Простые молекулы — большие возможности: Новая стратегия синтеза органических акцепторов для солнечных элементов третьего поколения

Простые молекулы — большие возможности: Новая стратегия синтеза органических акцепторов для солнечных элементов третьего поколения

В условиях растущего спроса на энергию и необходимости перехода к устойчивым источникам всё большее внимание уделяется органической фотовольтаике — технологии, позволяющей создавать лёгкие, гибкие и даже полупрозрачные солнечные элементы. Однако традиционные материалы, такие как производные фуллеренов и сложные нефуллереновые акцепторы конденсированного строения, требуют многостадийного синтеза, что увеличивает их стоимость и экологическую нагрузку. В этом контексте особый интерес представляют неконденсированные полициклические электронные акцепторы (NFREA), сочетающие высокую эффективность с простотой получения.

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Materials Today Energy, коллектив учёных из России и Китая предложил новый подход к созданию NFREA с использованием прямого C–H арилирования — экологичного метода, который позволяет избежать токсичных промежуточных продуктов и сократить число стадий синтеза. В работе были разработаны четыре новых соединения: BTB-1, BTB-2, BCB-1 и BCB-2, различающиеся центральным фрагментом (тиофен или циклопентадитиофенон) и терминальными группами (фторированные или нефторированные).

Молекулы демонстрируют высокую планарность благодаря внутримолекулярным S–O взаимодействиям, что способствует эффективному π-сопряжению и переносу заряда. Спектральные исследования показали, что все соединения интенсивно поглощают свет в области 500–850 нм, идеально дополняя спектр бинарной донорно-акцепторной системы PM6:Y6, широко используемой в органических солнечных элементах.

Простые молекулы — большие возможности: Новая стратегия синтеза органических акцепторов для солнечных элементов третьего поколения

Особенно важным оказалось влияние фторирования терминальных групп: такие акцепторы (BTB-2 и BCB-2) имеют более низкие энергетические уровни LUMO и улучшенную морфологию композитных пленок, что приводит к снижению потерь напряжения и улучшению фотовольтаических параметров.

В трехкомпонентных устройствах на основе PM6:Y6:BCB-2 был достигнут высокий КПД 17,7% с улучшенными значениями тока короткого замыкания, напряжения холостого хода и коэффициента заполнения. Анализ морфологии показал, что BCB-2 равномерно распределяется в активном слое, формируя оптимальную наноразмерную структуру для разделения зарядов и подавления их рекомбинации.

Важно отметить, что предложенная стратегия синтеза материалов отличается низкой сложностью (synthesis complexity SC ~48–50%) по сравнению с традиционными акцепторами типа Y6 (SC ~71%), что открывает перспективы для масштабируемого и экономичного производства.

Таким образом, работа демонстрирует, что рациональный молекулярный дизайн в сочетании с современными методами органического синтеза позволяет создавать простые, но эффективные материалы для солнечных элементов. Это важный шаг в направлении развития солнечной энергетики, сочетающей простоту производства, стабильность и высокую эффективность солнечных батарей.

Исследование проводилось при участии ученых из след. научных учреждений:

  • Института синтетических полимерных материалов им. Н.С. Энциклопова РАН (Москва),
  • Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН (Черноголовка),
  • Физического и химического факультетов Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова,
  • Новосибирского института неорганической химии СО РАН,
  • Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» (Москва) и
  •  Чжэнчжоуского исследовательского института Харбинского технологического института (Китай).

Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.

Elizaveta D. Blagodarnaia, Aleksandr K. Kalinichenko, Karina N. Gupta, Nikita A. Shekhovtsov, Nikita A. Emelianov, Artem V. Bakirov, Ivan V. Dyadishchev, Dmitry Yu. Paraschuk, Pavel A. Troshin, Sergey M. Aldoshin, Yuriy N. Luponosov // Simple non-fused ring electron acceptors synthesized via direct C–H arylation for high-performance ternary organic solar cells // Materials Today Energy, Volume 55, January 2026, 102175, IF=8.6

https://doi.org/10.1016/j.mtener.2025.102175

Новости в области разработки инновационных лекарств

Новости в области разработки инновационных лекарств

Дайджест №31 (декабрь 2025)
Подготовлено Отделом информации ИФАВ РАН

  1. Первый одобренный препарат для лечения митохондриальных заболеваний вселяет надежду на дальнейшее развитие
  2. Иммунестрант – пероральный, проникающий в мозг селективный деградатор эстрогеновых рецепторов с мощной противоопухолевой активностью при раке молочной железы дикого типа и мутацией гена ESR1
  3. Изучение механизмов и терапевтических подходов митохондриальной дисфункции при болезни Альцгеймера: образовательный обзор литературы
  4. Нейропротекторные эффекты препаратов класса GLP-1 при болезни Паркинсона
  5. Новые лекарственные методы лечения шизофрении: обзор подходов к дисфункции целевых контуров
  6. Новые достижения в разработке низкомолекулярных препаратов, воздействующих на NMDA-рецепторы
  7. Последние достижения в синтезе производных антидепрессантов: фармакологические идеи для расстройств настроения
  8. Новая роль ингибирования фосфодиэстеразы 5 в неврологических расстройствах: современное состояние
  9. Раскрытие тайн старения: потенциал мелатонина в профилактике нейродегенеративных заболеваний у пожилых людей
  10. Чёрный газ, светлое будущее: терапия на основе H2S для лечения нейродегенеративных заболеваний

1. Первый одобренный препарат для лечения митохондриальных заболеваний вселяет надежду на дальнейшее развитие

First approved drug for mitochondrial disease raises hopes for more
Mitch Leslie
Science 2025, 390 (6769), 114-115

https://www.science.org/doi/10.1126/science.aec9018

Синдром Барта – редкое генетическое Х-сцепленное митохондриальное заболевание, характеризующееся митохондриальными аномалиями, приводящими к непереносимости физических нагрузок, мышечной слабости, изнурительной усталости, сердечной недостаточности, рецидивирующим инфекциям и задержке роста. Заболевание связано с сокращением продолжительности жизни, при этом 85% ранних смертей приходится на возраст до 5 лет. Синдром Барта встречается преимущественно у мужчин и характеризуется высокой смертностью в течение 5 лет от постановки диагноза в связи с сердечной недостаточностью и/или инфекционными осложнениями. Специфического лечения при синдроме Барта на данный момент не существует, оно направлено на конкретные симптомы. Эламипретид – это водорастворимый, ароматический, катионный, митохондриально-ориентированный тетрапептид, который легко проникает и временно локализуется на внутренней митохондриальной мембране, где он связывается с кардиолипином, чтобы улучшить стабильность мембраны. Предполагается, что эламипретид действует путем избирательного воздействия и стабилизации ключевого митохондриального липида – кардиолипина, который играет решающую роль в поддержании структуры и функции митохондрий.19 сентября 2025 г. FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов) выдало ускоренное одобрение эламипретида (Forzinity) для повышения мышечной силы у пациентов с синдромом Барта весом не менее 30 кг. Это первый препарат для лечения митохондриальных заболеваний, одобренный FDA. Одобрение было основано на результатах исследования TAZPOWER. Клиническое исследование TAZPOWER представляло собой рандомизированное, двойное слепое, плацебо-контролируемое, перекрестное исследование 2/3 фазы применения эламипретида у пациентов с синдромом Барта.

Дизайн исследования
Часть 1. 12-Недельное, двойное слепое, рандомизированное, плацебо-контролируемое перекрестное исследование с 4-недельным периодом вымывания.
Часть 2. Открытая расширенная фаза, в которой пациенты, завершившие часть 1, продолжали получать эламипретид до 168 недель. Участники: 12 пациентов с генетически подтверждённым синдромом Барта.

Результаты исследования
Первичная 12-недельная фаза: не показала значительного улучшения первичных конечных точек, вероятно, из-за слишком короткой продолжительности для наблюдения значимых изменений.
Фаза открытого расширенного исследования: длительное лечение эламипретидом продемонстрировало значительные преимущества, в том числе:
1. Сердечно-сосудистые: значительное улучшение ударного объёма левого желудочка.
2. Функциональные: выраженное улучшение мышечной силы по результатам теста 6-минутной ходьбы и баланса.
Эламипретид вводился путем внутривенной инфузии или подкожной инъекции более чем 500 здоровым добровольцам и пациентам. Лечение эламипретидом в целом оказалось безопасным и хорошо переносимым, без серьезных нежелательных явлений по сравнению с плацебо-контролем во всех проведенных на сегодняшний день исследованиях. Тем не менее, полное изучение профиля безопасности эламипретида продолжается и требует тщательной оценки, прежде чем можно будет сделать какие-либо окончательные заявления о профиле безопасности исследуемого препарата.

2. Иммунестрант – пероральный, проникающий в мозг селективный деградатор эстрогеновых рецепторов с мощной противоопухолевой активностью при раке молочной железы дикого типа и мутацией гена ESR1

Imlunestrant Is an Oral, Brain-Penetrant Selective Estrogen Receptor Degrader with Potent Antitumor Activity in ESR1 Wild-Type and Mutant Breast Cancer
Shripad V. Bhagwat et al.
Cancer Research 2025, 85, 777-790

https://aacrjournals.org/cancerres/article/85/4/777/751417/Imlunestrant-Is-an-Oral-Brain-Penetrant-Selective

Рак молочной железы – это злокачественная опухоль, развивающаяся в тканях молочной железы и самое распространенное онкологическое заболевание среди женщин. Заболевание возникает из-за мутации клеток, которые бесконтрольно делятся и могут метастазировать в другие органы. Прогноз зависит от стадии заболевания, возраста пациентов и общего состояния здоровья. Раннее обнаружение значительно повышает шансы на выздоровление, при ранних формах выживаемость достигает 90%. Имлунестрант – пероральный антагонист эстрогеновых рецепторов, обеспечивающий непрерывное ингибирование эстрогеновых рецепторов, в том числе при опухолях с мутацией гена ESR1. Это рецептурный препарат для приема внутрь в форме таблеток по 200 мг, принимаемых один раз в день в дозе 400 мг натощак, не менее чем за 2 часа до еды или через час после еды. 25 сентября 2025 г. FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов) одобрило препарат имлунестрант (Inluriyo) для лечения взрослых пациентов с ER-положительным, HER2-отрицательным, распространенным или метастатическим раком молочной железы с мутацией ESR1, ранее получавших гормональную терапию. Одобрение FDA основано на результатах клинического исследования EMBER-3, проведённого среди пациентов с раком молочной железы с мутацией гена ESR1. В многоцентровом исследовании приняли участие 874 пациента с ER-положительным, HER2-отрицательным распространенным раком молочной железы, у которых заболевание рецидивировало или прогрессировало во время гормональной терапии или после нее, проводимой отдельно или в сочетании с ингибитором CDK4/6. Участники были рандомизированы в группы, получавшие стандартную терапию фулвестрантом, монотерапию имлунестрантом или имлунестрантом в комбинации с абемациклибом. При монотерапии имлунестрантом риск прогрессирования или смерти у пациентов с мутациями ESR1 снижался на 38% по сравнению с фулвестрантом. Медиана выживаемости без прогрессирования заболевания увеличилась на 1,7 месяца: 5,5 месяцев в группе имлунестранта против 3,8 месяцев в группе фулвестранта. Значительный эффект наблюдался при комбинированном применении препаратов: по сравнению с монотерапией имлунестрантом, имлунестрант и абемациклиб в сочетании снижали риск прогрессирования рака или смерти на 43% независимо от статуса ESR1. В группе комбинированной терапии медиана выживаемости без прогрессирования составила 9,4 месяца. В группе монотерапии имлунестрантом она составила 5,5 месяцев. Лечение – как монотерапией иммунестрантом, так и в сочетании с абемациклибом – не вызвало значимых побочных эффектов. Одобрение препарата имлунестрант расширяет возможности лечения метастатического рака молочной железы у пациентов с положительным результатом теста на мутацию ESR1. Пациенты, соответствующие критериям, теперь получат доступ к дополнительному варианту лечения, что позволит им обрести гибкость в повседневной жизни и лечении заболевания.

