до 30 жуков в день, то есть в течение 30 дней. После этого принимают жуков по убывающей, на 31 день - 29 жуков, далее - 28 и так вплоть до одного. Фактически курс профилактики или лечения продлится два месяца».
Да-да, рецепт, который обнаружил ваш корреспондент в сети, именно такой: возьмите живого (это важно!) жука и проглотите, запив кефиром. Проглатывайте с каждым днем все больше жуков - организм к «лекарству» надо приучать постепенно - затем так же постепенно снижайте их количество. Повторяйте такое лечение несколько раз.
Жука можно проглатывать, поместив в желатиновую капсулу, или закатав в хлебный мякиш, или кинув в чашку с водой. Но запивать молоком или йогуртом, по мнению пользователей, эффективнее всего.
Российским любителям народной медицины это насекомое известно как жук-знахарь или жук-целитель, а в англоязычном сообществе - как сhinese weevils, то есть китайский долгоносик.
В народе жуку-знахарю приписывают способность излечивать рак, СПИД, псориаз и диабет. Считается, что его регулярное употребление уменьшает воспаление, облегчает аллергию, стимулирует иммунную систему, улучшает самочувствие и повышает настроение. Автор, конечно, не стал бы описывать эти экзотические рецепты, если бы несколько лет назад волшебным жуком не заинтересовалась Нина Ушакова - доктор биологических наук, заведующая лабораторией инновационных технологий в Институте проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова.
Под именем жука-знахаря и китайского долгоносика скрывается жук-чернотелка из семейства Tenebrionidae. Это одно из крупнейших семейств жесткокрылых - в него входит 20 тысяч видов, но в народной медицине, главным образом китайской, используется только вид Ulomoides dermestoides. В России употребляют его «аналог» - жука Alphitobius diaperinus. Его свойства научная группа Ушаковой решила проверить на биоактивность при нейродегенеративных заболеваниях.
Жуки Alphitobius diaperinus
- У нас было небольшое финансирование. Мы нашли в России такого жука и научились сами его разводить. Группа молекулярных биологов из Института молекулярной генетики РАН, с которыми мы работали, выделила экстракты из биомассы живого жука. Это важно: если жука умертвить, эффекта уже не будет, - вспоминает Владимир Ковальзон, доктор биологических наук, главный научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции и один из участников исследования.
Для эксперимента взяли лабораторных мышей, которым ввели нейротоксин, вызывающий аналог человеческой болезни Паркинсона на ранней стадии, когда способность двигаться еще не нарушена, а дегенерация некоторых отделов мозга уже началась. У людей паркинсонизм, предположительно, можно затормозить на этом, самом раннем, этапе, но именно в это время болезнь почти невозможно заметить.
- Мы месяц добавляли эти экстракты в корм мышам. Когда начинали проект несколько лет назад, я был в полной уверенности, что это ничего не даст, - рассказывает Ковальзон. - Каково же было [мое] удивление, когда мы увидели эффект, причем довольно сильный. Мышей испытывали в тесте спуска по вертикальному шесту. У больных мышей, которых не кормили экстрактом жука, двигательных нарушений еще не было видно, но проблемы со спуском и замедлением движений уже наблюдались. У мышей, которым давали биомассу жука, этого не было. Когда мы сделали им гистологическое исследование мозга, то не обнаружили повреждений, в то время как у контрольных мышей они были, то есть началась дегенерация, характерная для болезни Паркинсона у человека.
Провести полный химический анализ жука ученым не удалось. Они смогли только получить из него частично очищенный экстракт, выделить из него фракции и определить некоторые вещества в их составе, в частности аминокислоту аргинин. Ученые предположили, что в экстракте могут содержаться и другие соединения, препятствующие нейродегенерации. Впрочем, по этому принципу действуют многие лекарства. Коллектив Ушаковой опубликовал результаты исследований, и самое время было выяснить точный состав и механизм действия соединений, содержащихся в экстракте жука-знахаря, но дальше дело не пошло.
- Даже маленькое финансирование у нас кончилось. Мы делали попытки получить грант РФФИ. Трижды я подавал заявки, и трижды нас отклоняли под разными смехотворными предлогами, - сетует Владимир Ковальзон. - Например, один рецензент в качестве претензии указал, что мы до сих пор не опубликовали данные в хорошем международном журнале. Я ему говорю: «Так если мы опубликуем наши данные в хорошем журнале, нам уже не нужны будут ваши гранты, это ведь будет означать, что проект завершен, мы и так все сделали». Грант ведь и нужен, чтобы выполнить дорогостоящую научную работу.
Ученый признает, что тестирование биологически активных веществ насекомых из народной медицины - явление в науке очень редкое.
- Хотя в научной литературе описаны единичные случаи обнаружения веществ, которые могут помочь, например, при лечении некоторых форм рака, но в мировой науке эта тема редко поддерживается грантами, - объясняет биолог. - Этому не верят, и это не модное направление.
Исследователи часто и охотно обращаются к растительным средствам, многие из которых были описаны еще в средневековых трактатах, а вот средства из насекомых - экзотика.
