C таким заголовком сегодня в газете "Веды" опубликована статья, посвящённая уникальному природному соединению - 5-аминолевулиновой кислоте, оригинальная технология синтеза которой была разработана в Институте биоорганической химии НАН Беларуси.
Исследования 5-аминолевулиновой кислоты (5-АЛК) в лаборатории химии липидов Института биоорганической химии НАН Беларуси начались благодаря появлению контактов коллектива Михаила Киселя с коллегами из НИИ онкологии и медицинской радиологии им. Н.Н.Александрова. Ученые создали для центра соединения, применяемые при диагностике и лечении рака. Препараты получились не хуже импортных, и сотрудники института онкологии предложили академическим ученым долгосрочное перспективное сотрудничество.
Новой гранью сотрудничества с учеными-онкологами стало изучение возможностей применения 5-АЛК – вещества, снискавшего популярность в мире в качестве средства для флуоресцентной диагностики рака мочевого пузыря. Первое пробное применение в сфере диагностики средство нашло 1970-х годах в Японии. В практику вещество вошло в Германии только в 1994 году, где созданные предприятия по производству соответствующих лекарственных средств и сегодня обеспечивают большую часть рынка.
Производится 5-АЛК и в Москве. Синтезом там занимается НИИ органических полупродуктов и красителей. Однако мировые, равно как и московские, цены на это средство достаточно высоки, поэтому в 2002 году сотрудники лаборатории химии липидов Института биоорганической химии НАН Беларуси совместно с НИИ онкологии и медицинской радиологии взялись за разработку нового способа получения 5-АЛК. «На нас легла задача создать отечественную технологию производства и наладить выпуск нового лекарственного средства», – рассказал заведующий лабораторией липидов Михаил Кисель.
5-АЛК от многих других соединений, используемых онкологами, отличает важное качество – естественное происхождение, а значит, легкая переносимость организмом. Это вещество содержится в каждом из нас. Дело в том, что 5-АЛК – биологический предшественник порфиринов в организме человека. Она синтезируется в клетках человека, животных, растений и некоторых микроорганизмов. Если ввести это вещество в организм, то оно способно избирательно накапливаться в клетках опухоли, превращаясь в протопорфирин IX. При облучении синим светом лазера он испускает красную флуоресценцию, причем четко в границах опухоли. При обычных операциях удаляется много здоровой ткани, поскольку опухоли, как правило, не имеют четко видимых границ. При флуоресцентной же диагностике хорошо проявляются даже мелкие злокачественные образования, окружающие основную опухоль, которые в обычном свете хирургу не видны. Благодаря этому удается удалить все опухолевые клетки, способные вызвать возвращение болезни.
Флуоресцентно-диагностическое обследование больных проводится через полтора-два часа после введения в мочевой пузырь раствора 5-АЛК. В качестве источника излучения, возбуждающего флуоресценцию протопорфирина IX в тканях, используются источники оптического излучения с длиной волны в диапазоне от 385 до 440 нм, а полученное двумерное флуоресцентное изображение наблюдается с использованием видеосистемы.
Оригинальный способ создания аминолевулиновой кислоты предложил сотрудник лаборатории Владимир Долгопалец. В 2007 году этот способ был защищен патентом. Благодаря внедрению в практику этой разработки было создано отечественное лекарственное средство для флуоресцентной диагностики рака мочевого пузыря «Аламин». За производство взялось предприятие «Хозрасчетное опытное производство Института биоорганической химии НАН Беларуси», которое выпустило более двух тысяч доз объемом 1,5 грамма каждая. Сегодня этот препарат используется как в НИИ онкологии и медицинской радиологии, так и в онкодиспансерах Беларуси. Отзывы о применении средства были только положительными, побочные эффекты во время его использования не наблюдались. В дальнейшем производство препарата будет налажено на достраивающемся опытно-фармацевтическом участке при институте.
Диагностика для ученых лаборатории химии липидов – этап уже свершенный и освоенный. Однако 5-АЛК содержит в себе очень большой потенциал для практического применения. Кроме диагностики различных опухолей (мочевого пузыря, ротовой полости, кожи, и др.) 5-АЛК может применяться для их лечения. При облучении протопорфирина IX красным светом происходит образование свободных радикалов – активных частиц кислорода, которые разрушают опухоль. Ученые Института биоорганической химии уже запланировали это в будущей работе в сотрудничестве с белорусскими врачами.
Еще одна сфера применения 5-АЛК – защита растений. Данное направление химики начали осваивать вместе с коллегами из Института биофизики и клеточной инженерии под руководством доктора биологических наук Елены Яронской, которая занялась исследованиями 5-аминолевулиновой кислоты еще в 1988 году. Отечественного препарата «Аламин» тогда еще не было, однако о защите с помощью 5-АЛК хлопка от солености почв, риса – от переохлаждения, а в целом растений – от мелких насекомых и грибов уже было известно. Кроме того, это вещество благотворно влияет на иммунную систему растений, а главное, усиливает их рост. «Мы не стали повторять то, что было сделано нашими коллегами до нас, – отметил М.Кисель, – а решили усилить действие 5-АЛК путем модификации ее молекулы». Было создано более липофильное соединение, которое быстрее проникает через клеточную мембрану и доставляет в клетку 5-АЛК. Это повышает ее эффективность в 5-10 раз, а значит, сказывается на расходе вещества, которое наносится на семена методом инкрустации перед посадкой. Причем, к примеру, на тонну ячменя требуется всего 300 мг вещества. И этого количества достаточно для максимального урожая. На всю Беларусь пришлось бы произвести всего несколько килограмм средства – задача, посильная для лаборатории. Помимо химиков и биофизиков в проекте задействованы практические соисполнители из НПЦ НАН Беларуси по земледелию и Института льна НАН Беларуси. Пошел уже второй год испытаний нового средства защиты и стимуляции роста растений. Опыты, проведенные под руководством Е.Б.Яронской в ЦБС, к примеру, показали повышение урожайности на 47%. Однако процент может варьироваться в зависимости от погодных условий в процессе вегетации. Эксперименты на льне-долгунце показали рост длины и прочности волокна, а также количества семян в коробочке. Все эти показатели отражаются на экспортных качествах нашего льна. Следующим этапом после испытаний и сбора документации станет ввод новой технологии в производство.
Помимо сельскохозяйственных культур ученые ИБОХ получали просьбы об обеспечении защиты городских деревьев. За эффект от работы с зелеными насаждениями по улице Шаранговича коллектив Михаила Киселя получил благодарность от «Минскзеленстроя».
И на этом возможности применения 5-АЛК не исчерпаны. Она может использоваться в дерматологии для лечения угревой болезни, розацеа, актинического кератоза и профилактики рака кожи. По современным технологиям при кратковременной фотодинамической терапии 5-АЛК наносят всего на один час. Работа вещества строится по тому же принципу, что и с опухолями. «Активно ищут новые пути использования 5 АЛК корейцы, – заметил М.Кисель. – В частности, здесь идет речь о лечении рыб от паразитов. Теплая вода – благодатное место для их размножения. У нас эта проблема актуальна для Нарочи. А не так давно нам на глаза попался японский патент на создание средства для борьбы с облысением…» Сфера применения аминолевулиновой кислоты кажется поистине неисчерпаемой.