3. Изучение механизмов и терапевтических подходов митохондриальной дисфункции при болезни Альцгеймера: образовательный обзор литературы

Exploring the Mechanisms and Therapeutic Approaches of Mitochondrial Dysfunction in Alzheimer’s Disease: An Educational Literature Review
Mostafa Hossam El Din Moawad et al.
Molecular Neurobiology 2025, 62(6), 6785-6810

https://link.springer.com/article/10.1007/s12035-024-04468-y

Болезнь Альцгеймера представляет собой серьезную проблему для глобального здравоохранения. Она характеризуется прогрессирующим ухудшением когнитивных функций и повышенными показателями заболеваемости и смертности среди пожилых людей. Среди различных патофизиологий болезни Альцгеймера митохондриальная дисфункция, охватывающая такие состояния, как повышенное производство реактивного кислорода, дисрегуляция гомеостаза кальция и нарушение динамики митохондрий, играет ключевую роль. В обзоре всесторонне исследуются механизмы митохондриальной дисфункции при болезни Альцгеймера, уделяя особое внимание таким аспектам, как нарушение метаболизма глюкозы, митохондриальная биоэнергетика, кальциевая сигнализация, дисфункция синапса, связанная с белком тау и b-амилоидом, митофагия, старение, воспаление, митохондриальная ДНК и цепь переноса электронов. Разработка терапевтических препаратов, которые специально нацелены на митохондриальную дисфункцию, становится все более важной в лечении болезни Альцгеймера. Экзогенные антиоксиданты, такие как витамины C и E, которые могут уменьшить повреждения, вызванные реактивными формами кислорода, являются одной из стратегий усиления митохондриальной функции и остановки развития заболевания. К сожалению, клинические испытания не доказали полезности этих антиоксидантов, поскольку они не могут локализоваться в митохондриях или пересекать гематоэнцефалический барьер. Пациенты с болезнью Альцгеймера, участвовавшие в 1-летнем открытом клиническом исследовании, ежедневно получали добавки, содержащие 1000 мг витамина С и 400 МЕ витамина Е, однако прогрессирование заболевания не было существенно затронуто. Коэнзим Q10 (CoQ10), или убихинон, обладает мощными антиоксидантными свойствами, защищая митохондриальные мембраны от окислительного стресса. Доступность и активность CoQ10 имеет решающее значение для нормальной функции митохондрий и клеточной биоэнергетики. CoQ10 и другие антиоксиданты или биоэнергетические стимуляторы могут быть потенциально эффективными при лечении нейродегенеративных заболеваний. В рандомизированном клиническом исследовании на пациентах с болезнью Альцгеймера CoQ10 принимался в течение 16 недель в дозе 400 мг/день. Однако никаких улучшений в окислительных процессах не наблюдалось. В 1-летнем рандомизированном двойном слепом плацебо-контролируемом наблюдательном аналитическом исследовании с участием 69 пациентов с диагнозом легкие когнитивные нарушения был назначен CoQ10 200 мг/день (33 пациента) или плацебо (36 пациентов). Результаты показали, что хотя лечение CoQ10 улучшило церебральную вазореактивность и воспалительные маркеры, оно не показало никаких существенных улучшений в результатах обширной нейропсихологической оценки. Понимание функции митохондрий при болезни Альцгеймера является трудной задачей из-за сложной природы митохондриальной сети и ее взаимодействия с другими клеточными компонентами. Будущие исследования должны отдавать приоритет пониманию прогрессирования болезни Альцгеймера и связанных с митохондриями биомаркеров на каждой стадии. Кроме того, крайне важно оптимизировать использование уже существующих одобренных препаратов для лечения симптомов болезни Альцгеймера, адаптируя их к конкретным потребностям пациентов.

4. Нейропротекторные эффекты препаратов класса GLP-1 при болезни Паркинсона

Neuroprotective effects of GLP-1 class drugs in Parkinson’s disease
Dongliang Lv et al.
Frontiers in Neurology 2024, 15, 1462240

https://www.frontiersin.org/journals/neurology/articles/10.3389/fneur.2024.1462240/full

Болезнь Паркинсона – хроническое прогрессирующее нейродегенеративное расстройство, в первую очередь затрагивающее двигательный контроль, клинически характеризующееся тремором покоя, брадикинезией, ригидностью и другими симптомами, которые значительно снижают качество жизни. В настоящее время доступные методы лечения только облегчают симптомы, не останавливая и не задерживая прогрессирование заболевания. Существует вероятная связь между болезнью Паркинсона и сахарным диабетом 2 типа, возможно, из-за общих патологических механизмов, таких как резистентность к инсулину, хроническое воспаление и митохондриальная дисфункция. Болезнь Паркинсона вызвана дефицитом дофамина, нейромедиатора в мозге, который играет важную роль в контроле движения. Нарушения метаболизма глюкозы и энергетического обмена также играют важную роль в патогенезе болезни Паркинсона. В обзоре исследуются нейропротекторные механизмы глюкагоноподобного пептида-1 (GLP-1) и его рецепторных агонистов, что дает новые знания о потенциальных терапевтических стратегиях для болезни Паркинсона. Препараты класса GLP-1, в основном используемые при лечении диабета, показывают перспективность в отношении основных патофизиологических механизмов болезни Паркинсона, включая энергетический метаболизм и нейропротекцию. Глюкагоноподобный пептид-1 (GLP-1) является гормоном, обладающим обширным фармакологическим потенциалом. Помимо своих множественных метаболических эффектов GLP-1 также проявляет кардио- и нейропротекторные эффекты. Нативный GLP-1 не используется в качестве лекарственного средства, однако в настоящее время разработаны и используются в лечении сахарного диабета 2 типа аналоги GLP-1, структурно схожие с ним и обладающие длительным эффектом. Агонисты GLP-1 (лираглутид, эксенатид) были одобрены для использования у пациентов с сахарным диабетом 2 типа. Несколько клинических испытаний оценили эффективность агонистов рецепторов GLP-1 при болезни Паркинсона. В открытом исследовании эксенатид был протестирован как потенциальное средство лечения болезни Паркинсона в нерандомизированном открытом исследовании с участием 45 пациентов. Пациентам вводили эксенатид в течение 48 недель с последующим 12-недельным периодом вымывания. Исследование показало, что у пациентов, получавших лечение эксенатидом, наблюдалось значительное улучшение двигательной функции, которое сохранялось даже после прекращения приема препарата. А затем, используя нейропротекторные свойства агонистов рецепторов GLP-1, исследователи инициировали клиническое исследование фазы 2 для оценки терапии эксенатидом при болезни Паркинсона. В этом исследовании на 60 неделе группа эксенатида показала значительное улучшение. Дальнейшее изучение молекулярных механизмов, посредством которых GLP-1 и его аналоги влияют на митохондриальную функцию и гомеостаз дофамина при лечении болезни Паркинсона, может дать новые знания о профилактике болезни Паркинсона у пациентов с сахарным диабетом 2 типа и предложить потенциальные цели для клинического облегчения и лечения болезни Паркинсона. Исследования агонистов рецепторов GLP-1 не только раскрывают их нейропротекторный потенциал, но и дают новую надежду на лечение болезни Паркинсона.

5. Новые лекарственные методы лечения шизофрении: обзор подходов к дисфункции целевых контуров

New Drug Treatments for Schizophrenia: A Review of Approaches to Target Circuit Dysfunction
Oliver D. Howes et al.
Biological Psychiatry 2024, 96, 638–650

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006322324013490

Шизофрения является одной из основных причин глобального бремени болезней. Текущие лекарственные методы лечения связаны со значительными побочными эффектами и имеют ограниченную эффективность для многих пациентов, что подчеркивает необходимость разработки новых подходов, нацеленных на другие аспекты нейробиологии шизофрении. Шизофрения остаётся одним из самых сложных для лечения заболеваний, поскольку существует значительная гетерогенность как в самом заболевании, так и в отношении ответа на терапию. У большинства пациентов первый эпизод психоза возникает в позднем подростковом или раннем взрослом возрасте, и ему часто предшествует продромальная фаза, включающая когнитивные нарушения. В целом, позитивные симптомы проявляются рецидивирующе-ремиттирующим образом, в то время как негативные и когнитивные симптомы, как правило, более хронические и всё больше влияют на социальное функционирование. Все в настоящее время лицензированные антипсихотические препараты являются блокаторами рецепторов D2/D3. Однако они имеют ограничения с точки зрения эффективности и переносимости, что подчеркивает необходимость новых подходов. Иклепертин (BI 425809) – это новый, мощный и селективный ингибитор глицинового транспортера 1 (GlyT1). Иклепертин повышает уровень глицина в синаптической щели, что приводит к усилению активации NMDA-рецепторов. NMDA-рецепторы играют важную роль в процессах обучения и памяти, а их дисфункция связана с когнитивными нарушениями при шизофрении. Результаты клинических испытаний фазы 1 показали, что иклепетртин безопасен и хорошо переносится здоровыми добровольцами при многократном приеме до 75 мг один и два раза в день (т.е. 150 мг в день). Эффективность и безопасность иклепертина для лечения когнитивных нарушений у пациентов с шизофренией оценивались в рандомизированном, двойном слепом, плацебо-контролируемом исследовании фазы 2 с параллельными группами. Исследование проводилось в 81 центре в 11 странах и включало 509 взрослых пациентов мужского и женского пола с диагнозом шизофрения. Пациенты были случайным образом распределены (1:1:1:1:2) в группы, получавшие дозы 2 мг, 5 мг, 10 мг и 25 мг или плацебо. Они получали лечение один раз в день в течение 12 недель на фоне стабильной антипсихотической терапии. Иклепертин продемонстрировал безопасность и хорошую переносимость у пациентов с шизофренией, а также улучшение когнитивных функций при дозах 10 мг и 25 мг. Дополнительных преимуществ при дозе 25 мг по сравнению с дозой 10 мг не наблюдалось. В настоящее время проводятся три многонациональных исследования фазы 3, в которых дополнительно изучается эффективность и безопасность иклепертина в улучшении когнитивных функций при шизофрении. В обзоре приведены данные клинических испытаний и других препаратов для лечения шизофрении (ксаномелин, улотаронт, лувадаксистат и др.).

6. Новые достижения в разработке низкомолекулярных препаратов, воздействующих на NMDA-рецепторы

New advances in small molecule drugs targeting NMDA receptors
Yue Zeng et al.
Acta Pharmacologica Sinica 2025

https://www.nature.com/articles/s41401-025-01675-8

N-метил-D-аспартатные (NMDA) рецепторы – это глутаматзависимые ионные каналы, которые повсеместно экспрессируются в центральной нервной системе и являются важнейшими медиаторами. Нарушение регуляции активности NMDA-рецепторов связано с широким спектром неврологических и психических расстройств. Изменения состава, распределения или функции NMDA-рецепторов в определенных областях мозга играют решающую роль в развитии различных нейропатологических состояний. Многочисленные исследования показали, что как избыточная, так и недостаточная активность NMDA-рецепторов способствует широкому спектру патологий центральной нервной системы. Однако разработка безопасных и эффективных методов лечения, таргетированных на NMDA-рецепторы, оказалась исключительно сложной задачей, характеризующейся сохраняющимся низким уровнем клинического успеха. В последние годы достигнут значительный прогресс в клинической разработке низкомолекулярных модуляторов, воздействующих на NMDA-рецепторы. В данном обзоре проанализированы последние достижения в этой быстро развивающейся области. Хотя многие из этих препаратов продемонстрировали высокую эффективность в доклинических моделях, их клиническое применение неоднократно затруднялось серьёзными побочными эффектами, обусловленными глобальным ингибированием NMDA-рецепторов по всему мозгу. Одобрение препарата мемантин (Namenda), низкоаффинного неконкурентного антагониста для лечения болезни Альцгеймера, стало редким клиническим успехом. SAGE-718 (Далзанемедор) – это пероральный препарат, являющийся позитивным аллостерическим модулятором NMDA-рецепторов, предназначенный для лечения когнитивных нарушений, вызванных такими заболеваниями, как болезнь Альцгеймера и болезнь Хантингтона. Он восстанавливает активность NMDA-рецепторов (ключевых для памяти и обучения), которые снижены при этих состояниях, с целью улучшения памяти и других когнитивных функций. Будучи производным 24(S)-гидроксихолестерина, SAGE-718 был разработан для улучшения синаптической пластичности и когнитивных функций. Учитывая роль NMDA-рецепторов в нейрональной пластичности и формировании памяти, SAGE-718 может улучшить когнитивные нарушения у пациентов с нейродегенеративными заболеваниями и другими поведенческими расстройствами, обусловленными гипофункцией NMDA-рецепторов, и потенциально стать новым методом лечения ряда изнурительных заболеваний. Клинические испытания фазы 1 на здоровых добровольцах подтвердили благоприятную безопасность и переносимость, при этом большинство побочных эффектов были легкими. Кроме того, SAGE-718 демонстрирует фармакокинетический профиль, поддерживающий пероральный прием один раз в день, и показал предварительные сигналы об улучшении когнитивных функций у участников с болезнью Хантингтона. Далзанемдор получил статус ускоренного рассмотрения FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов) для лечения когнитивных нарушений при болезни Хантингтона. В целом, NMDA-рецепторы остаются сложной, но многообещающей мишенью для лечения заболеваний центральной нервной системы и продолжающиеся механистические, технологические и трансляционные исследования, вероятно, откроют новые терапевтические возможности. Несмотря на некоторые клинические неудачи, которые несколько ослабили прежний оптимизм и привели к прекращению ряда исследований, работы в области терапии NMDA-рецепторов продолжаются.