Действительно, мировая наука к жукам-чернотелкам не питает особого интереса, из девяти посвященных им статей лишь одна раскрывает их антивоспалительные и иммуномодулирующие свойства, а еще одна посвящена неожиданному обнаружению живых жуков в кишечнике пациента во время колоноскопии.
Выпей личинку
«Рецепт приготовления настойки восковой моли прост: личинки (обычно живые) заливаются 40-процентным спиртом в отношении 1:10 по массе, то есть на 10 граммов личинок добавляется 100 граммов спирта. После этого вся смесь настаивается в прохладном темном месте в течение одного-двух месяцев», - советует один из рецептов, которые тоже легко найти в интернете.
В мире лечебных насекомых у жука-знахаря есть достойный конкурент. Знакомьтесь: личинки восковой моли. Традиция лечения ими пошла, как считается, от пчеловодов, которые по долгу службы сталкиваются с этими вредителями.
Личинка восковой моли. Фото: Wayne Boo / USGS Bee Inventory and Monitoring Lab / flickr
Сама по себе восковая моль - безвредная, ничем непримечательная бабочка вида Galleria mellonella. Однако яйца она откладывает на пчелиные соты, и вылупившиеся гусеницы питаются воском, пергой и остатками коконов пчел, повреждая и ослабляя пчелиные ульи. Долгое время эти гусеницы были популярным народным средством от туберкулеза, им также приписывают целительный эффект при стенокардии, хронической коронарной недостаточности, бронхитах с астматическим компонентом, анемии, аденоме простаты, бесплодии и токсикозах первой половины беременности.
Натуральная настойка восковой моли выглядит еще менее аппетитно, чем жуки в кефире. Тем не менее у напитка в банке, на дне которой лежат мертвые гусеницы, могут быть какие-то полезные свойства. По крайней мере так считают ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН. Они показали, что спиртовой экстракт личинок моли улучшает состояние людей с туберкулезом и ослабленным иммунитетом.
Ученые выяснили, что экстракт личинок моли содержит антиоксиданты, которые защищают иммунные клетки от окислительного стресса, который сопровождает многие заболевания, включая кардиологические, воспалительные и инфекционные. Правда, как и в случае с жуком-чернотелкой, точный механизм воздействия до конца неясен. Тем не менее исследователи надеются, что экстракт можно будет использовать для снижения побочных эффектов антибиотиков, профилактики инфекций в терапии заболеваний, связанных с нарушениями обмена железа в организме, что часто и приводит к окислительному стрессу.
Что касается науки за пределами российских границ, то личинки моли используются для исследования инфекций, но не как потенциальный источник лекарств, а как модельные животные. В качестве лекарства их, кроме российских ученых, никто не рассматривал. Так что в этом отношении отечественная наука в определенном смысле - мировой лидер.
Пауки сильнее боли
Яд змей и скорпионов занимает в традиционной восточной медицине почетное место и имеет долгую историю применения. Но не только эти животные умеют вырабатывать токсины. Несколько лет назад группа ученых из Института биоорганической химии РАН решила проверить, не могут ли стать источником полезных молекул пауки.
Эти членистоногие вырабатывают яд, предназначенный для насекомых, на которых они охотятся. А поскольку природа не любит выдумывать новое, если старое хорошо работает, многие рецепторы, реагирующие на яд, появившись еще у насекомых, в ходе эволюции остались у рептилий, птиц и млекопитающих. Рецепторы человека тоже могут быть восприимчивы к паучьему яду, хотя и в меньшей степени: человеком-пауком не станешь, зато сможешь избавиться от сильной боли. Анальгетические свойства паучьих токсинов интересовали биохимиков в первую очередь.
- Например, у насекомого яд останавливает мышечную активность дыхательных центров, и оно перестает дышать, а у человека, воздействуя на ту же молекулярную мишень, яд будет только наполовину инактивировать рецептор или, наоборот, подправлять его работу, когда он функционирует неправильно, возвращать его в нормальное рабочее русло, - поясняет Сергей Козлов, заведующий лабораторией нейрорецепторов и нейрорегуляции Института биоорганической химии.
Ученые проверили хранящуюся в институте коллекцию ядов и обнаружили нужное вещество в яде пауков-волков Alopecosa marikovskyi - пептиды пуротоксин-1 и пуротоксин-2 - первые и на тот момент единственные в мире ингибиторы P2X - одного из важнейших классов болевых рецепторов. Ученым удалось синтезировать аналоги пуротоксинов, исследовать их пространственную структуру, получить патент и даже проверить их действие на крысах. Токсины продемонстрировали способность эффективно снимать боль, и доза в этом случае требуется гораздо меньшая, чем у обычных анальгетиков.
Паук-волк из вида Alopecosa. Изображение: NobbiP / wikimedia commons / CC BY-SA 3.0
Но это не все, что российские специалисты обнаружили в яде пауков. Им также удалось выделить так называемые мембрано-активные пептиды (МАП), имеющие антимикробные свойства. По мнению одного из авторов исследований, кандидата химических наук Александра Васильевского, МАП могут в будущем стать натуральной заменой антибиотикам, так как в отличие от них убивают клетки-мишени быстрее, активны против бактерий, резистентных к традиционным антибиотикам, при этом сами довольно устойчивы к формированию резистентности против них.
