Исследователи из США разработали молекулярный контейнер, способный инкапсулировать молекулы лекарственного препарата, значительно увеличивая их растворимость (в одном случае – в 2750 раз).

Контейнер нового типа обладает низкой токсичностью и может быть получен из доступных исходных веществ. Результаты новой разработки открывает новые возможности для перепроверки эффективности кандидатов в лекарственные препараты, отбракованных из-за того, что они отличались недостаточной растворимостью.

Исследователи из Университета Мэриленда, работавшие под руководством Лайла Айзекса (Lyle Isaacs) и Волкера Брикена (Volker Briken), получили новый молекулярный контейнер на основе кукурбит[n]урилов (CB[n]). Кукурбитурилы представляют собой макроциклические соединения, структурными звеньями в которых являются бициклические мономеры C4H4N4O4; n в формуле соответствует числу повторяющихся структурных звеньев в составе макроцикла. Ранее уже предпринимались попытки применения этих и других синтетических контейнеров в качестве переносчиков лекарственных препаратов, однако не все они были успешны.

Строение одного из кукурбитурилов, использовавшегося исследователями для увеличения растворимости лекарственных препаратов. (Рисунок из Nat. Chem., 2012, DOI: 10.1038/nchem.1326)

Подход исследователей из Мэриленда заключался в том, что полученное ими соединение имело структурный мотив, типичный для кукурбит[n]урилов, однако при этом замыкание макроцикла не происходило, из-за чего молекулярный контейнер получал С-форму. Исследователи модифицировали оба концевых фрагмента полученной структуры сульфонатными ароматическими группами, которые как обеспечивают прочное взаимодействие с ароматическими гостями, так и значительно повышают растворимость как кукурбитурилового хозяина, так и комплекса гость-хозяин. По словам исследователей, С-образная форма открытых кукурбитурилов способствуют связыванию хозяев с гостями – лекарственными препаратами, поскольку ациклическая система может «подстраиваться» под размеры и форму гостя, что, очевидно, значительно увеличивает количество лекарственных препаратов, которые могут взаимодействовать с кукурбитуриловым контейнером.

Модель взаимодействия кукурбитурила с трифторуксусной кислотой. (C – серый; H – белый; N– синий; O – красный; F – зеленый) (Рисунок из Nat. Chem., 2012, DOI: 10.1038/nchem.1326)

Орен Шерман, специалист по кукурбитурилам из Университета Кембриджа отмечает, что работа исследователей из Мэриленда исключительна, поскольку представляет собой замечательный пример использования молекулярных контейнеров для увеличения биологической активности малорастворимых лекарственных препаратов. Он добавляет, что особое впечатление на него произвело почти 3000-кратное увеличение растворимости Таксола, вызванное его комплексообразованием.