Антибіотик ципрофлоксацин може стати основою нових ліків від тиску

Вчені з Великої Британії та Південної Африки зробили несподіване відкриття, яке може призвести до створення кращих методів лікування високого артеріального тиску та серцевих захворювань. Дослідники виявили нову роль ципрофлоксацину, широко використовуваного антибіотика, у регуляції кров'яного тиску.

Дослідження очолили професор Раві Ачарія з Університету Бата та професор Ед Старрок з Університету Кейптауна. Команда вчених встановила, що ципрофлоксацин здатний блокувати фермент, відомий як АПФ або ангіотензинперетворювальний фермент. Цей фермент відіграє ключову роль у контролі артеріального тиску в організмі людини.

Особливо перспективним це відкриття робить те, як саме ципрофлоксацин блокує АПФ. Антибіотик працює по-іншому порівняно з існуючими препаратами-інгібіторами АПФ, пропонуючи свіжий підхід, який може допомогти розробити нові ліки з меншою кількістю побічних ефектів.

Високий артеріальний тиск вражає приблизно одну з трьох дорослих людей у Великій Британії. Наразі близько дванадцяти мільйонів людей покладаються на інгібітори АПФ для контролю свого стану. Це нове відкриття може відкрити двері до безпечніших та ефективніших методів терапії.

АПФ підвищує артеріальний тиск, перетворюючи неактивну молекулу під назвою ангіотензин I в ангіотензин II, який звужує кровоносні судини. Препарати-інгібітори АПФ блокують цей процес, тим самим знижуючи артеріальний тиск.

Однак АПФ також бере участь в інших хімічних реакціях, які впливають на широкий спектр фізіологічних функцій, включаючи роботу нирок, репродуктивну систему та імунну відповідь. Через цю багатофункціональність сучасні препарати, які блокують АПФ, впливають на множинні процеси в організмі, викликаючи небажані побічні ефекти, такі як кашель або набряк горла та язика.

Фермент АПФ має дві частини, які називаються N-домен та C-домен. Обидві частини містять кишеню або активний центр. Сучасні інгібітори зв'язуються з цим центром, заповнюючи кишеню та зупиняючи роботу ферменту.

У своєму дослідженні, опублікованому в журналі ACS Bio & Med Chem Au, автори показують, що ципрофлоксацин селективно зв'язується з іншим алостеричним центром у C-домені, який блокує зв'язування ангіотензину I, але не пригнічує інші функції ферменту.

Хоча ципрофлоксацин зв'язується занадто слабко, щоб бути ефективним як самостійне лікування, команда припускає, що його можна використовувати як шаблон для нового сімейства препаратів на основі тієї ж хімічної структури. Метою є розробка кращих, більш цілеспрямованих інгібіторів АПФ, які могли б мати менше побічних ефектів.

Професор Раві Ачарія з кафедри наук про життя Університету Бата прокоментував: «Це новаторське дослідження не лише поглиблює наше розуміння регуляції АПФ, але й підкреслює потенціал створення інгібіторів наступного покоління, які є безпечнішими та ефективнішими в лікуванні гіпертонії та серцево-судинних розладів. Наше дослідження привносить свіжий поворот, ідентифікуючи антибіотик ципрофлоксацин як алостеричний інгібітор АПФ. Замість того, щоб прикріплюватися до активного центру, як традиційні інгібітори, ципрофлоксацин розумно зв'язується з екзоцентром у межах C-домену, подалі від каталітичної кишені.»

Дослідження фінансувалося UKRI-BBSRC (Радою з біотехнологій та біологічних наук) і об'єднало команду біохіміків з груп Ачарії та Старрока, які співпрацюють вже тридцять років.

Доктор Вінаша Рамасамі та професор Ед Старрок з Університету Кейптауна досліджували кінетику ферментативних реакцій АПФ, тоді як доктор Кайл Грегорі та професор Раві Ачарія з Університету Бата визначили тривимірну молекулярну структуру АПФ, використовуючи методи рентгенівської кристалографії.

Команда планує наступним кроком провести скринінг різних хімічних аналогів ципрофлоксацину для оптимізації зв'язування та специфічності цього нового сімейства інгібіторів. Це може призвести до розробки принципово нових препаратів для лікування гіпертонії, які матимуть кращий профіль безпеки порівняно з існуючими методами лікування.

Відкриття демонструє, як неочікувані властивості добре відомих препаратів можуть відкрити нові терапевтичні можливості. Ципрофлоксацин, який десятиліттями використовується як антибіотик для боротьби з бактеріальними інфекціями, тепер може стати основою для розробки нового класу кардіоваскулярних препаратів.

Результати дослідження мають важливе значення для мільйонів людей у всьому світі, які страждають від високого артеріального тиску. Розробка більш безпечних та ефективних препаратів може значно покращити якість життя пацієнтів та зменшити ризик серцево-судинних ускладнень.