Укрепляющая сила огурцов
«Разморозьте кукумарию, если необходимо, удалите внутренности и хорошо промойте. Поместите в кипящую подсоленную воду и оставьте на сильном огне до повторного кипения. Время от времени нужно снимать пенку. Затем уменьшите огонь и оставьте вариться еще на два-три часа, чтобы мясо стало мягким. Когда выйдет время, выключите огонь и оставьте кастрюлю на плите до утра. Утром кукумария будет готова - от вас потребуется только слить бульон».
Согласитесь, это блюдо выглядит уже более аппетитным. Иглокожее кукумария, или морской огурец, - традиционная часть кухни жителей Дальнего Востока, Китая и Кореи. Как часто бывает в народной медицине, еду можно употреблять и как лекарство, поэтому голотурий в свежем виде, в виде маринадов, консервов, в порошках и таблетках тысячелетиями использовали в китайской, японской и корейской медицине для восстановления жизненных сил и повышения иммунитета.
В дальневосточных морях России водится несколько видов морских огурцов, но только два из них - трепанг и кукумария - промысловые. Ловля трепанга с недавних пор запрещена, поскольку браконьеры основательно подорвали его популяцию. Кукумарии, обитающей на глубинах более 100 метров, повезло больше, поэтому она доступнее для исследований. Изучением этих и многих других организмов, поиском в них полезных веществ и созданием лекарств на их основе в России занимается Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН.
Кукумария. Изображение: Hubert Lyman Clark / wikimedia commons
По словам Дмитрия Аминина, заведующего лабораторией биоиспытаний и механизма действия биологически активных веществ, исследования морских огурцов ведутся еще с советских времен, но только в последние годы удалось установить молекулярные механизмы действия содержащихся в них веществ. Оказалось, что за чудесные свойства кукумарии отвечают специфические вещества - тритерпеновые гликозиды.
- Эти соединения очень эффективно стимулируют иммунную систему. Благодаря такой стимуляции организм приобретает устойчивость к микроорганизмам, в том числе и патогенным, быстрее справляется с инфекциями, - объясняет Аминин.
- Мы обнаружили, что эти гликозиды могут специфически действовать на определенные клетки иммунной системы, например макрофаги, и в них связываться с определенными молекулярными мишенями - так называемыми пуринергическими или пуриновыми рецепторами. Благодаря этому активируется каскад биохимических реакций, или, как мы говорим, сигнальный путь, что приводит к активации иммунной системы, - рассказывает Аминин.
В результате такого воздействия клетки человека или животного начинают усиленно бороться с инфекций, то есть более интенсивно убивать бактериальные клетки внутри себя. Основное занятие макрофагов - пожирать враждебные клетки. В норме эта активность не очень высокая, но если их простимулировать, они будут делать это в два-три раза эффективнее. По словам Аминина, от воздействия вещества из кукумарии активируется механизм по синтезу клеточного яда, с помощью которого макрофаги убивают бактерий. В качестве клеточного яда выступают активные формы кислорода.
Так что инфекция быстро элиминируется, а в случае профилактики макрофаги, говорит Аминин, «становятся как церберы - носятся по кровотоку и ищут, кого бы съесть».
На основе выделенного из кукумарии тритерпенового гликозида - кукумариозида - ученые создали иммуностимулирующее лекарственное средство - кумазид.
По словам Михаила Кусайкина, заместителя директора Тихоокеанского института, объект потенциального интереса ученых - все морские животные, кроме рыб и млекопитающих. Большие надежды возлагаются на морские микроорганизмы, которых в коллекции института более 5000 штаммов плюс 3000 штаммов морских грибов.
- Морские микроорганизмы - эффективный источник различных соединений, к тому же их легко культивировать: поставил ферментер (специальное оборудование для выращивания микроорганизмов - прим. «Чердака»), хочешь - на 10, хочешь - на 100 литров, и там эти организмы культивируются и вырабатывают полезные вещества. Мечта биотехнологов - лекарства, которые получаются таким способом, - говорит Дмитрий Аминин.
В числе других разработок института - препарат из промысловых видов крабов «Коллагеназа КК» и препарат для лечения офтальмологических и кардиологических заболеваний на основе пигмента морских ежей «Гистохром». Морские организмы в отличие от насекомых - «мейнстримный» объект для исследований. Например, исследованием фукоиданов - полисахаридов бурых морских водорослей - кроме сотрудников российского института интересуются ученые из Австралии, Южной Кореи, Китая и Франции.
Как засунуть моллюска в таблетку
Конечно, свои разработки ученые хотели бы видеть в виде лекарств, доступных в любой аптеке, но внедрение препаратов из насекомых и морских животных в практическое применение - задача не менее трудная, чем сами исследования.
По словам Владимира Ковальзона, сейчас команда ученых ищет инвестора среди фармкомпаний, которым были бы интересны исследования жуков-знахарей.