7. Последние достижения в синтезе производных антидепрессантов: фармакологические идеи для расстройств настроения

Recent advances in the synthesis of antidepressant derivatives: pharmacologic insights for mood disorders
Jeetendra Kumar Gupta et al.
Biotech 2024, 14, 260

https://link.springer.com/article/10.1007/s13205-024-04104-5

Расстройства настроения, включая депрессию, остаются важной глобальной проблемой здравоохранения, требующей постоянных усилий по разработке новых и более эффективных методов лечения антидепрессантами. Несмотря на значительные успехи в понимании биологии большого депрессивного расстройства, большое число людей, страдающих депрессией, не проявляют положительных реакций на доступные в настоящее время фармакологические методы лечения. В этом обзоре специально изучаются новые цели и потенциальные будущие подходы к фармацевтическим вмешательствам в лечение большого депрессивного расстройства. Обсуждение вращается вокруг новых терапевтических агентов и их эффективности в лечении депрессии. Основное внимание уделяется конкретным патофизиологическим путям, на которые нацелены эти агенты и количеству доказательств, подтверждающих их использование. Хотя ожидается, что обычные антидепрессанты продолжат оставаться основным лечением большого депрессивного расстройства в обозримом будущем, в настоящее время проводятся обширные исследования множества новых соединений для определения их эффективности в лечении большого депрессивного расстройства. В этом обзоре также освещаются последние достижения в синтезе производных антидепрессантов и исследуются их фармакологические возможности для лечения расстройств настроения. Основной механизм действия антидепрессантов – это модуляция нейротрансмиттерных систем в мозге, особенно тех, которые включают моноамины, такие как дофамин, норадреналин и серотонин. Наиболее часто назначаемые антидепрессанты включают ингибиторы обратного захвата серотонина–норэпинефрина, трициклические антидепрессанты, ингибиторы моноаминооксидазы и селективные ингибиторы обратного захвата серотонина. Ланицемин, блокатор каналов NMDA с низкой степенью захвата, изучался в клинических испытаниях на предмет его потенциального антидепрессивного действия. Трёхнедельное плацебо-контролируемое исследование фазы 2b показало, что многократное введение ланицемина обеспечивало стойкую антидепрессивную эффективность. В 12-недельном исследовании фазы 2 ланицемин изучался в качестве дополнительной терапии к существующим антидепрессантам, но ни одна из исследованных доз (50 мг или 100 мг) не продемонстрировала превосходства над плацебо. Хотя ланицемин проявил некоторые положительные эффекты, в последующих исследованиях он не всегда достигал конечных точек эффективности. В настоящее время изучается, может ли оптимизация режима введения ланицемина привести к более выраженному и стойкому эффекту. Исследования постоянно открывают новые терапевтические агенты и инновационные методики, указывая на многообещающие перспективы лечения большого депрессивного расстройства. Будущие методы лечения могут все больше концентрироваться на персонализированной медицине, которая включает в себя индивидуальную терапию для конкретных профилей пациентов на основе генетических, биохимических и психологических характеристик. Эти идеи могут быть применены к рациональной разработке лекарств, нацеленных на депрессию, а также могут быть использованы исследователями в качестве дополнительных доказательств для разработки более эффективных, мощных и безопасных химических веществ для лечения сложных заболеваний, подобных депрессии.

8. Новая роль ингибирования фосфодиэстеразы 5 в неврологических расстройствах: современное состояние

The Emerging Role of Phosphodiesterase 5 Inhibition in Neurological Disorders: The State of the Art
Clara Crescioli et al.
Cells 2024, 13, 1720

https://www.mdpi.com/2073-4409/13/20/1720

Нейродегенеративные заболевания представляют собой широкий спектр расстройств центральной нервной системы, характеризующихся нейрональной дегенерацией. Болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, боковой амиотрофический склероз и прогрессирующие формы рассеянного склероза являются одними из наиболее частых нейродегенеративных заболеваний. Ингибиторы фосфодиэстеразы (PDE) – это класс лекарственных средств, используемых для лечения хронической обструктивной болезни легких, эректильной дисфункции, легочной артериальной гипертензии, доброкачественной гиперплазии предстательной железы, острой декомпенсированной сердечной недостаточности, псориаза, псориатического артрита, атопического дерматита и неонатального апноэ. Фосфодиэстераза 5 типа (PDE5) принадлежит к одному из одиннадцати подсемейств ферментов фосфодиэстеразы, которые отвечают за деградацию двух циклических нуклеотидов. Ингибиторы PDE5 широко назначаются при эректильной дисфункции и легочной артериальной гипертензии. Анализ эффектов на функции мозга и поведение является важным аспектом в разработке терапевтических обоснований для ингибиторов PDE при лечении когнитивной дисфункции. Доклинические исследования показали явные полезные эффекты различных ингибиторов PDE в моделях обучения, памяти и шизофрении, однако клинические данные достаточно противоречивы. Клиническое исследование пациентов с болезнью Альцгеймера продемонстрировало, что ингибитор PDE5 силденафил в однократной дозе 50 мг может значительно улучшить мозговой кровоток и потребление кислорода. В другом клиническом испытании здоровые добровольцы получали 10-20 мг ингибитора PDE5 варденафила или плацебо. В целом, препарат не повлиял на когнитивные результаты и не продемонстрировал эффектов повышения познания у здоровых волонтеров. Имеются данные когортного исследования, что у мужчин в возрасте ?40 лет, принимавших препараты от эректильной дисфункции, вероятность развития болезни Альцгеймера на 18% ниже, чем у лиц, не принимавших ингибиторы PDE5 с учетом поправки на другие факторы, такие как возраст, курение и употребление алкоголя. Было проведено клиническое исследование ингибитора PDE5 уденафила для определения того, оказывает ли препарат положительный эффект на когнитивные функции у пациентов с болезнью Альцгеймера. Полученные результаты пока не были раскрыты. В целом, эти сообщенные результаты свидетельствуют о возможности использования ингибиторов фосфодиэстеразы для улучшения нормальной памяти и замедлении возрастного ухудшения памяти. Однако, несмотря на положительные результаты, полученные в доклинических протоколах, улучшения памяти от ингибиторов фосфодиэстеразы не были перенесены в клинические условия. На сегодняшний день ни один из исследованных препаратов не вышел на рынок для лечения болезни Альцгеймера. Фактически использование ингибиторов PDE5 показало широкий спектр результатов, начиная от отсутствия эффекта до благоприятного воздействия на нормальную память. Масштабные клинические исследования и испытания являются обязательными, а также трансляционные исследования на людях для подтверждения потенциала ингибиторов PDE5 в качестве лечения нейродегенеративных расстройств.

9. Раскрытие тайн старения: потенциал мелатонина в профилактике нейродегенеративных заболеваний у пожилых людей

Unveiling mysteries of aging: the potential of melatonin in preventing neurodegenerative diseases in older adults
Omer Unal et al.
Biogerontology 2025, 26, 125

https://link.springer.com/article/10.1007/s10522-025-10254-7

Нейродегенеративные заболевания, включая болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и болезнь Хантингтона, представляют собой серьёзную проблему для здоровья пожилых людей, характеризующуюся продолжающейся дегенерацией нейронов и ухудшением умственных способностей. Эти расстройства часто связаны с окислительным стрессом, проблемами с митохондриями и постоянным воспалением в головном мозге, которые усугубляют повреждение нейронов. Нейрогормон мелатонин, секретируемый преимущественно эпифизом, получил признание как перспективное терапевтическое средство благодаря своим антиоксидантным, противовоспалительным и нейропротекторным свойствам. Гормон мелатонин, или N-ацетил-5-метокситриптамин, вырабатывается в ночное время, в первую очередь информируя физиологические процессы организма о суточном цикле свет-темнота. Результаты доклинических и клинических исследований свидетельствуют о том, что прием добавок мелатонина может привести к улучшению когнитивных способностей, замедлению прогрессирования заболевания и общему улучшению качества жизни пожилых людей, страдающих нейродегенеративными заболеваниями. В данном обзоре подчеркивается потенциальная польза мелатонина в качестве дополнительного средства лечения нейродегенеративных заболеваний у пожилых людей, а также необходимость дополнительных исследований для подтверждения его эффективности и стандартизации его применения в планах лечения. Многочисленные клинические исследования показывают, что мелатонин и его производные обладают хорошо документированным профилем безопасности и связаны с минимальными побочными эффектами при кратковременном применении в качестве добавок или терапевтических средств. Исследования показывают, что дозы до 12 мг и более обычно безопасны для кратковременного применения, при условии учета индивидуальных порогов толерантности. Длительный прием мелатонина считается безопасным в краткосрочной перспективе, но долгосрочные эффекты приема мелатонина остаются неясными. Было проведено значительное количество клинических исследований для изучения эффективности мелатонина при других нейродегенеративных заболеваниях, включая боковой амиотрофический склероз и рассеянный склероз. Клиническое исследование было проведено с участием 31 пациента с боковым амиотрофическим склерозом, которым давали 30 мг мелатонина ежедневно перед сном в течение 24 месяцев в рамках их дополнительной терапии. Исследователи обнаружили, что высокая доза мелатонина может использоваться в клинических испытаниях для снижения окислительного стресса у пациентов с боковым амиотрофическим склерозом, но, по-видимому, она не оказывает нейропротекторного воздействия на симптомы заболевания. В настоящее время необходимы масштабные клинические исследования для определения оптимальных дозировок, продолжительности лечения и потенциального взаимодействия с широко используемыми лекарственными препаратами для пожилых людей. По мере развития исследований процессов старения и нейродегенеративных заболеваний мелатонин, вероятно, будет играть ключевую роль в разработке эффективных планов по улучшению здоровья мозга и общего качества жизни пожилых людей. Мелатонин является перспективным решением в борьбе с нейродегенеративными заболеваниями, обеспечивая естественное и потенциально эффективное средство поддержания когнитивных способностей и поддержки здорового процесса старения.

10. Чёрный газ, светлое будущее: терапия на основе H2S для лечения нейродегенеративных заболеваний

Black gas, bright future: H2S based therapeutics for neurodegenerative disorders
Jordan L. Morris et al.
Neurotherapeutics 2025, 22, e00755

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1878747925002338

За длительную историю сероводород прошел путь от древнего токсина до современного терапевтического кандидата. В центральной нервной системе сероводород регулирует окислительно-восстановительный гомеостаз, биоэнергетику митохондрий, воспалительную сигнализацию и нейрональную возбудимость. Нарушение регуляции метаболизма сероводорода, как недостаточное, так и избыточное, все чаще приводит к нейродегенеративным заболеваниям, таким как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, болезнь Хантингтона, синдром Дауна, а также к инсульту и черепно-мозговой травме. В данном обзоре рассматриваются нейрональные аспекты биологии сероводорода и его терапевтическое значение при этих состояниях. Восстановление сигнализации сероводорода в доклинических моделях улучшает когнитивные и двигательные функции, уменьшает нейропатологию и сохраняет целостность митохондрий. Сероводород долгое время считался всего лишь токсичным и неприятно пахнущим веществом, пока его не открыли заново как ключевую эндогенную сигнальную молекулу в современной биологии. В настоящее время сероводород признан полноценным газотрансмиттером наряду с оксидом азота (NO) и оксидом углерода (CO), поскольку эти молекулы проникают через клеточную мембрану посредством пассивной диффузии без необходимости участия специфического переносчика. Признание нейропротекторного действия сероводорода стимулировало интерес к терапевтическим стратегиям, направленным на модуляцию уровня сероводорода в головном мозге. В целом, цель состоит в восстановлении оптимальной сигнализации сероводорода при патологических состояниях, либо путём восполнения сероводорода донорскими соединениями, либо путём повышения активности эндогенных ферментов, продуцирующих сероводород. Разработка терапевтических средств, ориентированных на органеллы, открыла новые возможности для пространственно-точной доставки лекарств, при этом митохондрии становятся особенно привлекательной мишенью для вмешательств на основе сероводорода из-за их ключевой роли в регуляции окислительно-восстановительного процесса в клетках и уязвимости при заболеваниях. Прямые клинические данные о модуляции сероводорода при неврологических заболеваниях ограничены. Специфические для сероводорода методы лечения заболеваний головного мозга пока не достигли стадии продвинутых клинических испытаний. Таким образом, хотя трансляционные данные ещё появляются, доклиническая литература убедительно подтверждает необходимость дальнейшего клинического изучения сероводорода и терапии на основе сероводорода в неврологической терапии. Данные о безопасности у людей остаются ограниченными и получены в основном из неневрологических контекстов, где низкие микромолярные концентрации в крови, по-видимому, хорошо переносятся, хотя долгосрочные эффекты остаются неясными. Сероводород превратился из своего эволюционного наследия первичного газа в универсальный нейромодулятор с далеко идущим терапевтическим потенциалом. Хотя клиническое применение пока находится на начальной стадии, достижения в области химии доноров, платформ доставки и понимания механизмов действия позволяют предположить, что нейротерапевтические препараты на основе сероводорода представляют собой перспективное направление для будущих методов лечения как хронической нейродегенерации, так и острых повреждений центральной нервной системы.

