Badacze z Katedry Biochemii Ogólnej Uniwersytetu Łódzkiego wraz z fitochemikami z Instytutu Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa (IUNG) w Puławach wykorzystując między innymi metody biochemii, chemii i modelowania molekularnego wykazali, że małe związki organiczne – tak zwane bufadienolidy – wytwarzane przez roślinę z rodzaju żyworódka (Kalanchoe daigremontiana), modulują aktywność białka znajdującego się we krwi.
Enzym ten odpowiada za zapobieganie krzepnięciu krwi w naczyniach krwionośnych.
– powiedział współtwórca odkrycia doktor hab. Michał Ponczek z Katedry Biochemii Ogólnej na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska UŁ.
Bufadienolidy to grupy związków organicznych, które wykazują różnorakie działania farmakologiczne, między innymi przeciwnowotworowe i przeciwzapalne. Po raz pierwszy związki te wykryto u ropuch (rodzaj: Bufo), skąd wzięła się ich nazwa – ale dziś już wiadomo, że występują również w niektórych roślinach.
Do tej pory nie zostały jednak zbadane i dobrze scharakteryzowane bufadienolidy występujące w żyworódce, także pod kątem ich wpływu na układ krzepnięcia krwi. To był cel badań polskich naukowców.
Fitochemicy z IUNG uzyskali z żyworódki frakcje bogate w bufadienolidy oraz określili, jakie konkretnie bufadienolidy w niej występują i jakie mają wzory chemiczne. – – dodał doktor Ponczek.
Badacze z Katedry Biochemii Ogólnej UŁ: doktor hab. Joanna Kołodziejczyk-Czepas, profesor Paweł Nowak i doktor hab. Michał Ponczek zbadali wpływ tych bufadienolidów na układ krzepnięcia krwi in vitro.
Pierwsze badania biochemiczne wykazały, że frakcja bogata w bufadienolidy hamuje działanie enzymu - trombiny przy wszystkich zastosowanych stężeniach badanego preparatu. Jest to końcowy enzym aktywujący krzepnięcie innego białka – fibrynogenu, które pod wpływem trombiny, może tworzyć groźny dla życia zakrzep.
Hamowanie powstawania trombiny to cel wielu leków przeciwzakrzepowych nowej generacji. Niestety efektem stosowania obecnych lekarstw często są powikłania krwotoczne, co z drugiej strony też może prowadzić do śmierci pacjenta.
W swoich najnowszych badaniach naukowcy badali wpływ tych samych frakcji bogatych w bufadienolidy na inny enzym – plazminę. Ten enzym ma przeciwne działanie niż trombina, ponieważ rozpuszcza skrzep. – – wyjaśnił naukowiec.
Doktor hab. Michał Ponczek od lat zajmuje się modelowaniem molekularnym, badając między innymi za pomocą komputerów oddziaływania małych cząsteczek chemicznych z białkami uczestniczącymi w procesie krzepnięcia krwi. Jego zadaniem w tym naukowym projekcie była próba wyjaśnienia na poziomie molekularnym zaobserwowanych efektów hamowania (w przypadku trombiny) i stymulacji (w przypadku plazminy).
Przeprowadził tak zwane dokowanie molekularne, w którym symulowane było wiązanie związków o znalezionych i określonych przez IUNG strukturach do trombiny oraz plazminy. Następnie przeprowadził modelowanie molekularne struktur trombiny i plazminy z przyłączonymi do nich bufadienolidami tak, aby określić między innymi, jaki to może mieć wpływ na aktywność każdego z tych enzymów.
Zdaniem naukowców, dalsze badania mogą doprowadzić do opracowania nowatorskiego leku przeciwzakrzepowego, który równocześnie hamowałby trombinę, a stymulował plazminę.
Jak wyjaśnia dr Ponczek, w kolejnym etapie badania powinny prowadzić do znalezienia związków, które równocześnie najlepiej hamują trombinę i najlepiej stymulują plazminę. W tym celu konieczne będzie wyizolowanie poszczególnych związków z frakcji i przeprowadzenie kolejnych badań biochemicznych. – – podsumował doktor hab. Ponczek.
Polscy naukowcy opisali wyniki swoich dotychczasowych badań w międzynarodowym czasopiśmie "International Journal of Biological Macromolecules".