- Нам в принципе осталось полшага до получения если не лекарственного препарата, то биологически активной добавки. Особой разницы между лекарством и добавкой нет, но создание лекарственного препарата - юридически невероятно сложная и долгая процедура, в нашей стране практически невыполнимая, - объясняет Ковальзон, - а БАД получить легче, нужно только доказать, что это нетоксично. Просто на упаковке пишут: «Не является лекарством» - и продаваться оно может в любой аптеке.
На способ получения препарата из личинок восковой моли коллектив исследователей еще в 1995 году получил патент, и сегодня он известен как «Натуральный экстракт доктора Мухина» в честь одного из его разработчиков - врача Сергея Мухина, известного, правда, в первую очередь как гомеопат.
В полушаге от создания лекарства остановились и ученые из Института биоорганической химии, у которых есть готовый к внедрению в качестве анальгетика пептид из яда паука.
- Коммерциализация - очень дорогостоящий процесс. Ни у кого нет желания рисковать большими деньгами - а речь о миллионах. Так что если найдутся желающие внедрить в нашу жизнь новые лекарства для погашения боли на принципиально иных принципах, чем применяемые сейчас, то мы можем представить на выбор несколько молекул, которые прошли или будут проходить доклинические испытания, - объясняет Сергей Козлов.
Чудь дальше продвинулись исследователи морских животных. По словам Дмитрия Аминина, с кумазидом уже проведены доклинические испытания на животных, и сейчас институт подал документы в Министерство здравоохранения, чтобы получить разрешение провести клинические исследования первой и второй фазы на людях. Всего этих фаз четыре. Лекарство на основе морских ежей уже зарегистрировано, но возникли трудности с производством.
- До недавнего времени лекарственная субстанция выпускалось у нас на опытном заводе, а готовая лекарственная форма - на заводе «Брынцалов А», - объясняет Михаил Кусайкин, - а сейчас не выпускается, потому что завод переехал из Москвы в Электрогорск, и, в соответствии с российским законодательством, нам нужно переделывать все документы. Но мы все же НИИ, и денег нам на такие технологические работы не выделяют, иногда мы даже госпошлину не можем заплатить, чтобы документы рассмотрели. В общем, бюрократическо-финансовые вопросы замедляют выход препарата на рынок.
А продать разработку ученые не могут. Для этого нужно получить разрешение собственника - которым они, авторы исследований, не являются. С 2013 года интеллектуальная собственность институтов принадлежала Федеральному агентству научных организаций (ФАНО), с которым надо было договариваться. Теперь же ФАНО расформировано, и, как пояснил «Чердаку» вице-президент РАН Алексей Хохлов, право собственности перешло к недавно созданному Министерству науки и высшего образования, в котором, впрочем, пока не у кого просить разрешения, поскольку формально в нем пока назначен только министр. Так что и договариваться ученым пока попросту не с кем.
- С нашей точки зрения, оптимальный вариант был бы, если бы препараты можно было продавать фармацевтическим компаниям, - говорит Кусайкин. - Мы бы тогда получали деньги на новую разработку, а они - новый препарат. Но все наши попытки получить разрешение на отчуждение собственности не привели к успеху, так что организуем производство имеющимися силами, а они очень скромные.
Препараты института, по его словам, продаются в аптеках, но мощности опытного производства позволяют выпускать всего несколько килограммов лекарственной субстанции за цикл. Этого хватает на 100-200 тысяч упаковок, что по меркам фарвмацевтического производства - маленькая партия. Также в текущих условиях институт вынужден заниматься несвойственной ему работой - закупкой сырья, получением лицензии на выпуск лекарств, дизайном упаковки, переговорами с производителями и потребителями - все это увеличивает расходы и отвлекает ученых от основной работы. Впрочем, и среди фармкомпаний мало кто хочет внедрять в производство новый препарат: на выпуск первых опытных партий нужны деньги, по словам Кусайкина, порядка 20 миллионов, которых у института опять же нет.
Тем не менее ученые настроены оптимистично. Владимир Ковальзон считает, что поиск физиологически активных веществ в насекомых - это технологии будущего.
- Я думаю, это кладезь совершенно неизвестных науке соединений. Биологически активные вещества уже нашли в морских беспозвоночных, а к насекомым еще придут и найдут в них группы веществ, которые могут воздействовать на болезни, сейчас считающиеся неизлечимыми, - говорит ученый.
Евгения Щербина
Вам также может понравиться:
«Жизнь сложится» - Как сделать оригами из ДНК
«Формула любви» - Существуют ли человеческие феромоны? (Возможно, но толку от них в любви мало)
«Было бы интересно сделать скафандр для погружения в Марианскую впадину» - Интервью с научным руководителем проекта по созданию системы самостоятельного жидкостного дыхания
Ученые подсмотрели в народной медицине немало полезного. К примеру, аспирин выделили из коры ивы, а за получение из полыни средства от малярии китаянка Ту Юю получила Нобелевскую премию в 2015 году. Однако любители лечения «всем натуральным» ухитряются использовать не только растения, но и то, что ползает, плавает и летает. Ученые относятся к «живым» лекарствам скептически, но, когда все же решают проверить, нет ли в них чего-нибудь полезного, к своему удивлению, получают интересные результаты.