Все выпуски дайджеста можно найти на сайте ИФАВ РАН по ссылке
https://www.ipac.ac.ru/digest.html

Олигомеры тетрафторэтилена повышают эксплуатационную стабильность металл-ионных аккумуляторов

Разработка новых составов электролитов — ключевое направление в развитии аккумуляторных технологий. Особый интерес представляют фторированные добавки, способные повышать стабильность и долговечность аккумуляторов. Однако их широкому внедрению препятствуют высокая стоимость и потенциальный вред для окружающей среды, так как наиболее часто используемые перфторкарбоновые кислоты накапливаются в живых организмах. В этом контексте учёные из Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН предложили практичное решение — использование олигомеров тетрафторэтилена (тефлона, TFE-T) в качестве дешевой, эффективной и безопасной добавки для электролита. Тефлон используется в промышленности очень давно и отсутствие в его структуре полярных групп обеспечивает его полную химическую инертность, нерастворимость в водных средах и, как следствие, он сравнительно безопасен и не накапливается в экосистемах.

Особенность метода заключается в радиационно-химическом синтезе олигомеров тефлона непосредственно в среде электролита, что обеспечивает высокую чистоту продукта. Добавление малых количеств TFE-T (около 2–3 мас.%) существенно улучшает характеристики аккумуляторов. Так, в литий-ионных системах добавка стабилизирует структуру неорганического катода (NMC, NCA) и повышает удельную ёмкость и долговечность устройства. В калий-ионных аккумуляторах с органическим катодом добавка также способствует сохранению ёмкости при длительном циклировании.

Механизм действия добавки был изучен с помощью комплекса аналитических методов. Установлено, что TFE-T встраивается в защитные слои на поверхности электродов, стабилизируя их и подавляя нежелательные побочные процессы, в частности разупорядочение катионов металлов в кристаллической структуре катода NCA.

Наиболее впечатляющим свойством олигомеров тефлона оказалась способность обеспечивать беспрецедентную радиационную стойкость аккумуляторов. Аккумуляторы с модифицированным электролитом выдерживали экстремальные дозы гамма-излучения (до 400 кГр), в то время как контрольные образцы со стандартным электролитом демонстрировали существенную деградацию уже после 150 кГр.

Олигомеры тетрафторэтилена повышают эксплуатационную стабильность металл-ионных аккумуляторов

Таким образом, олигомеры тетрафторэтилена представляют собой экономичное и экологически безопасное решение для создания нового поколения аккумуляторов. Они сочетают в себе высокие удельные характеристик, длительный срок службы и устойчивость к экстремальным воздействиям, открывая перспективы для применения в самых различных областях — от электромобилей до космических аппаратов. Это исследование демонстрирует как достижения фундаментальной химии могут привести к прорывным технологическим решениям в энергетике.

В исследовании принимали участие научные сотрудники ФИЦ ПХФ и МХ РАН: Г. Баймуратова, Е. Щурик, Г. Кичигина, Ю. Федотов, П. Кущ, Н. Емельянов, Д. Кирюхин, О. Ярмоленко, О. Краевая, С.М Алдошин и П. Трошин

Guzaliya Baymuratova, Elena Shchurik, Galina A. Kichigina, Yuriy Sergeevich Fedotov, Pavel P. Kushch, Nikita A. Emelianov, Dmitry P Kiryukhin, Olga Victorovna Yarmolenko, Olga Kraevaya, Sergey M. Aldoshin and Pavel Troshin // Tetrafluoroethylene telomers as electrolyte additives enable high-performance, radiation-tolerant lithium and potassium batteries // Journal of Materials Chemistry A, IF-9.5

DOI https://doi.org/10.1039/D5TA08136J

Полифункциональные молекулы на основе ферроцена: новые потенциальные препараты терапии болезни Альцгеймера

Полифункциональные молекулы на основе ферроцена: новые потенциальные препараты терапии болезни Альцгеймера

В поиске эффективных средств терапии болезни Альцгеймера — сложного мультифакторного нейродегенеративного заболевания — научный взгляд всё чаще обращается к мультитаргетным соединениям, способным одновременно воздействовать на несколько звеньев патологического процесса. Исследование посвящено созданию и изучению нового класса таких потенциальных терапевтических агентов.

Работа выполнена совместными усилиями международной командой специалистов:

  • Института физиологически активных соединений Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН (Черноголовка).
  • Кафедры органической и биомолекулярной химии Уральского федерального университета (Екатеринбург).
  • Института органического синтеза Уральского отделения РАН (Екатеринбург).
  • Института цитологии РАН (Санкт-Петербург).
  • Института биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН (Москва).
  • Department of Neurology, University of Michigan, Ann Arbor, USA 

Результаты этой коллаборации были опубликованы в журнале «Pharmaceuticals», IF=4.8.

Ферроцен: уникальная основа для молекулярного конструирования

В центре исследования оказались производные ферроцена — молекулы, напоминающей “сэндвич”, где атом железа зажат между двумя органическими кольцами. Сама по себе эта структура биологически инертна, но её включение в состав более сложных молекул может кардинально менять их свойства: улучшать липофильность, стабильность и, что наиболее важно, повышать способность к окислительно-восстановительным реакциям. Это делает ферроцен ценным “строительным блоком” в медицинской химии, что ранее было подтверждено на примере противоопухолевого препарата ферроцифена (ferrocifen) и противомалярийного ферроквина (ferroquine)

Полифункциональные молекулы на основе ферроцена: новые потенциальные препараты терапии болезни Альцгеймера

Были разработаны и оптимизированы методы синтеза, позволившие впервые получить 3 группы 1-алкенил-1ʹ-азинилферроценов с высоким выходом.

Синтезированные соединения прошли комплексное исследование в серии биологических тестов, моделирующих ключевые звенья патогенеза болезни Альцгеймера.

Ингибирование холинэстераз. Было показано, что производные хинолина и бипиридина эффективно подавляют активность ацетил- и бутирилхолинэстеразы (АХЭ и БХЭ) — ферментов, гидролизующих важный нейромедиатор ацетилхолин, уровень которого и так снижен при болезни Альцгеймера.

Борьба с окислительным стрессом. Все новые соединения, особенно хинолиновые производные, показали выдающуюся антиоксидантную активность в стандартных тестах (ABTS и FRAP), в 2-4 раза превосходящую активность стандартного антиоксиданта тролокса. Квантово-химические расчёты подтвердили, что именно сочетание ферроцена с азотистым гетероциклом изменяет механизм антиоксидантного действия ферроцена, делая его более эффективным.

Подавление агрегации β-амилоида. Агрегация пептидов β-амилоида и образование амилоидных бляшек — один из основных патологических процессов при болезни Альцгеймера. Многие из синтезированных соединений, в частности хинолиновые и акридиновые производные, эффективно блокировали самоагрегацию β-амилоида (до 90% ингибирования), и снижали АХЭ-индуцируемую агрегацию β-амилоида, вытесняя специфический маркер – пропидий из периферического анионного сайта фермента.

Низкая токсичность. Испытания на культурах нейрональных клеток (MSC-Neu) и клетках нейробластомы человека (SH-SY5Y) показали, что наиболее активные соединения обладают относительно низкой цитотоксичностью, особенно в отношении здоровых нейрональных клеток, что является важным преимуществом для потенциальных терапевтических агентов.

Наблюдаемые в эксперименте соотношения структура-биологическая активность были объяснены с использованием квантово-химических расчетов и молекулярного докинга с использованием современных методов генерации структуры белков-мишеней, таких как Protenix – воспроизведение алгоритма AlphaFold3.

Квантово-химические расчеты показали, что производные акридина в условиях эксперимента наиболее склонны к образованию стабильных димеров. Методами молекулярного докинга было подтверждено, что эти димеры являются слишком объемными для доступа к активным центрам ферментов, что объясняет их слабое ингибирование холинэстераз. Однако они могут связываться с белковыми поверхностями, и таким образом ингибировать АХЭ-индуцируемую (вытеснять пропидий из ПАС AХЭ) и самоагрегацию b-амилоида.  

Напротив, хинолиновые и бипиридиновые производные преимущественно остаются в мономерной форме, что позволяет им как эффективно связываться в активных центрах холинэстераз, так и препятствовать АХЭ-индуцируемой и самоагрегации b-амилоида.

В заключение, следует отметить, что проделанная работа демонстрирует успешную стратегию создания полифункциональных соединений на основе ферроцена. Хинолиновые и бипиридиновые производные проявили себя как наиболее сбалансированные кандидаты, сочетающие в себе ингибирование ключевых ферментов, мощную антиоксидантную защиту, способность препятствовать формированию амилоидных агрегатов и низкую токсичность.

Полученные результаты открывают путь для дальнейших, более углублённых исследований, направленных на изучение фармакокинетики, биодоступности и, что критически важно, способности этих молекул проникать через гемато-энцефалический барьер in vivo. Разработанные соединения представляют собой перспективную основу для дизайна лекарственных средств, воздействующих на болезнь Альцгеймера с нескольких сторон одновременно.

Galina F. Makhaeva, Irina A. Utepova, Elena V. Rudakova, Nadezhda V. Kovaleva, Natalia P. Boltneva, Elena Yu. Zyryanova, Alexandra A. Musikhina, Vladimir F. Lazarev, Snezhana A. Vladimirova, Irina V. Guzhova, Ilya N. Ganebnykh, Tatiana Y. Astakhova, Elena N. Timokhina, Oleg N. Chupakhin, Valery N. Charushin andRudy J. Richardson //1-Azinyl-1′-Alkenylferrocenes with Anticholinesterase, Antioxidant, and Antiaggregating Activities as Multifunctional Agents for Potential Treatment of Alzheimer’s Disease // Pharmaceuticals, IF=4.8

https://doi.org/10.3390/ph18121862

Селективный синтез дигидрофурановых производных фуллерена из C₆₀Cl₆

Химия фуллеренов продолжает активно развиваться и предлагать новые стратегии для решения фундаментальных проблем в данной области, одной из которых является низкая селективность реакций при введении нескольких заместителей на углеродный каркас. Большинство существующих методов часто приводят к получению сложных смесей изомеров, что затрудняет синтез индивидуальных полифункциональных производных.

В данном исследовании обнаружен новый путь протекания реакции хлорфуллерена C60Cl6 с 1,3-дикарбонильными соединениями. Ранее при большом избытке реагента наблюдалось последовательное замещение четырёх и элиминирование двух атомов хлора, присоединенных к каркасу фуллерена. Однако при уменьшении количества реагента ход реакции кардинально меняется: наблюдается образование уникальных производных с одним и двумя циклическими дигидрофурановыми аддендами. В представленной работе также были выделены и трис-аддукты с аналогичным характером присоединения аддендов.

Ключевым результатом исследования стал высокоселективный синтез двух изомерных бис-аддуктов фуллерена с расположением аддендов в цис-1 и цис-2 положениях. Атомы хлора в исходном C60Cl6 задают точную геометрию аннелирования новых циклов к углеродному каркасу, обеспечивая отличную региоселективность реакции.

Универсальность метода подтверждена для ряда 1,3-дикарбонильных соединений. Было представлено, что подавляющее большинство 1,3-дикетонов или 3-кетоэфиров демонстрируют сходное поведение и образуют цис-1 и цис-2 изомеры бис-аддуктов в качестве основных продуктов в данной реакции.

Селективный синтез дигидрофурановых

Подводя итоги, можно отметить, что разработанный подход формирует основу для нового направления в химии фуллеренов, ориентированного на региоселективный синтез полициклических аддуктов. Использование галогенированных прекурсоров в качестве реагентов с заданными положениями присоединения позволяет целенаправленно получать соединения, синтез которых ранее был затруднителен. Кроме того, необычные свойства полученных соединений указывают на перспективы их использования в литий-воздушных аккумуляторах.

В работе принимали участие научные сотрудники ФИЦ ПХФ и МХ РАН: В.С. Большакова, Н.А. Слесаренко, О.А. Краевая, А.Ф. Шестаков и П.А. Трошин

А также коллеги из следующих научных центров:

  • Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (г. Москва, Россия)
  • Чжэнчжоуский исследовательский институт Харбинского политехнического университета (HIT) (г. Чжэнчжоу, Китай)

Valeriya S Bolshakova, Alexander S. Peregudov, Nikita A Slesarenko, Ivan A. Godovikov, Olga Kraevaya, Alexander F. Shestakov, Pavel Troshin // When Cl substitution goes rogue: highly selective templated synthesis of cis-bis(dihydrofurano)fullerenes from C60Cl6 // Organic and Biomolecular Chemistry, Q-2, IF=2.9

https://doi.org/10.1039/D5OB01660F

Синтез триазолтиолов: как ацилировать тиосемикарбазид без активации карбоксильной группы?

