Ученые создали модифицированный вариант«гормона доверия» — окситоцина, лишенный побочных эффектов «оригинала». Они заменили в молекуле гормона атомы серы на селен, после чего он перестал имитировать действие другого пептидного гормона — вазопрессина, который управляет кровяным давлением. Как пишут авторы статьи, опубликованной в Science Signaling, это открывает перед модифицированной молекулой перспективы для применения в терапии таких расстройств, как аутизм, шизофрения и эпилепсия.

Окситоцин, известный как «гормон доверия» или «гормон любви», часто применяют в психологических исследованиях, посвященных социальным взаимодействиям. Ранее ученые выяснили, что окситоцин не только укрепляет узы брака, но и делает людей более терпимыми к чужакам, и даже участвует в формировании дружеских отношений между человеком и собакой.

Однако в медицине окситоцин применяется совсем в других целях — он воздействует на гладкую мускулатуру, поэтому его используют для стимуляции схваток при родах. Если «социальную» сторону окситоцина изучают путем введения его интерназально (капают в нос), в медицинских целях препарат вводится в кровь и может вызвать серьезные побочные эффекты, вплоть до смерти пациентки или ее ребенка.

Побочные эффекты вызваны тем, что окситоцин также связывается с рецепторами вазопрессина — гормона, который регулирует баланс жидкости и кровяное давление в организме. Между тем, устранение ненужных физиологических реакций позволило бы применять окситоцин более широко, в том числе для терапии расстройств, связанных с нарушениями в социальной сфере — аутизма и шизофрении, а также для лечения эпилепсии, хронической боли и мигрени.

Структура окситоцина. Markus Muttenthaler et al / Sci. Signal. 2017

Окситоцин и вазопрессин — это пептидные гормоны, представляющие собой цепочку из девяти аминокислот. Они очень похожи, поэтому даже небольшие модификации в молекулах способны повлиять на специфичность связывания гормонов с рецепторами. Исследователи под руководством Пола Элвуда (Paul Alewood) из университета Квинсленда (Австралия) создали несколько вариантов модифицированного окситоцина путем замены двух ключевых остатков цистеина, которые формируют «мостик» внутри молекулы, на селеноцистеин, где вместо атомов серы стоят атомы селена.

Структура окситоцина (вверху) и различные его модификации, синтезированные авторами работы. Markus Muttenthaler et al / Sci. Signal. 2017

По итогам экспериментов по связыванию с рецепторами, лучшими характеристиками обладала молекула [Se-Se]-OT-OH, в котором оба цистеина были заменены на селеноцистеин, а С-концевая аминогруппа заменена на гидроксил. Эта молекула хорошо связывалась с человеческим рецептором окситоцина (hOTR), но для активации рецепторов вазопрессина требовались концентрации, превышающие рабочую концентрацию для hOTR в 15–1000 раз.

Исследователи подтвердили способность новой молекулы эффективно возбуждать сокращения гладкой мускулатуры на образцах ткани матки, взятых у женщин в процессе кесарева сечения. Отсутствие побочных эффектов для сердца подтвердили на культуре кардиомиоцитов — если обычный окситоцин изменял сократительную способность клеток сердечной мышцы, модифицированный окситоцин никак на них не повлиял.

Модифицированная молекула также помогла мышам уменьшить последствия стресса, вызванного испугом. Испуганные мыши в течение некоторого времени после пережитого стресса избегают социальных взаимодействий, однако введение окситоцина или его аналогов помогает устранить этот симптом. Введение [Se-Se]-OT-OH подействовало на мышей не хуже обычного окситоцина, что означает возможность применения молекулы в психотерапии.

Ранее ученые уже создавали несколько селективных модификаций окситоцина, однако по сравнению с грызунами, на которых испытывали препараты, при тестировании на людях оказывалось, что селективность утеряна. Как отмечают авторы работы, новая молекула сохраняет свои свойства в человеческих тканях и станет более безопасным аналогом окситоцина как в акушерстве, так и в терапии аутизма, шизофрении, тревожности и других психологических расстройств.

Мы рассказывали ранее, что усилить социальный эффект окситоцина помогло одновременное подавление опиоидных рецепторов.

Автор: Дарья Спасская