Читать оригинальный текст на сайте chrdk.ru
Жук от семи недуг
«Рекомендуется начать с одного жука в день. Желательно проглотить его натощак, можно запить теплой водой, кефиром и др. На следующий день принимается два жука, на третий день - три и так далее. Увеличивать количество нужно до 30 жуков в день, то есть в течение 30 дней. После этого принимают жуков по убывающей, на 31 день - 29 жуков, далее - 28 и так вплоть до одного. Фактически курс профилактики или лечения продлится два месяца».
Да-да, рецепт, который обнаружил ваш корреспондент в сети, именно такой: возьмите живого (это важно!) жука и проглотите, запив кефиром. Проглатывайте с каждым днем все больше жуков - организм к «лекарству» надо приучать постепенно - затем так же постепенно снижайте их количество. Повторяйте такое лечение несколько раз.
Жука можно проглатывать, поместив в желатиновую капсулу, или закатав в хлебный мякиш, или кинув в чашку с водой. Но запивать молоком или йогуртом, по мнению пользователей, эффективнее всего.
Российским любителям народной медицины это насекомое известно как жук-знахарь или жук-целитель, а в англоязычном сообществе - как сhinese weevils, то есть китайский долгоносик.
В народе жуку-знахарю приписывают способность излечивать рак, СПИД, псориаз и диабет. Считается, что его регулярное употребление уменьшает воспаление, облегчает аллергию, стимулирует иммунную систему, улучшает самочувствие и повышает настроение. Автор, конечно, не стал бы описывать эти экзотические рецепты, если бы несколько лет назад волшебным жуком не заинтересовалась Нина Ушакова - доктор биологических наук, заведующая лабораторией инновационных технологий в Институте проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова.
Под именем жука-знахаря и китайского долгоносика скрывается жук-чернотелка из семейства Tenebrionidae. Это одно из крупнейших семейств жесткокрылых - в него входит 20 тысяч видов, но в народной медицине, главным образом китайской, используется только вид Ulomoides dermestoides. В России употребляют его «аналог» - жука Alphitobius diaperinus. Его свойства научная группа Ушаковой решила проверить на биоактивность при нейродегенеративных заболеваниях.
Жуки Alphitobius diaperinus
- У нас было небольшое финансирование. Мы нашли в России такого жука и научились сами его разводить. Группа молекулярных биологов из Института молекулярной генетики РАН, с которыми мы работали, выделила экстракты из биомассы живого жука. Это важно: если жука умертвить, эффекта уже не будет, - вспоминает Владимир Ковальзон, доктор биологических наук, главный научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции и один из участников исследования.
Для эксперимента взяли лабораторных мышей, которым ввели нейротоксин, вызывающий аналог человеческой болезни Паркинсона на ранней стадии, когда способность двигаться еще не нарушена, а дегенерация некоторых отделов мозга уже началась. У людей паркинсонизм, предположительно, можно затормозить на этом, самом раннем, этапе, но именно в это время болезнь почти невозможно заметить.
- Мы месяц добавляли эти экстракты в корм мышам. Когда начинали проект несколько лет назад, я был в полной уверенности, что это ничего не даст, - рассказывает Ковальзон. - Каково же было [мое] удивление, когда мы увидели эффект, причем довольно сильный. Мышей испытывали в тесте спуска по вертикальному шесту. У больных мышей, которых не кормили экстрактом жука, двигательных нарушений еще не было видно, но проблемы со спуском и замедлением движений уже наблюдались. У мышей, которым давали биомассу жука, этого не было. Когда мы сделали им гистологическое исследование мозга, то не обнаружили повреждений, в то время как у контрольных мышей они были, то есть началась дегенерация, характерная для болезни Паркинсона у человека.
Провести полный химический анализ жука ученым не удалось. Они смогли только получить из него частично очищенный экстракт, выделить из него фракции и определить некоторые вещества в их составе, в частности аминокислоту аргинин. Ученые предположили, что в экстракте могут содержаться и другие соединения, препятствующие нейродегенерации. Впрочем, по этому принципу действуют многие лекарства. Коллектив Ушаковой опубликовал результаты исследований, и самое время было выяснить точный состав и механизм действия соединений, содержащихся в экстракте жука-знахаря, но дальше дело не пошло.
- Даже маленькое финансирование у нас кончилось. Мы делали попытки получить грант РФФИ. Трижды я подавал заявки, и трижды нас отклоняли под разными смехотворными предлогами, - сетует Владимир Ковальзон. - Например, один рецензент в качестве претензии указал, что мы до сих пор не опубликовали данные в хорошем международном журнале. Я ему говорю: «Так если мы опубликуем наши данные в хорошем журнале, нам уже не нужны будут ваши гранты, это ведь будет означать, что проект завершен, мы и так все сделали». Грант ведь и нужен, чтобы выполнить дорогостоящую научную работу.
Ученый признает, что тестирование биологически активных веществ насекомых из народной медицины - явление в науке очень редкое.