В постоянно развивающейся области медицинской химии поиск эффективных и доступных методов создания биологически активных молекул остаётся одной из первостепенных задач. Исследование, проведённое учёными из Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН (Черноголовка) было посвящено разработке такого метода для получения важного класса соединений — производных 1,2,4-триазол-3-тиола. Результаты этой работы опубликованы в журнале Molecules (IF =4.6).

Производные 1,2,4-триазол-3-тиола уже хорошо известны учёным благодаря своему широкому спектру биологической активности. Эти сравнительно небольшие молекулы демонстрируют многообещающие результаты в исследованиях, направленных на создание противоопухолевых, противодиабетических и противовоспалительных средств. Они также проявляют активность в отношении ряда бактериальных и грибковых инфекций, включая такие серьёзные, как туберкулёз и пневмония. Однако доступ к этим соединениям часто осложняется сложностью их традиционного синтеза.

Классические подходы к получению триазолтиолов обычно требуют многостадийных синтезов, начинающихся либо с взаимодействия гидразидов с изотиоцианатами, либо с ацилирования тиосемикарбазидов с предварительной активацией карбоксильной группы, чаще всего через хлорангидриды. Эти методы, хотя и надёжны, могут быть трудоёмкими, требовать использования дорогих или труднодоступных реагентов и не всегда обеспечивают хорошие выходы целевых продуктов.

Коллектив исследователей поставил перед собой цель найти более прямой и универсальный путь. В основу работы легло ранее сделанное наблюдение: при реакции карбоновых кислот с тиосемикарбазидом в присутствии полифосфорного эфира (ПФЭ) в определённых условиях можно было получить аминотиадиазолы через образование промежуточного продукта ацилирования тиосемикарбазида. Задачей стало найти условия, которые позволили бы остановиться на стадии ацилирования и изменить дальнейшее направление реакции в сторону образования целевого триазола, при этом сведя к минимуму вероятность протекания конкурентной реакции образования тиадиазола.

В результате проделанной работы был разработан новый подход к ацилированию тиосемикарбазида без стадии активации карбоновой кислоты. Карбоновая кислота и тиосемикарбазид взаимодействуют непосредственно в присутствии раствора ПФЭ в хлороформе. Ключевым моментом стало проведение этой реакции в герметичном сосуде — гидротермальном реакторе — при температуре порядка 70 – 90℃. Это позволило подобрать максимально благоприятные условия для выделения нужного продукта ацилирования в чистом виде. Выделяемый при этом продукт в дальнейшем обрабатывается водным раствором щёлочи, что приводит к образованию целевого триазолтиола.

Исследование, проведённое учёными из Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН (Черноголовка) было посвящено разработке такого метода для получения важного класса соединений — производных 1,2,4-триазол-3-тиола.

Разработанный подход оказался применим к разнообразным карбоновым кислотам, включая ароматические и содержащие гетероциклы, что позволило синтезировать пятнадцать целевых соединений, пять из которых были описаны впервые.

Главное достоинство метода — его простота и обход проблем, характерных для классических схем. Яркой иллюстрацией этого стал синтез соединения на основе триазолилпропионовой кислоты. Попытки получить это вещество стандартным путём через гидразид или хлорангидрид кислоты оказались безуспешными, приводя к сложным смесям продуктов. В то же время применение нового метода с использованием ПФЭ позволило получить целевое соединение в чистом виде без существенных трудностей.

Проведённая работа демонстрирует, что комбинация полифосфатного эфира как конденсирующего агента и гидротермального реактора как инструмента для проведения реакции открывает новые, более экономичные и эффективные пути синтеза ценных гетероциклических соединений. Этот стратегический подход может найти применение не только для получения триазолтиолов, но и в синтезе других классов биологически активных молекул, где требуются реакции ацилирования и циклизации.

В представленном исследовании принимали участие: Б.А. Третьяков, В.И. Тихонова, С.Я. Гадомский и Н.А. Санина.

Bogdan A. Tretyakov, Viktoria I. Tikhonova, Svyatoslav Y. Gadomsky and Nataliya A. Sanina // Synthesis of 1,2,4-Triazole-3-Thiol Derivatives from Thiosemicarbazides and Carboxylic Acids Using Polyphosphate Ester // Molecules202530(22), 4422, Q-2,IF =4.6

https://doi.org/10.3390/molecules30224422

Синергетическая стабилизация комплексных галогенидов свинца со структурой перовскита моновалентными катионами под действием электрического поля.

Synergistic stabilization of lead halide perovskites by univalent cations under electric field stress

Эффективность перовскитных солнечных батарей, благодаря интенсивным исследованиям последнего десятилетия, превысила 27%. В совокупности с этим низкая себестоимость изготовления и высокая эффективность выработки энергии на грамм веса обеспечивают их конкурентные преимущества по сравнению с любыми другими существующими на сегодняшний день фотоэлектрическими преобразователями. Однако, главным препятствием для их внедрения остаётся низкая операционная стабильность – время работы для лучших образцов составляет несколько тысяч часов, в то время как для внедрения требуются устройства со сроком работы 15-20 лет.

Важной причиной низкой стабильности являются процессы миграции ионов в фотоактивном слое комплексного галогенида свинца. В новом исследовании международная группа учёных выполнила сравнительное экспериментальное и теоретическое исследование влияния длительного воздействия электрического поля, имитирующего рабочие условия солнечного элемента на данные материалы с разной композицией моновалентных катионов (цезий, метилламоний, формамидиний).

Процессы, происходящие в пленках при указанном воздействии, были исследованы с использованием комплекса современных экспериментальных методов, включающих сканирующую ближнепольную инфракрасную микроскопию (IR s-SNOM), фотолюминесцентную (PL) микроскопию, сканирующую электронную микроскопию с микроанализом (SEM/EDX) и масс-спектрометрию вторичных ионов (ToF-SIMS), а также смоделированы методами молекулярной динамики (AIMD).

Синергетическая стабилизация комплексных галогенидов свинца со структурой перовскита моновалентными катионами под действием электрического поля.

Важнейшим результатом исследования стало обнаружение эффекта синергетической стабилизации – плёнки материала, содержащего все указанные катионы одновременно, оказались наиболее устойчивы к воздействию электрического поля – т.е. наиболее подходящими изготовления фотоактивных слоёв с точки зрения улучшения операционной стабильности перовскитных солнечных батарей.

Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда, проект №19- 73-30020П.

В работе принимали участие научные сотрудники ФИЦ ПХФ и МХ РАН: Н.А. Емельянов, В.В.  Озерова, Ю.С. Федотов, М.В. Жидков, Л.Г. Гуцев, Е.В. Голосов, Л.А. Фролова и П.А. Трошин,

При участии:

•Института физики твёрдого тела РАН (Черноголовка)

•Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» (Москва)

•Университета Луизианы (США)

•Чжэнчжоуского исследовательского института ХИТ (Китай)

Результаты опубликованы в журнале Sustainable Energy and Fuels (Impact factor 4.1, Q1)// Synergistic stabilization of lead halide perovskites by univalent cations under electric field stress//
Работа включена в список работ «Выбор редакции», как имеющая особую значимость.

https://doi.org/10.1039/D5SE01048A

Новости в области разработки инновационных лекарств

Дайджест №30 (ноябрь 2025)
Подготовлено Отделом информации ИФАВ РАН

  1. FDA одобрило антипрекалликреиновый препарат для лечения наследственного ангионевротического отека
  2. Рилзабрутиниб для лечения иммунной тромбоцитопении
  3. Болезнь Альцгеймера: обзор современных тенденций эффективной диагностики и терапии
  4. Интерфейс депрессии и диабета: соображения по лечению
  5. Клинические преимущества терапевтических вмешательств, направленных на митохондрии, у пациентов с болезнью Паркинсона
  6. Изучение фармакологических и клинических особенностей луматеперона: новый многообещающий антипсихотик
  7. Улучшение здорового старения с помощью малых молекул: митохондриальная перспектива
  8. Перевод с доклинических исследований в клинические испытания: трансдермальная доставка лекарств при нейродегенеративных и психических расстройствах
  9. На страже разума: обзор о том, как n-ацетилцистеин и кетоны могут защитить чувствительных пациентов от нейротоксичности антибиотиков
  10. Брокколи для мозга: обзор нейропротекторных механизмов сульфорафана

1. FDA одобрило антипрекалликреиновый препарат для лечения наследственного ангионевротического отека

FDA approves anti-prekallikrein drug for hereditary angioedema
Asher Mullard
Nature Reviews Drug Discovery 2025, 24(10), 732


Наследственный ангионевротический отек – редкое аутосомно-доминантное, потенциально опасное для жизни заболевание. Оно характеризуется непредсказуемыми, частыми и потенциально опасными для жизни эпизодами отека подкожной и подслизистой клетчатки. Симптомы наследственного ангионевротического отека включают сильную и изнурительную боль, утомляемость, тошноту и снижение работоспособности, что негативно сказывается на качестве жизни пациентов и их психическом здоровье. Люди с наследственным ангионевротическим отеком испытывают значительное бремя болезни, что подчеркивает острую необходимость в безопасных и эффективных методах лечения, которые уменьшают приступы наследственного ангионевротического отека и помогают пациентам жить более нормальной жизнью. Донидалорсен (DAWNZERA) – это лиганд-конъюгированный препарат, предназначенный для профилактики приступов наследственного ангионевротического отека у взрослых и детей старше 12 лет. Он работает, связываясь с мРНК прекалликреина в печени, снижая производство этого белка, который играет важную роль в развитии приступов. Препарат вводится подкожно. 21 Августа 2025 г. FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов) одобрило препарат DAWNZERA (донидалорсен) в качестве первого и единственного профилактического препарата самостоятельного подкожного введения в дозе 80 мг для профилактики приступов наследственного ангионевротического отека (Hereditary Angioedema) у взрослых и детей в возрасте 12 лет и старше. Одобрение Донидалорсена основано на положительных результатах глобального многоцентрового рандомизированного двойного слепого плацебо-контролируемого клинического исследования фазы 3 OASIS-HAE, которое успешно достигло своей первичной конечной точки. В исследовании Донидалорсен, вводимый в дозе 80 мг один раз в 4 недели, значительно снижал ежемесячную частоту приступов наследственного ангионевротического отека (на 81% по сравнению с плацебо) в течение 24-недельного периода. При измерении, начиная со второй дозы, среднее снижение частоты приступов увеличилось до 87%, что соответствует вторичной конечной точке исследования. Кроме того, Донидалорсен, вводимый один раз в 4 недели, снизил частоту приступов наследственного ангионевротического отека от умеренной до тяжелой степени почти на 90% за тот же 24-недельный период, начиная со второй дозы. В ходе клинических исследований препарат DAWNZERA продемонстрировал благоприятный профиль безопасности и переносимости. Наиболее частыми нежелательными явлениями были реакции в месте инъекции, инфекции верхних дыхательных путей и дискомфорт в животе. Эти результаты подтверждают эффективность Донидалорсена, который значительно снижал частоту приступов наследственного ангионевротического отека, улучшал качество жизни, а также имел приемлемый профиль безопасности. Препарат DAWNZERA представляет собой долгожданный шаг вперед в терапевтических возможностях профилактики приступов. Одобрение препарата дает людям с наследственным ангионевротическим отеком и их врачам еще один важный выбор для адаптации лечения к индивидуальным потребностям.

