Рэймонд Стивенс во время своего доклада на «Биомембранах-2014». Снимок Евгения Пелевина.
Зачем нужно изучать рецепторы, сопряженные с G-белком, и как это помогает в разработке лекарств, пресс-службе МФТИ рассказал Рэймонд Стивенс, основатель лаборатории, занимающейся изучением рецепторов, сопряженных с G-белком, в Исследовательском институте Скриппс. Он выступал на конференции «Structure and functions of biomembranes 2014», которая проходила на Физтехе с 29 сентября по 3 октября.
— Вы занимаетесь исследованиями рецепторов, сопряженных с G-белком. Почему они так важны?
— Вы живете благодаря рецепторам, сопряженным с G-белком (GPCR). Вы можете видеть меня благодаря родопсину в глазах, вы можете чувствовать запахи благодаря обонятельным рецепторам, ваше сердце бьется потому, что адреналин действует на GPCR, работа вашей иммунной системы во многом регулируется ими. В вашем теле 826 разных рецепторов, относящихся к этому семейству. Они контролируют и работу мозга, например, реагируют на такие нейромедиаторы, как серотонин и допамин. Заболевания центральной нервной системы, например шизофрения, могут развиваться из-за того, что изменяется взаимодействие химических веществ с рецепторами.
— Зачем требуется знать их трехмерную структуру?
— Изучение структуры рецепторов позволяет понять, как разные молекулы «узнают» друг друга. Почему, например, серотонин отличается от адреналина. Оба нейромедиатора относятся к так называемым малым молекулам, у обоих в структуре есть атомы углерода, азота, кислорода, но молекулы все же разные, и мы хотим знать, как именно они связываются с рецепторами. Это важные фундаментальные вопросы.
Кроме того, знание структуры рецептора может быть полезно при разработке лекарств. Один из примеров, который я давал в своей презентации, — сфингозин-1-фосфатный рецептор 1 (S1PR1), участвующий в работе иммунной системы. Если иммунная система по какой-либо причине излишне активизируется, у человека может развиться рассеянный склероз. Это страшное заболевание, против которого в настоящее время нет эффективного лекарства. Начав заниматься структурой GPCR и выяснив, что в развитии рассеянного склероза важную роль играет S1PR1, мы основали компанию и разработали лекарство, действующее на этот рецептор. Сейчас наш препарат проходит третью стадию клинических испытаний, а стоимость (IPO) этой компании на бирже Nasdaq составляет 1,7 миллиардов американских долларов.
Это пример того, как знание структуры рецептора помогает выбрать нужное действующее вещество для разработки лекарства. Общество явно высоко оценивает эту компанию и разработанное лекарство. Предполагается, что его годовые продажи будут превышать 6 миллиардов долларов.
— Как именно знание структуры помогло в разработке лекарства?
— Молекул, которые могут взаимодействовать с рецептором, много, проблема заключается в том, чтобы выбрать ту из них, которая даст нужный эффект. Предположим, вы больны. У химиков в распоряжении есть 700 молекул, действие какой из них вы бы предпочли испытать на себе? Никаких идей. Изучение структуры молекул помогает нам выяснить, чем они отличаются и у какой из них больше шансов стать лекарством. Таким образом мы и выбрали одну молекулу, которая оказалась очень эффективным и безопасным лекарством.
— Каким вы видите будущее этой области исследований?
— Сейчас мы понимаем, как устроен генетический код человека, мы знаем, что у нас около 29 тысяч генов, мы знаем кодируемые ими белки. Мы сейчас начали понимать отдельные части, и одной из наиболее глобальных целей является конвергенция — соединение разных методов, разных данных для понимания работы человеческого организма.
В заключение я бы хотел отдать должное работе Вадима Черезова, руководителя лаборатории по расшифровке структуры белков в МФТИ, — его достижения критически важны для развития этого направления. Он — одна из восходящих звезд в этой области, особенно в России.
Беседовала Екатерина Боровикова