- Хотя в научной литературе описаны единичные случаи обнаружения веществ, которые могут помочь, например, при лечении некоторых форм рака, но в мировой науке эта тема редко поддерживается грантами, - объясняет биолог. - Этому не верят, и это не модное направление.
Исследователи часто и охотно обращаются к растительным средствам, многие из которых были описаны еще в средневековых трактатах, а вот средства из насекомых - экзотика.
Действительно, мировая наука к жукам-чернотелкам не питает особого интереса, из девяти посвященных им статей лишь одна раскрывает их антивоспалительные и иммуномодулирующие свойства, а еще одна посвящена неожиданному обнаружению живых жуков в кишечнике пациента во время колоноскопии.
Выпей личинку
«Рецепт приготовления настойки восковой моли прост: личинки (обычно живые) заливаются 40-процентным спиртом в отношении 1:10 по массе, то есть на 10 граммов личинок добавляется 100 граммов спирта. После этого вся смесь настаивается в прохладном темном месте в течение одного-двух месяцев», - советует один из рецептов, которые тоже легко найти в интернете.
В мире лечебных насекомых у жука-знахаря есть достойный конкурент. Знакомьтесь: личинки восковой моли. Традиция лечения ими пошла, как считается, от пчеловодов, которые по долгу службы сталкиваются с этими вредителями.
Личинка восковой моли. Фото: Wayne Boo / USGS Bee Inventory and Monitoring Lab / flickr
Сама по себе восковая моль - безвредная, ничем непримечательная бабочка вида Galleria mellonella. Однако яйца она откладывает на пчелиные соты, и вылупившиеся гусеницы питаются воском, пергой и остатками коконов пчел, повреждая и ослабляя пчелиные ульи. Долгое время эти гусеницы были популярным народным средством от туберкулеза, им также приписывают целительный эффект при стенокардии, хронической коронарной недостаточности, бронхитах с астматическим компонентом, анемии, аденоме простаты, бесплодии и токсикозах первой половины беременности.
Натуральная настойка восковой моли выглядит еще менее аппетитно, чем жуки в кефире. Тем не менее у напитка в банке, на дне которой лежат мертвые гусеницы, могут быть какие-то полезные свойства. По крайней мере так считают ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН. Они показали, что спиртовой экстракт личинок моли улучшает состояние людей с туберкулезом и ослабленным иммунитетом.
Ученые выяснили, что экстракт личинок моли содержит антиоксиданты, которые защищают иммунные клетки от окислительного стресса, который сопровождает многие заболевания, включая кардиологические, воспалительные и инфекционные. Правда, как и в случае с жуком-чернотелкой, точный механизм воздействия до конца неясен. Тем не менее исследователи надеются, что экстракт можно будет использовать для снижения побочных эффектов антибиотиков, профилактики инфекций в терапии заболеваний, связанных с нарушениями обмена железа в организме, что часто и приводит к окислительному стрессу.
Что касается науки за пределами российских границ, то личинки моли используются для исследования инфекций, но не как потенциальный источник лекарств, а как модельные животные. В качестве лекарства их, кроме российских ученых, никто не рассматривал. Так что в этом отношении отечественная наука в определенном смысле - мировой лидер.
Пауки сильнее боли
Яд змей и скорпионов занимает в традиционной восточной медицине почетное место и имеет долгую историю применения. Но не только эти животные умеют вырабатывать токсины. Несколько лет назад группа ученых из Института биоорганической химии РАН решила проверить, не могут ли стать источником полезных молекул пауки.
Эти членистоногие вырабатывают яд, предназначенный для насекомых, на которых они охотятся. А поскольку природа не любит выдумывать новое, если старое хорошо работает, многие рецепторы, реагирующие на яд, появившись еще у насекомых, в ходе эволюции остались у рептилий, птиц и млекопитающих. Рецепторы человека тоже могут быть восприимчивы к паучьему яду, хотя и в меньшей степени: человеком-пауком не станешь, зато сможешь избавиться от сильной боли. Анальгетические свойства паучьих токсинов интересовали биохимиков в первую очередь.
- Например, у насекомого яд останавливает мышечную активность дыхательных центров, и оно перестает дышать, а у человека, воздействуя на ту же молекулярную мишень, яд будет только наполовину инактивировать рецептор или, наоборот, подправлять его работу, когда он функционирует неправильно, возвращать его в нормальное рабочее русло, - поясняет Сергей Козлов, заведующий лабораторией нейрорецепторов и нейрорегуляции Института биоорганической химии.
Ученые проверили хранящуюся в институте коллекцию ядов и обнаружили нужное вещество в яде пауков-волков Alopecosa marikovskyi - пептиды пуротоксин-1 и пуротоксин-2 - первые и на тот момент единственные в мире ингибиторы P2X - одного из важнейших классов болевых рецепторов. Ученым удалось синтезировать аналоги пуротоксинов, исследовать их пространственную структуру, получить патент и даже проверить их действие на крысах. Токсины продемонстрировали способность эффективно снимать боль, и доза в этом случае требуется гораздо меньшая, чем у обычных анальгетиков.