2. Рилзабрутиниб для лечения иммунной тромбоцитопении

Rilzabrutinib for the Treatment of Immune Thrombocytopenia
Caterina Labanca et al.
European Journal of Haematology 2025, 115, 4–15


Иммунная тромбоцитопения – это редкое гематологическое аутоиммунное заболевание, характеризующееся сложным нарушением иммунной регуляции, которое приводит к снижению количества тромбоцитов (<100 000/мкл), что приводит к различным симптомам кровотечения и риску тромбоэмболии. Заболевание вызвано иммуноопосредованным разрушением и нарушением продукции тромбоцитов. Эта изолированная тромбоцитопения приводит к повышенному риску кровотечения, увеличивает вероятность госпитализации и значительно влияет на качество жизни, связанное со здоровьем, и уровень утомляемости пациентов. Хотя существует несколько методов терапии первой линии для повышения количества тромбоцитов, у многих пациентов, достигших первичного ответа на терапию, не наблюдается долгосрочного стойкого эффекта, ремиссии и, следовательно, они нуждаются в терапии второй линии. 29 Августа 2025 г. FDA одобрило препарат Wayrilz (рилзабрутиниб), пероральный ингибитор тирозинкиназы Брутона, для взрослых пациентов с персистирующей или хронической иммунной тромбоцитопенией, у которых ранее проводилась терапия, не давшая достаточного ответа. Одобрение рилзабрутиниба подтверждается результатами многоцентрового плацебо-контролируемого клинического исследования LUNA3 фазы 3 в параллельных группах, в котором изучалась эффективность и безопасность лечения рилзабрутинибом взрослых с персистирующей или хронической иммунной тромбоцитопенией. В исследовании LUNA3 202 взрослых пациента с иммунной тромбоцитопенией были рандомизированы в группы рилзабрутиниба с дозами 400 мг 2 раза в день (133 пациента) или плацебо (69 пациентов) в течение до 24 недель, после чего последовал 28-недельный открытый период исследования. Пациенты, у которых через 12 недель был достигнут ответ по количеству тромбоцитов, имели право продолжить полный 24-недельный период двойного слепого лечения (64% пациентов в группе Wayrilz и 32% пациентов в группе плацебо). У пациентов, получавших Wayrilz, наблюдалось следующее по сравнению с пациентами, получавшими плацебо:
1. Статистически значимый стойкий тромбоцитарный ответ на 25-й неделе (23% пациентов в группе Wayrilz против 0% в группе плацебо);
2. Более быстрое достижение первого тромбоцитарного ответа (36 дней в группе Wayrilz против отсутствия ответа в группе плацебо);
3. Большая продолжительность тромбоцитарного ответа (средний квадратичный показатель 7 недель в группе Wayrilz против 0,7 недель в группе плацебо).
Наиболее частыми побочными реакциями являлись диарея, тошнота, головная боль и боль в животе. Одобрение этого препарата открывает новый вариант лечения для пациентов с персистирующей или хронической иммунной тромбоцитопенией, устраняя ограничения существующих терапевтических стратегий, которые остаются недостаточными для многих пациентов с этим заболеванием. Благодаря дифференцированному механизму действия препарат Wayrilz потенциально может стать препаратом выбора для пациентов с иммунной тромбоцитопенией, не ответивших на предыдущую терапию.

3. Болезнь Альцгеймера: обзор современных тенденций эффективной диагностики и терапии

Alzheimer’s disease: a review on the current trends of the effective diagnosis and therapeutics
Aimi Syamima Abdul Manap et al.
Frontiers in Aging Neuroscience 2024, 16, 1429211


Болезнь Альцгеймера представляет собой разновидность прогрессирующего и необратимого нейродегенеративного неизлечимого заболевания головного мозга у пожилых людей и является наиболее распространенной причиной деменции. Симптомы болезни Альцгеймера характеризуется прогрессирующей потерей памяти, когнитивными нарушениями и тяжелыми поведенческими отклонениями. Два основных патологических признака этого заболевания представляют собой бета-амилоидные бляшки и клубки гиперфосфорилированного тау-белка. Накопление агрегированных бета-амилоидных бляшек в мозге начинается примерно за 20 лет до начала когнитивного снижения при болезни Альцгеймера и это может быть связано либо с дефектным клиренсом бета-амилоида, либо с чрезмерным его производством. Накопление гиперфосфорилированного тау-белка приводит к образованию нейрофибриллярных клубков, которые можно обнаружить за 10-15 лет до появления симптомов заболевания. Продолжительность доклинической фазы болезни Альцгеймера может варьироваться у разных людей, но обычно составляет от 6 до 10 лет в зависимости от возраста, в котором впервые появляются симптомы. Данный обзор изучает текущее состояние терапии в клинических испытаниях и предлагает взгляд на потенциальные и многообещающие цели для разработки лекарств от болезни Альцгеймера. TRx0237 является ингибитором агрегации тау-белка второго поколения, который прошел клинические испытания 3 фазы для оценки безопасности и эффективности в дозах 16 мг/день и 8 мг/день при лечении пациентов с болезнью Альцгеймера. Испытание было завершено в мае 2023 г. Клиническое исследование фазы 3 оценило эффективность низкой дозы, 4 мг два раза в день, монотерапии лейко-метилтиониниум бис(гидроксиметансульфонатом) при лечении пациентов с легкой формой болезни Альцгеймера. Модифицированной первичной конечной мерой, использованной в этом испытании, был когортный анализ, который дал благоприятные результаты. Тидеглусиб является ингибитором гликогенсинтазы киназы 3 (GSK3). Это низкомолекулярный препарат, который можно принимать перорально. Он предназначен для снижения чрезмерного фосфорилирования тау-белка. Для тидеглусиба ранее была начата 2 фаза клинических испытаний, он был назначен пациентам с легкой и умеренной болезнью Альцгеймера в декабре 2008 г. Однако в ходе испытаний было установлено, что тидеглусиб безопасен, но не достигает своей первичной конечной точки и в результате некоторые из вторичных конечных точек не продемонстрировали никаких значимых терапевтических преимуществ. Современные препараты для лечения болезни Альцгеймера могут замедлить прогрессирование заболевания и облегчить симптомы, но они не могут в конечном итоге вылечить болезнь. В исследованиях последних лет приоритет отдается снижению образования, агрегации и неправильного сворачивания белков бета-амилоида и тау, а также удалению токсичных агрегатов или неправильно свернутых версий этих белков. Эти тактики основаны на более ранних доклинических и клинических исследованиях, которые требуют дальнейшего более глубокого изучения.

4. Интерфейс депрессии и диабета: соображения по лечению

The interface of depression and diabetes: treatment considerations
Giuseppe Fanelli et al.
Translational Psychiatry 2025, 15, 22


Диабет и депрессия являются глобальными проблемами здравоохранения с растущей распространенностью. Депрессия – это расстройство, характеризующееся потерей интереса к повседневной деятельности, усталостью, плохим настроением и когнитивными симптомами, которые ухудшают повседневное функционирование. Диабет – это многофакторное метаболическое заболевание, характеризующееся гипергликемией из-за дефицита инсулина или инсулинорезистентностью, которая является отличительным признаком сахарного диабета 2 типа. Напротив, инсулинорезистентность мозга, менее признанная, но не менее важная, относится к нарушению сигнализации инсулина в нейрональных и глиальных клетках. В частности, инсулинорезистентность мозга участвует в нейродегенеративных процессах, влияя на метаболизм бета-амилоида и фосфорилирование тау, связывая его как со снижением когнитивных способностей, так и с расстройствами настроения. И диабет, и депрессия являются распространенными хроническими заболеваниями, которые снижают функциональность, качество и продолжительность жизни пациента. Сочетание этих заболеваний было широко изучено, но основные причины, которые могут влиять друг на друга, остаются недостаточно выясненными, несмотря на несколько предложенных гипотез. Хотя нет окончательных доказательств относительно влияния типа диабета на депрессию, у пациентов с большим депрессивным расстройством риск развития сахарного диабета 2 типа в два раза выше, чем у общей популяции. Согласно результатам систематического обзора, распространенность депрессии в 3 раза выше у пациентов с сахарным диабетом 1 типа и в 2 раза выше у пациентов с сахарным диабетом 2 типа. Эмпаглифлозин является мощным ингибитором натрийзависимого переносчика глюкозы 2 типа (SGLT2). Он применятся для лечения пациентов с сахарным диабетом 2 типа. В ряде работ проанализирован эффект эмпаглифлозина по сравнению с плацебо на снижение выраженности депрессивных симптомов у пациентов с большим депрессивным расстройством средней и тяжелой степени тяжести. 90 участников 8-недельного рандомизированного, двойного, слепого, плацебо-контролируемого клинического исследования в возрастном диапазоне 18–60 лет были случайным образом разделены на две группы, получавших плацебо или эмпаглифлозин в сочетании с циталопрамом. Циталопрам сначала применялся в дозе 20 мг в день в течение двух недель, затем увеличивали дозу до 40 мг ежедневно. Эмпаглифлозин был назначен в дозе 10 мг в день. По сравнению с контрольной группой у пациентов, получавших эмпаглифлозин, наблюдалось заметное улучшение в снижении тяжести симптомов депрессии с течением времени. В обзоре подчеркивается сложная, двунаправленная связь между депрессией и диабетом, подчеркивая, что каждое состояние может усугублять другое, усложняя лечение и неблагоприятно влияя на клинические результаты. Рассмотренные доказательства четко подтверждают, что лечение этих состояний изолированно менее эффективно, чем целостный подход, который учитывает как метаболические аспекты, так и аспекты психического здоровья.

5. Клинические преимущества терапевтических вмешательств, направленных на митохондрии, у пациентов с болезнью Паркинсона

Clinical Benefits of Therapeutic Interventions Targeting Mitochondria in Parkinson’s Disease Patients
Matteo Ciocca et al.
CNS & Neurological Disorders – Drug Targets 2024, 23(5), 554–561


Болезнь Паркинсона является вторым по распространенности нейродегенеративным и наиболее распространенным нейродегенеративным двигательным расстройством. Патологическим признаком болезни Паркинсона является прогрессирующая потеря дофаминергических нейронов наряду с отложением альфа-синуклеина. Классические клинические симптомы (т.е. брадикинезия, ригидность и тремор покоя) становятся очевидными, когда теряется более 70% дофаминергических нейронов компактной части Substantia nigra. Многочисленные доказательства подтверждают значимость окислительного стресса в руководстве дофаминергической нейродегенерацией при всех формах болезни Паркинсона. Митохондриальная дисфункция является одним из ведущих факторов окислительного стресса, который хорошо изучен при болезни Паркинсона. Причиной окислительного стресса является дисбаланс между выработкой и выведением активных форм кислорода, что приводит к их накоплению. Перепроизводство активных форм кислорода приводит к повреждению митохондрий посредством нескольких механизмов, включая мутации митохондриальной ДНК, повреждение митохондриальной дыхательной цепи, изменение проницаемости мембраны и гомеостаза Ca2+. Поэтому нацеливание на дисфункцию митохондрий может быть перспективным терапевтическим подходом для устранения двигательных симптомов и замедления прогрессирования заболевания путем защиты и восстановления нейродегенерации дофаминергических нейронов, особенно на ранней стадии болезни Паркинсона. Исрадипин – это блокатор кальциевых каналов из группы дигидропиридина, который, как полагают, оказывает дозозависимое нейропротекторное действие, воздействуя на кальциевые каналы L-типа CAV-1 в Substantia nigra. В рандомизированном клиническом исследовании фазы 3 с участием 336 пациентов с ранней стадией болезни Паркинсона исрадипин не продемонстрировал какого-либо нейропротекторного действия. Препарат также оценивался в многоцентровом, двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании в параллельных группах в качестве агента, модифицирующего заболевание у пациентов с ранней стадией болезни Паркинсона. В ходе него 170 пациентов получали 5 мг исрадипина два раза в день в течение 36 месяцев, при этом 166 пациентов получали плацебо. По результатам испытаний сделано заключение о безопасности препарата. Пиоглитазон – пероральное лекарственное средство из класса тиазолидиндионов, приводящее к снижению уровня сахара в крови. Он применяется в терапии сахарного диабета 2 типа. В рандомизированном клиническом исследовании принимало участие 210 пациентов с ранней стадией болезни Паркинсона, которым случайным образом назначали пиоглитазон в дозах 15 мг/день, 45 мг/день или плацебо. Результаты не подтвердили гипотезу о нейропротекторном эффекте пиоглитазона в этих конкретных дозах. Нацеливание на митохондриальную дисфункцию при болезни Паркинсона считается перспективным направлением, в основном из-за вклада митохондрий в окислительный стресс. Однако, основываясь на текущих данных, клиническая полезность соединений, нацеленных на митохондриальные дисфункции у пациентов с болезни Паркинсона, остается предметом споров. Целесообразность их использования следует рассматривать в каждом конкретном случае.

