XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Согласно статистике предоставленной ВОЗ, ежегодно в мире гибнет около 6 миллионов человек от никотиновой зависимостью. При этом решение этой проблемы находится на поверхности – необходимо прекратить поступление никотина в организм. Однако, задача это из нелегких. Тяжесть состоит в психологической зависимости курильщика от очередной дозы никотина.

Никотин является основным вызывающим привыкание компонентом табака. В США в 2018 году был открыт фермент NicA2, катализирующий окисление никотина в неопасное для организма человека вещество — N-метилмиосмин. Спустя два года был открыт миру модифицированный фермен – NicA2-J1, который снижал психоактивное действие никотина на организм, при этом механизм заключался в разрушении никотина до момента поступления его в головной мозг.

Ранее использовался принцип фармакотерапии, основанный на изменение воздействия никотина путем взаимодействия с нейрональными никотиновыми холинергическими рецепторами (никотин-замещающая терапия) или нейротрансмиттеры, опосредующие эффекты никотина в мозгу (бупропион). Данные методы были эффективны, однако они требовали длительного времени для терапии. Одним из новых методов к лечению никотиновой зависимости была вакцина от курения, но данный препарат не прошел 3 фазу клинических испытаний.

Более 60 лет известно, что некоторые бактерии, живущие вблизи табачных растений, могут разлагать никотин. Были выявлены пути, ответственные за это. Pseudomonas putida — вид грамотрицательных аэробных сапротрофных остроконечных по форме бактерий, обитающих, в основном, в почве. Pseudomonas putida, бактерия, отличающаяся крайне разнообразным метаболизмом, вплоть до того, что некоторые разновидности P. putida используются для преобразования, например, стирола в биоразлагаемые органические соединения, участвуют в разрушении никотина. Они используют никотин как источник углерода и азота для питания.

Фермент NicA2, названный учеными «убийца никотина» - это особый вид фермента бактерий, действие которых направлено на разрушение никотина в организме человека. Ученые считают, что у новейшей разработки отличные перспективы, возможно в будущем фермент станет основой препарата для борьбы с курением.

В настоящее время основное внимание привлечено к ферменту, разрушающему никотин в крови. Было предложено, что NicA2 разлагает никотин за счет зависимости от флавина, каталитическое окисление до метилмиосмина, который затем гидролизуется до псевдооксиникотина (PON). Этот путь отличается от пути метаболизма никотина в организме человека, где преобразование никотина в котинин с помощью ферментов CYP450 составляет 80-90% эндогенного никотинового метаболизма. Остальная часть метаболизируется по незначительным путям, включая преобразование через 2′-гидроксиникотин в PON.

Деятельность NicA2 в естественных условиях приводило к:

1) сокращению раннего распространения в мозг никотина при применении однократной дозы

2)уменьшалось распределение никотина в мозге при введении повторных доз никотина на мг/кг со скоростью быстрой затяжки при курении

3) усилению негативного воздействия на никотин и быстрому его разрушению

Фармакокинетическое лечение зависимостей основано на том, что комплекс, образующийся при взаимодействии антитела и психоактивного вещества, слишком велик для того, чтобы пройти гематоэнцефалический барьер. В результате концентрация в мозгу вещества, вызывающего зависимость, понижается или замедляется скорость его поступления в мозг. Это, в свою очередь, разрывает у пациента причинно-следственную связь между приемом препарата и его воздействием на организм. К сожалению, как показали клинические эксперименты, эффективность действия вакцин, способствующих выработке антител, связывающихся с никотином, сравнима с плацебо.

Ученые считают, что в будущем препарат позволит полностью искоренить вредную привычку.

Это очень интересный подход, потому что фермент может уменьшить зависимость никотина, не вызывая тягу и другие тяжёлые симптомы отмены, и он работает в кровотоке, а не в мозге, поэтому его побочные эффекты должны быть минимальными.

Руководитель научной группы, работающей над созданием NicA2, Ким Янд, сообщил, что открытие стало первой ступенью в разработке нового метода борьбы с курением, но уже сейчас можно говорить об успехе проделанной работы.