Паук-волк из вида Alopecosa. Изображение: NobbiP / wikimedia commons / CC BY-SA 3.0
Но это не все, что российские специалисты обнаружили в яде пауков. Им также удалось выделить так называемые мембрано-активные пептиды (МАП), имеющие антимикробные свойства. По мнению одного из авторов исследований, кандидата химических наук Александра Васильевского, МАП могут в будущем стать натуральной заменой антибиотикам, так как в отличие от них убивают клетки-мишени быстрее, активны против бактерий, резистентных к традиционным антибиотикам, при этом сами довольно устойчивы к формированию резистентности против них.
Укрепляющая сила огурцов
«Разморозьте кукумарию, если необходимо, удалите внутренности и хорошо промойте. Поместите в кипящую подсоленную воду и оставьте на сильном огне до повторного кипения. Время от времени нужно снимать пенку. Затем уменьшите огонь и оставьте вариться еще на два-три часа, чтобы мясо стало мягким. Когда выйдет время, выключите огонь и оставьте кастрюлю на плите до утра. Утром кукумария будет готова - от вас потребуется только слить бульон».
Согласитесь, это блюдо выглядит уже более аппетитным. Иглокожее кукумария, или морской огурец, - традиционная часть кухни жителей Дальнего Востока, Китая и Кореи. Как часто бывает в народной медицине, еду можно употреблять и как лекарство, поэтому голотурий в свежем виде, в виде маринадов, консервов, в порошках и таблетках тысячелетиями использовали в китайской, японской и корейской медицине для восстановления жизненных сил и повышения иммунитета.
В дальневосточных морях России водится несколько видов морских огурцов, но только два из них - трепанг и кукумария - промысловые. Ловля трепанга с недавних пор запрещена, поскольку браконьеры основательно подорвали его популяцию. Кукумарии, обитающей на глубинах более 100 метров, повезло больше, поэтому она доступнее для исследований. Изучением этих и многих других организмов, поиском в них полезных веществ и созданием лекарств на их основе в России занимается Тихоокеанский институт биоорганической химии им. Г.Б. Елякова ДВО РАН.
Кукумария. Изображение: Hubert Lyman Clark / wikimedia commons
По словам Дмитрия Аминина, заведующего лабораторией биоиспытаний и механизма действия биологически активных веществ, исследования морских огурцов ведутся еще с советских времен, но только в последние годы удалось установить молекулярные механизмы действия содержащихся в них веществ. Оказалось, что за чудесные свойства кукумарии отвечают специфические вещества - тритерпеновые гликозиды.
- Эти соединения очень эффективно стимулируют иммунную систему. Благодаря такой стимуляции организм приобретает устойчивость к микроорганизмам, в том числе и патогенным, быстрее справляется с инфекциями, - объясняет Аминин.
- Мы обнаружили, что эти гликозиды могут специфически действовать на определенные клетки иммунной системы, например макрофаги, и в них связываться с определенными молекулярными мишенями - так называемыми пуринергическими или пуриновыми рецепторами. Благодаря этому активируется каскад биохимических реакций, или, как мы говорим, сигнальный путь, что приводит к активации иммунной системы, - рассказывает Аминин.
В результате такого воздействия клетки человека или животного начинают усиленно бороться с инфекций, то есть более интенсивно убивать бактериальные клетки внутри себя. Основное занятие макрофагов - пожирать враждебные клетки. В норме эта активность не очень высокая, но если их простимулировать, они будут делать это в два-три раза эффективнее. По словам Аминина, от воздействия вещества из кукумарии активируется механизм по синтезу клеточного яда, с помощью которого макрофаги убивают бактерий. В качестве клеточного яда выступают активные формы кислорода.
Так что инфекция быстро элиминируется, а в случае профилактики макрофаги, говорит Аминин, «становятся как церберы - носятся по кровотоку и ищут, кого бы съесть».
На основе выделенного из кукумарии тритерпенового гликозида - кукумариозида - ученые создали иммуностимулирующее лекарственное средство - кумазид.
По словам Михаила Кусайкина, заместителя директора Тихоокеанского института, объект потенциального интереса ученых - все морские животные, кроме рыб и млекопитающих. Большие надежды возлагаются на морские микроорганизмы, которых в коллекции института более 5000 штаммов плюс 3000 штаммов морских грибов.
- Морские микроорганизмы - эффективный источник различных соединений, к тому же их легко культивировать: поставил ферментер (специальное оборудование для выращивания микроорганизмов - прим. «Чердака»), хочешь - на 10, хочешь - на 100 литров, и там эти организмы культивируются и вырабатывают полезные вещества. Мечта биотехнологов - лекарства, которые получаются таким способом, - говорит Дмитрий Аминин.
В числе других разработок института - препарат из промысловых видов крабов «Коллагеназа КК» и препарат для лечения офтальмологических и кардиологических заболеваний на основе пигмента морских ежей «Гистохром». Морские организмы в отличие от насекомых - «мейнстримный» объект для исследований. Например, исследованием фукоиданов - полисахаридов бурых морских водорослей - кроме сотрудников российского института интересуются ученые из Австралии, Южной Кореи, Китая и Франции.