6. Изучение фармакологических и клинических особенностей луматеперона: новый многообещающий антипсихотик

Exploring the Pharmacological and Clinical Features of Lumateperone: A Promising Novel Antipsychotic
Magdalena Sowa-Kucma et al.
International Journal of Molecular Sciences 2024, 25, 13289


Шизофрения – хроническое и изнурительное психическое расстройство, поражающее примерно 1% населения мира. Несмотря на значительные достижения в фармакотерапии, многие пациенты продолжают испытывать недостаточный контроль симптомов, резистентность к лечению или непереносимые побочные эффекты, связанные с существующими антипсихотическими препаратами. Антипсихотики второго поколения улучшили управление психотическими симптомами; однако их использование часто сопровождается метаболическими, сердечно-сосудистыми и экстрапирамидными побочными эффектами. Эти побочные эффекты могут существенно повлиять на успех лечения пациента и общее качество его жизни. В результате возникает острая необходимость в новых антипсихотических средствах, которые обеспечивают повышенную эффективность при минимизации проблем безопасности. Луматеперон (ITI-007, ITI-722) представляет собой новое поколение антипсихотических препаратов. FDA одобрило луматеперон для лечения шизофрении у взрослых в декабре 2019 г. Луматеперон также продемонстрировал эффективность в устранении когнитивных симптомов, связанных с шизофренией. Внедрение луматеперона в качестве нового антипсихотического средства знаменует собой значительный прогресс в фармакологическом ландшафте лечения шизофрении и потенциально других нейропсихиатрических расстройств. Отличительный механизм действия луматеперона задействует серотонинергические, дофаминергические и глутаматергические системы, обеспечивая многогранный подход к нейротрансмиссии. Это резко контрастирует с обычными антипсихотиками, которые преимущественно нацелены на дофаминергические пути и часто приводят к более высокой распространенности экстрапирамидных симптомов. Уникальный фармакологический профиль луматеперона включает одновременную модуляцию серотонинергической, дофаминергической и глутаматергической нейротрансмиссии, что отличает его от других антипсихотиков второго поколения. В частности, луматеперон действует как мощный антагонист 5-HT2A рецепторов, умеренный антагонист постсинаптических D2 рецепторов и пресинаптический частичный агонист D2 рецепторов. Луматеперон используют перорально в капсуле, содержащей лекарственный препарат в виде кристаллической тозилатной соли. Утвержденная дозировка, согласно инструкции FDA, составляет 42 мг в виде однократного ежедневного приема, предпочтительно перед сном. В 6-недельном открытом клиническом исследовании эффективности и безопасности луматеперона 2 фазы участвовали 302 взрослых пациента в возрасте 18–60 лет с клинически стабильной шизофренией. В исследовании переход от предшествующих антипсихотиков к шестинедельному режиму лечения луматепероном в дозе 60 мг в день привел к сохранению стабильности или продолжающимся улучшениям симптоматики у пациентов. Луматеперон представляет собой значительный прогресс в антипсихотической терапии, предлагая отличительный фармакологический профиль и потенциал для оптимального баланса безопасности и эффективности. Необходимо провести текущие и будущие исследования, чтобы установить роль луматеперона в лечении шизофрении и других сложных расстройств, с целью улучшения качества жизни пациентов, страдающих этими расстройствами. Кроме того, исследование терапевтического потенциала луматеперона распространяется на коррекцию поведенческих расстройств у людей с деменцией, а также у людей, страдающих болезнью Альцгеймера.

7. Улучшение здорового старения с помощью малых молекул: митохондриальная перспектива

Enhancing healthy aging with small molecules: A mitochondrial perspective
Xiujiao Qin et al.
Medicinal Research Reviews 2024, 44, 1904–1922


Старение, универсальный процесс, характеризующийся снижением функций с течением времени, затрагивает организмы с различной продолжительностью жизни. Стремление к улучшению здоровья во время старения побудило к исследованию различных стратегий, направленных на снижение ухудшений, связанных с процессом старения. За последние десятилетия значительные улучшения в условиях жизни и исследованиях в молекулярной биологии заметно увеличили продолжительность жизни человека. Однако стареющее население в настоящее время сталкивается с множеством возрастных осложнений и гериатрических синдромов, что приводит к сосуществованию множества заболеваний. Ключевой областью этого исследования является управление митохондриальной дисфункцией, значимой характеристикой старения. Этот обзор проливает свет на решающую роль, которую играют малые молекулы в здоровом старении, особенно посредством влияния на функции митохондрий. Митофагия играет решающую роль в устранении поврежденных митохондрий и содействии их замене. Она включает селективную деградацию митохондрий посредством аутофагии, особенно направленную на дефектные митохондрии, которые подверглись повреждению или стрессу. Недавно увеличение митофагии было предложено в качестве потенциальной терапевтической стратегии для улучшения функции митохондрий и для продления срока здорового старения. Кроме того, было обнаружено, что такие соединения, как уролитин А, рапамицин, спермидин, трегалоза и таурин усиливают митофагию и улучшают качество митохондрий, поэтому потенциально смягчают некоторые эффекты, связанные со старением. В небольшом клиническом испытании 13 участников получали низкие дозы (0,5–2 мг) рапамицина ежедневно в течение 12 недель. Хотя корреляция между некоторыми маркерами старения и физической работоспособностью наблюдалась, первичная конечная точка измерения слабости не показала улучшения. В другом клиническом исследовании в настоящее время изучается использование рапамицина для уменьшения воспаления и эпигенетического обращения. Испытуемые в возрасте 65–95 лет будут местно наносить мазь 8%-го рапамицина на предплечье ежедневно в течение 6 месяцев. Будут измеряться как эпигенетические, так и воспалительные маркеры. Еще одно клиническое исследование набирает участников для изучения использования рапамицина и силовых упражнений на возрастную потерю мышечной массы. Целью исследования является набор 16 здоровых участников-мужчин старше 50 лет, которые будут принимать 1 мг таблетки рапамицина перорально ежедневно в течение 16 недель вместе с выполнением 14-недельной программы односторонних упражнений с отягощением. Становится все более очевидным, что поддержание функций митохондрий жизненно важно для содействия здоровому старению. Получение глубокого понимания факторов, которые управляют митохондриальным старением, имеет важное значение для разработки эффективных стратегий улучшения митохондриальной функции и содействия здоровому старению. Изучение новых направлений исследований значительно продвинут наши знания в этой области, потенциально приводя к прорывам, которые улучшат качество жизни стареющего населения.

8. Перевод с доклинических исследований в клинические испытания: трансдермальная доставка лекарств при нейродегенеративных и психических расстройствах

Translation from Preclinical Research to Clinical Trials: Transdermal Drug Delivery for Neurodegenerative and Mental Disorders
Phuong-Trang Nguyen-Thi et al.
Pharmaceutical Research 2024, 41, 1045–1092


Нейродегенеративные заболевания, в частности деменция, представляют собой серьезную проблему для систем здравоохранения во всем мире. Разработка терапевтических средств для лечения различных заболеваний сталкивается с серьезной проблемой, связанной с гематоэнцефалическим барьером. Трансдермальное лечение в последнее время получило широкое распространение как альтернативный метод доставки активных химических веществ в мозг. Этот подход обладает рядом преимуществ, включая низкую инвазивность, возможность самостоятельного введения, отсутствие пресистемного метаболизма, сохранение стабильной концентрации в плазме, регулируемое высвобождение, безопасность, эффективность и более высокий уровень комплаентности пациентов. В обзоре рассматриваются трансдермальный метод терапии нейродегенеративных заболеваний, их классификация и механизмы, позволяющие лекарственным препаратам проникать в кровоток через кожу. В обзоре также обсуждаются препятствия и потенциальные результаты трансдермальной терапии с акцентом на преимуществах и недостатках различных подходов. Нейродегенеративные заболевания – это широкий термин, используемый для обозначения болезней, связанных с дисфункцией центральной нервной системы вследствие гибели нейронов и характерного нарушения когнитивных и двигательных способностей. К основным нейродегенеративным заболеваниям относятся болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, боковой амиотрофический склероз, болезнь Хантингтона, рассеянный склероз и ишемический инсульт. Среди них болезни Альцгеймера и Паркинсона являются двумя главными нейродегенеративными заболеваниями, которые привлекли внимание к лечению из-за сложной патологии, разнообразия клинических проявлений и распространенности этих заболеваний. Гидрохлорид донепезила является ингибитором ацетилхолинэстеразы, благодаря чему широко используется в качестве пероральной формы для лечения деменции у пациентов с болезнью Альцгеймера. Однако пероральные формы препарата не всегда подходят для пациентов с дисфагией, тем, кто отказывается принимать таблетки или тем, у кого есть проблемы с соблюдение режима лечения в результате снижения когнитивных функций. Трансдермальные пластыри становятся альтернативой для таких пациентов и имеют ряд преимуществ в плане фармакокинетики. В клинических испытаниях участвовали 340 пациентов в течение 24 недель. Каждый пластырь содержал 27,5 мг гидрохлорида донепезила в сравнении с таблетками с 5 мг гидрохлорида донепезила. Результаты испытаний показали, что пластыри с донепезилом не уступали в подавлении снижения когнитивных функций по сравнению с таблетками донепезила у пациентов с болезнью Альцгеймера легкой и средней степени тяжести. Трансдермальные версии препаратов помогают в лечении все большего числа неврологических заболеваний, начиная с болезни Альцгеймера и заканчивая психическими расстройствами. Хотя многие вещества находятся на стадии доклинических исследований, полученные результаты указывают на перспективность клинических испытаний и целесообразность развития разнообразных трансдермальных лекарственных форм для лечения неврологических заболеваний. Необходима дальнейшая оценка безопасности и эффективности убедительно зарекомендовавших себя альтернативных методов лечения нейродегенеративных заболеваний и психических расстройств.

9. На страже разума: обзор о том, как n-ацетилцистеин и кетоны могут защитить чувствительных пациентов от нейротоксичности антибиотиков

Guarding minds: a narrative review on how n-acetylcyteine and ketones could shield sensitive patients from antibiotic neurotoxicity
Astrid Lounici
Frontiers in Pharmacology 2025, 16, 1613152


Антибиотики, незаменимые в борьбе с инфекционными заболеваниями и продлении жизни, являются одними из наиболее часто назначаемых лекарств во всем мире. Однако нейротоксичность, охватывающая неврологические и психические побочные эффекты, –недостаточно изученное явление, связанное со всеми основными классами антибиотиков. Нейротоксичность, в том числе психиатрические побочные эффекты, распространена среди всех классов антибиотиков. Они влияют на периферическую и центральную нервную систему. Особенно уязвимы чувствительные группы населения, такие как пожилые люди и люди с нарушениями функции органов или генетической предрасположенностью. Неврологические и психиатрические побочные эффекты, как правило, считаются редкими, хотя они часто недооцениваются. Они также могут стать хроническими, поскольку антибиотики способны оставлять изменения в тканях. Хотя пожилые люди и лица со сниженной функцией почек или печени, по-видимому, страдают чаще, тем не менее все возрастные группы, включая ранее здоровых людей, могут испытывать нейротоксические эффекты даже при стандартных дозировках и кратковременном применении антибиотиков. В этом обзоре описаны неврологические и психиатрические побочные эффекты различных антибиотиков, проанализирована митохондриальная токсичность как возможный механизм и обобщены результаты эпидемиологических исследований, специально изучающих применение антибиотиков. Результаты применения антибиотиков и риска нейродегенеративных заболеваний неоднозначны. Три отдельных исследования, изучающих связь между применением антибиотиков и риском деменции, дали противоречивые результаты. N-ацетилцистеин – это препарат, который широко используется в качестве антидота при передозировке парацетамола и в качестве муколитического средства, и хорошо переносится. Он является эффективным антиоксидантом и обладает противовоспалительными свойствами. Его также изучают как средство повышения эффективности антибиотиков. К настоящему времени его нейропротекторные свойства были изучены на доклинических моделях и в клинических испытаниях при психиатрических заболеваниях. Существует несколько исследований, которые показывают, что N-ацетилцистеин защищает клетки млекопитающих, и в частности клетки мозга, от повреждения антибиотиками. Кетоны (b-гидроксибутират, ацетон и ацетоацетат) вырабатываются в основном печенью, когда человек придерживается кетогенной диеты, причем эти кетоновые тела обладают противовоспалительными и антиоксидантными свойствами и стимулируют биогенез митохондрий. Благодаря всем этим свойствам кетоны могут потенциально защищать от нейротоксичности антибиотиков. Особенно при длительном приеме антибиотиков кетогенная диета может оказывать защитный эффект или можно рассмотреть возможность использования добавок в виде экзогенных кетонов при кратковременном приеме антибиотиков. Хотя первоначальные результаты многообещающие, необходимы дальнейшие исследования для подтверждения клинической эффективности этих защитных агентов. Более глубокое понимание нейротоксичности антибиотиков и потенциальных стратегий смягчения последствий может привести к более безопасной практике назначения препаратов, особенно для уязвимых групп населения, обеспечивая баланс между снижением риска и существенной пользой антибиотиков.

