Лекарство из космоса

С экипажем корабля "Союз ТМА-17М" на орбиту отправилась необычная посылка. Мини-лаборатория развернётся прямо на орбите, в японском научном модуле "Кибо". Условия невесомости очень подходят для кристаллизации белка, который ученые планируют использовать как лекарство против опухолей.

В белковых экспериментах, кроме японского космического агентства принимают участие российские Институты кристаллографии, цитологии, биопрепаратов. Техническую сторону проекта обеспечивают ЦНИИМаш и РКК "Энергия".

С прибытием экипажа Олега Кононенко на Международной космической станции начнется уникальный научный эксперимент. Космонавты привезли набор из сотни белков, из которых надо вырастить кристаллы.

"Конечная задача эксперимента — расшифровать пространственную структуру белковой молекулы, — рассказывает главный научный сотрудник НИИ кристаллографии РАН Инна Куранова. — Вы знаете, что белок основа жизни, они выполняют многочисленные функции, наша кожа — это белок, волосы — кератин, гемоглобин тоже белок, и нарушение функции каждого белка приводит к развитию заболеваний, а иногда к летальному исходу, поэтому очень важно знать структуру белка, чтобы понять механизм их функционирования".

Космос – идеальная среда для выращивания кристаллов. Первые эксперименты проводили еще на станции "Салют" в 1976 году. Оказалось, лучше всего на орбите растут кристаллы белка.

"Отсутствие гравитации снижает конвекцию, — объясняет замдиректора НИИ Кристаллографии Алексей Волошин, — одна из задач — получить кристалл очень чистый, однородный кристалл. Для белков подавление конвекции — это благоприятный фактор. В космосе подавляется движение жидкости, поэтому там они лучше растут".

В Институте кристаллографии собрана уникальная коллекция кристаллов. Кристалл рубина — его используют в лазерной технике, кристалл лейкосапфира — из него делают стекла часов и смартфонов. Единственное, здесь нет кристаллов белков. Во-первых, разглядеть их можно только с помощью микроскопа, а потом, ученые говорят, внешне они не такие эффектные, похожи на обычную соль.

Внимание ученых к белкам — особенное. Ведь на их основе создаются противовирусные лекарства. А изучив белковую структуру опасных бактерий, например, микобактерий, возбудителей туберкулеза, можно создать эффективный антибиотик.

"Когда мы знаем, как устроена молекула, мы можем ей командовать, мы можем посылать, присоединять к ней разные другие молекулы, чтобы усилить и прекратить ее действие", — говорит Инна Куранова.

Эксперимент с белками– международный. С участием японских коллег. Подготовить материал для космоса – работа кропотливая. Размеры – десятые-сотые миллиметра. В тончайшие капилляры заливается вещество — белок в растворе.

Коллекция японских исследователей разнообразна: от белков, которые необходимы фармацевтам и вирусологам, до белков, которые в будущем планируется использовать для уничтожения мусора.

"Для того чтобы говорить о практическом применении, допустим, лекарства, которые могут принимать обычные люди, надо иметь ввиду, что путь этот длинный, который состоит из многих этапов, но шаг за шагом мы приближаемся к необходимым результатам", — говорит инженер японского космического агентства Jaxa Йошио Вада.

Среди десятков российских образцов белки–шапероны. Ёще одно название – "белки теплового шока". На орбиту повезут их впервые. Шапероны есть в любом живом организме, начиная от простейших, заканчивая клетками человека. Они отвечают за построение правильных белковых структур. Можно сказать, от этих белков зависит наше здоровье, благодаря им мы живем.

"Если в вашем организме расстроилась пространственная структура белка, белок уже недействителен, а надо восстановить его действие, вот этот шаперон открывается, забирает испорченный белок, поправляет его и выпускает уже хороший", — говорит Инна Куранова.

Еще одно важнейшее свойство белка теплового шока, на которое ученые возлагают большие надежды, при введении его искусственно он позволяет распознать иммунной системе опухолевые клетки.

Чтобы подготовить белок к космическому эксперименту, необходима тщательная очистка от примесей. Речь идет о 99,9% чистоты.

Белки теплового шока открыли полвека назад, но до сих пор до конца не изучили.

"Это новый белок, который мало кто в мире исследовал как противоопухолевый препарат, — говорит директор НИИ особо чистых биопрепаратов Андрей Симбирцев, — до сих пор не совсем ясна его структура и взаимодействие с рецепторами клеток, чтобы узнать его точную структуру и требуется кристаллизация".

Эксперимент по выращиванию кристаллов из белков продлится на орбите два месяца. И уже к сентябрю ученые получат образцы необходимых размеров для дальнейших исследований и новых научных открытий уже на Земле.