Как засунуть моллюска в таблетку
Конечно, свои разработки ученые хотели бы видеть в виде лекарств, доступных в любой аптеке, но внедрение препаратов из насекомых и морских животных в практическое применение - задача не менее трудная, чем сами исследования.
По словам Владимира Ковальзона, сейчас команда ученых ищет инвестора среди фармкомпаний, которым были бы интересны исследования жуков-знахарей.
- Нам в принципе осталось полшага до получения если не лекарственного препарата, то биологически активной добавки. Особой разницы между лекарством и добавкой нет, но создание лекарственного препарата - юридически невероятно сложная и долгая процедура, в нашей стране практически невыполнимая, - объясняет Ковальзон, - а БАД получить легче, нужно только доказать, что это нетоксично. Просто на упаковке пишут: «Не является лекарством» - и продаваться оно может в любой аптеке.
На способ получения препарата из личинок восковой моли коллектив исследователей еще в 1995 году получил патент, и сегодня он известен как «Натуральный экстракт доктора Мухина» в честь одного из его разработчиков - врача Сергея Мухина, известного, правда, в первую очередь как гомеопат.
В полушаге от создания лекарства остановились и ученые из Института биоорганической химии, у которых есть готовый к внедрению в качестве анальгетика пептид из яда паука.
- Коммерциализация - очень дорогостоящий процесс. Ни у кого нет желания рисковать большими деньгами - а речь о миллионах. Так что если найдутся желающие внедрить в нашу жизнь новые лекарства для погашения боли на принципиально иных принципах, чем применяемые сейчас, то мы можем представить на выбор несколько молекул, которые прошли или будут проходить доклинические испытания, - объясняет Сергей Козлов.
Чудь дальше продвинулись исследователи морских животных. По словам Дмитрия Аминина, с кумазидом уже проведены доклинические испытания на животных, и сейчас институт подал документы в Министерство здравоохранения, чтобы получить разрешение провести клинические исследования первой и второй фазы на людях. Всего этих фаз четыре. Лекарство на основе морских ежей уже зарегистрировано, но возникли трудности с производством.
- До недавнего времени лекарственная субстанция выпускалось у нас на опытном заводе, а готовая лекарственная форма - на заводе «Брынцалов А», - объясняет Михаил Кусайкин, - а сейчас не выпускается, потому что завод переехал из Москвы в Электрогорск, и, в соответствии с российским законодательством, нам нужно переделывать все документы. Но мы все же НИИ, и денег нам на такие технологические работы не выделяют, иногда мы даже госпошлину не можем заплатить, чтобы документы рассмотрели. В общем, бюрократическо-финансовые вопросы замедляют выход препарата на рынок.
А продать разработку ученые не могут. Для этого нужно получить разрешение собственника - которым они, авторы исследований, не являются. С 2013 года интеллектуальная собственность институтов принадлежала Федеральному агентству научных организаций (ФАНО), с которым надо было договариваться. Теперь же ФАНО расформировано, и, как пояснил «Чердаку» вице-президент РАН Алексей Хохлов, право собственности перешло к недавно созданному Министерству науки и высшего образования, в котором, впрочем, пока не у кого просить разрешения, поскольку формально в нем пока назначен только министр. Так что и договариваться ученым пока попросту не с кем.
- С нашей точки зрения, оптимальный вариант был бы, если бы препараты можно было продавать фармацевтическим компаниям, - говорит Кусайкин. - Мы бы тогда получали деньги на новую разработку, а они - новый препарат. Но все наши попытки получить разрешение на отчуждение собственности не привели к успеху, так что организуем производство имеющимися силами, а они очень скромные.
Препараты института, по его словам, продаются в аптеках, но мощности опытного производства позволяют выпускать всего несколько килограммов лекарственной субстанции за цикл. Этого хватает на 100-200 тысяч упаковок, что по меркам фарвмацевтического производства - маленькая партия. Также в текущих условиях институт вынужден заниматься несвойственной ему работой - закупкой сырья, получением лицензии на выпуск лекарств, дизайном упаковки, переговорами с производителями и потребителями - все это увеличивает расходы и отвлекает ученых от основной работы. Впрочем, и среди фармкомпаний мало кто хочет внедрять в производство новый препарат: на выпуск первых опытных партий нужны деньги, по словам Кусайкина, порядка 20 миллионов, которых у института опять же нет.
Тем не менее ученые настроены оптимистично. Владимир Ковальзон считает, что поиск физиологически активных веществ в насекомых - это технологии будущего.
- Я думаю, это кладезь совершенно неизвестных науке соединений. Биологически активные вещества уже нашли в морских беспозвоночных, а к насекомым еще придут и найдут в них группы веществ, которые могут воздействовать на болезни, сейчас считающиеся неизлечимыми, - говорит ученый.
Евгения Щербина
Вам также может понравиться:
«Жизнь сложится» - Как сделать оригами из ДНК
«Формула любви» - Существуют ли человеческие феромоны? (Возможно, но толку от них в любви мало)
«Было бы интересно сделать скафандр для погружения в Марианскую впадину» - Интервью с научным руководителем проекта по созданию системы самостоятельного жидкостного дыхания