10. Брокколи для мозга: обзор нейропротекторных механизмов сульфорафана

Broccoli for the brain: a review of the neuroprotective mechanisms of sulforaphane
Riley N. Bessetti et al.
Frontiers in Cellular Neuroscience 2025, 19, 1601366


Фитохимические вещества – это биоактивные соединения, естественным образом вырабатываемые растениями в рамках механизмов, развившихся для защиты растений от стрессовых факторов окружающей среды, патогенов и хищников. Сульфорафан, фитохимический изотиоцианат, выделенный из брокколи, защищает растения в критический период развития. В данном обзоре освещаются текущие клинические исследования терапевтических возможностей и проблем, связанных с сульфорафаном. В первую очередь анализируется способность сульфорафана смягчать окислительный стресс и предотвращать нейровоспаление. Учитывая способность сульфорафана активировать множество цитопротекторных механизмов, он становится перспективным терапевтическим средством для лечения множества нейродегенеративных заболеваний и нарушений развития нервной системы. Терапевтический потенциал сульфорафана привлекает все большее внимание благодаря его способности модулировать окислительный стресс и нейровоспаление. В недавних клинических исследованиях изучалась эффективность сульфорафана с особым акцентом на расстройствах аутистического спектра, шизофрении и нейродегенеративных заболеваниях. Среди испытаний, посвященных неврологическим исходам, расстройства аутистического спектра является наиболее изученным состоянием. Ранние клинические данные показали, что 18 недель лечения экстрактом ростков брокколи, богатым сульфорафаном, у молодых мужчин с расстройствами аутистического спектра значительно улучшили социальную реакцию и поведение, оцениваемые по Контрольному списку аномального поведения и Шкале социальной реактивности. Однако последующие исследования дали неоднозначные результаты. Например, 12-недельное открытое клиническое исследование таблеток Avmacol, содержащих предшественник сульфорафана глюкорафанин и активную мирозиназу, обнаружило улучшения по сравнению с исходным уровнем у пациентов в возрасте от 7 до 21 года. Однако 36-недельное рандомизированное контролируемое исследование с использованием порошка из ростков брокколи BroccoPhane и порошка из ростков красной редьки не выявило статистически значимых изменений в оценках между группами сульфорафана и плацебо у детей младшего возраста от 3 до 7 лет. У здоровых пациентов в возрасте 60–80 лет добавление сульфорафана улучшило скорость обработки информации и рабочую память по сравнению с группами, получавшими плацебо, но не наблюдалось аддитивного эффекта с тренировкой мозга и сульфорафаном. В целом эти исследования демонстрируют потенциал сульфорафана для поддержания когнитивного и психического здоровья, хотя его эффективность может зависеть от дозировки, возраста пациентов и сопутствующих вмешательств или методов лечения. Будущие клинические исследования эффективности сульфорафана могут улучшить наше понимание групп пациентов, которым может быть полезен антиоксидантный и противовоспалительный эффект сульфорафана. В настоящее время существует зарегистрированное клиническое исследование, изучающее влияние сульфорафана на пациентов с синдромом дефицита внимания. Несмотря на многообещающие данные, подтверждающие нейропротекторные свойства сульфорафана, необходимо решить серьезные проблемы в рамках его доклинического и клинического применения.

Все выпуски дайджеста можно найти на сайте ИФАВ РАН по ссылке
https://www.ipac.ac.ru/digest.html

Бор-галогенные взаимодействия — ключ к созданию стабильных и эффективных перовскитных солнечных элементов

Бор-галогенные взаимодействия — ключ к созданию стабильных и эффективных перовскитных солнечных элементов

Солнечная энергетика будущего во многом зависит от тандемных элементов, в которых материалы с разной шириной запрещенной зоны работают вместе для  использования более широкого диапазона солнечного спектра. Одним из наиболее перспективных направлений считается сочетание перовскита и кремния. Однако создание стабильных широкозонных перовскитов, необходимых для верхнего элемента тандема, остается сложной задачей. Международная исследовательская группа, объединяющая ученых из Китая, России и Соединенных Штатов, предложила элегантное решение этой проблемы, используя молекулу-модификатор, которая кардинально улучшает качество перовскитной пленки. Результаты их работы опубликованы в журнале Energy & Environmental Science (IF=31.0).

Проблема широкозонных перовскитов

Широкозонные перовскиты, содержащие смесь иодид- и бромид-анионов, часто получаются неоднородными при использовании экономичного двухстадийного метода осаждения из раствора. Ионы йода и брома распределяются неравномерно, а кристаллы растут слишком быстро, что приводит к образованию дефектов, пустот и внутренних напряжений в пленке. Это снижает не только эффективность преобразования света, но и долговечность устройства, что особенно критично для их коммерческого применения.

Бор-галогенные взаимодействия — ключ к созданию стабильных и эффективных перовскитных солнечных элементов

Молекулярный регулятор кристаллизации

Исследователи предложили добавлять в раствор неорганических предшественников (смесь иодида и бромида свинца) небольшое количество органического соединения — трис(пентафторфенил)борана (BCF). Эта молекула действует как многофункциональный регулятор, управляющий процессом кристаллизации за счет двух типов взаимодействий.

Во-первых, электронодефицитный атом бора в центре молекулы BCF прочно связывается с галогенид-ионами (йодом и бромом) с образованием комплексных анионов [BCF-I], [BCF-Br]. Это предотвращает миграцию анионов и подавляет образование йод-дефицитных и йод-обогащенных областей, обеспечивая равномерное распределение галогенид-анионов в объеме материала.

Во-вторых, атомы фтора в составе таких комплексных анионов образуют водородные связи с органическими катионами, такими как формамидиний и метиламмоний. Это замедляет реакцию между органической и неорганической составляющими перовскитной пленки, позволяя кристаллам перовскита расти медленнее и формировать более крупные и совершенные зерна.

В результате формируется плотная, однородная пленка с минимальным количеством дефектов и внутренних напряжений. Интересно, что в процессе кристаллизации молекулы BCF мигрируют к границам зерен и на поверхность пленки, где они подавляют образование дефектов, препятствуя миграции ионов и предотвращая деградацию материала под действием света.

Экспериментальное подтверждение и результаты

С помощью комплекса методов анализа, включая ИК-спектроскопию, ЯМР, РФЭС и теоретические расчеты, ученые подтвердили наличие обоих типов взаимодействий и предложили детальный механизм их влияния на кристаллизацию.

Внедрение этой добавки привело к впечатляющим результатам:

  • Широкозонные (1.68 эВ) перовскитные солнечные элементы продемонстрировали рекордный для двухстадийного метода КПД 23.49% (сертифицированный 22.73%) с высоким напряжением холостого хода 1.291 В.
  • Впервые широкозонный перовскит, полученный двухстадийным методом, был успешно интегрирован в монолитный тандемный элемент с текстурированным кремнием. Результат — КПД 31.12%, что является наивысшим показателем для тандемных элементов, изготовленных таким способом.
  • Однопереходные перовскитные фотоэлементы показали выдающуюся стабильность, сохранив более 90% начальной эффективности после 750 часов непрерывной работы. Тандемные элементы также показали высокую стабильность, сохранив более 90% начальной эффективности после 500 часов непрерывной работы.

Значение для будущего энергетики

Разработка экономичного и масштабируемого метода производства высокоэффективных тандемных элементов — ключевой шаг на пути к коммерциализации этой технологии. Тандемные перовскит-кремниевые элементы имеют теоретический предел эффективности около 45%, что значительно превышает возможности традиционных кремниевых панелей.

Предложенный подход демонстрирует, как глубокое понимание химических процессов на молекулярном уровне позволяет решить ключевые технологические проблемы. Стратегия использования BCF для контроля кристаллизации открывает путь к созданию не только высокоэффективных, но и стабильных перовскитных солнечных элементов, приближая новую эру в солнечной энергетике.

Shizi Luo,  Daxiong Liu,  Xiang Deng,   Zhuoneng Bi,  Shuguang Cao,  Tongjun Zheng, Liyao Xiong, Hao Li, Ning Li, Lavrenty G. Gutsev, Nikita A. Emelianov, Victoria V. Ozerova, Nikita A. Slesarenko, Alexander F. Shestakov, Sergey M. Aldoshin, Gennady L. Gutsev, Pavel A. Troshin, Bochuan Yang, Zhibo Zhaoc  and  Xueqing Xu // Boron–halide interactions for crystallization regulation of a 1.68 eV wide-bandgap perovskite prepared via a two-step method // Energy & Environmental Science, 2025, Q-1, IF=31.0

https://doi.org/10.1039/D5EE03984C

Сплав титан-железо для водородной энергетики: преодоление барьера активации

В поисках перспективных материалов для хранения водорода взгляды исследователей нередко обращаются к интерметаллическому соединению титана и железа. Его привлекательность понятна: он способен удерживать значительные объемы водорода, работает в комфортном для практики диапазоне температур и давлений, а его компоненты широко распространены. Однако за этой привлекательностью скрывается серьезный вызов, долгое время сдерживавший его широкое применение. Материал обладает капризным характером: его первое взаимодействие с водородом традиционно требует проведения активации в жестких условиях — многократных циклов нагрева в вакууме до температур 450–500 °C с посдедующей выдержкой под давлением водорода. Причина — необходимость разрушения тончайшего, но непроницаемого слоя оксидов, который мгновенно формируется на поверхности сплава под воздействием кислорода и блокирует доступ водорода в его структуру.

Международная группа ученых (Россия – ЮАР) предприняла систематическое исследование, чтобы «укротить» этот материал. Их работа была сосредоточена на двух направлениях: совершенствовании самого процесса создания сплава и разработке методов его последующей обработки, кардинально облегчающих начало работы с водородом.

Рождение сплава: роль раскислителя

Исследователи вышли за рамки стандартной дуговой плавки, обратившись к индукционной плавке в тиглях специального состава. Ключевым элементом новой методики стало введение в шихту мишметалла — смеси редкоземельных элементов, выполняющей роль мощного раскислителя.

Результаты превзошли ожидания. Присутствие мишметалла в три раза сократило концентрацию примеси кислорода в готовом материале. Рентгеноструктурный анализ наглядно показал, что в таких образцах резко возрастает доля целевой фазы TiFe, в то время как количество побочных, вредных для гидрирования фаз, таких как TiFe₂, сводится к минимуму.

Любопытный парадокс был обнаружен при сравнении разных стратегий плавки. Наилучшую готовность к поглощению водорода проявил не самый «чистый» с металлургической точки зрения сплав. Несмотря на то, что часть продуктов окисления редкоземельных элементов оставалась в слитке в виде включений, именно они сыграли ключевую роль. Эти рыхлые оксидные отложения, в отличие от плотной пленки окислов титана, не стали барьером. Напротив, они нарушили целостность поверхностного слоя, создав в нем своеобразные «шлюзы» для проникновения молекул водорода к активным центрам на поверхности частиц сплава.

Механохимическое преображение

Если первый этап задал хороший старт, то второй — механохимическая обработка — стал настоящим прорывом. Ученые подвергли полученные сплавы измельчению в шаровой мельнице непосредственно в атмосфере водорода. Этот процесс выполняет двойную работу: он не только дробит материал на мелкие частицы, но инициирует его гидрирование in situ.

Сплав, прошедший через такую обработку, кардинально менял свои свойства. Исчезала необходимость в изнурительных циклах высокотемпературной активации. Теперь для запуска процесса поглощения водорода оказывалось достаточно лишь кратковременной вакуумной откачки при комнатной температуре.

Следующим шагом стало нанесение каталитической «оболочки». В процессе измельчения в среду добавляли композитный материал — наночастицы никеля, закрепленные на графеноподобном носителе. Эта, казалось бы, незначительная модификация привела к впечатляющим результатам.

  • Эффективность: кинетика поглощения водорода возросла, а его емкость приблизилась к теоретическому пределу для данной структуры.
  • Устойчивость: наиболее поразительным свойством модифицированного материала стала его устойчивость к отравлению. После преднамеренного контакта с воздухом он, в отличие от своего немодифицированного аналога, сохранял способность к быстрому гидрированию после непродолжительного прогрева. Это указывает на то, что никель-графеновая добавка не только создает новые активные центры для диссоциации молекул водорода, но и, возможно, выполняет защитную функцию.

Представленное исследование предлагает целостный взгляд на проблему, демонстрируя, что путем разумного комбинирования металлургических и механохимических методик можно коренным образом изменить функциональные характеристики материала. Преодоление барьера сложной активации TiFe-сплавов открывает новые горизонты для их использования в создании экономичных и эффективных систем хранения водорода, что является критически важным шагом на пути к водородной экономике будущего.

В исследовании принимали участие научные сотрудники ФИЦ ПХФ и МХ РАН из Комплекса лабораторий водородного материаловедения: Б.П. Тарасов, М.В. Лотоцкий, П.В. Фурсиков, А.А. Арбузов и И.Д. Шамов, при поддержке Российского научного фонда (проект № 23-13-00418 «Новые подходы к разработке композитных материалов и систем хранения водорода на основе сплавов титана с железом»; https://rscf.ru/project/23-13-00418/).

B.P. Tarasov, P.V. Fursikov, A.A. Arbuzov, Shamov, S.A. Melnikov, V.V. Sanin, S.Y. Rachko, M.W. Davids, T.C. Martin, M.V. Lototskyy // Influence of preparation and processing routes on the activation and hydrogen sorption performance of hydrogen storage alloys based on TiFe intermetallic // Journal of Alloys and Compounds, IF=6.3

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2025.184886