Acta Naturae

Непродуктивный сплайсинг – это посттранскрипционный механизм контроля экспрессии генов эукариот, при котором в результате регулируемого альтернативного сплайсинга в белоккодирующих транскриптах возникают преждевременные стоп-кодоны, что приводит к их деградации по пути нонсенс-опосредованного распада. Этот механизм особенно характерен для генов РНК-связывающих белков, которые контролируют уровни экспрессии друг друга и других генов с помощью множественных авто- и кросс-регуляторных каскадов. Нарушения непродуктивного сплайсинга приводят к развитию различных заболеваний, в том числе опухолей, и потенциально могут служить терапевтическими мишенями. В данном обзоре обсуждаются типы событий непродуктивного сплайсинга, механизмы авто- и кросс-регуляции, избегание нонсенс-опосредованного распада и проблемы идентификации непродуктивных изоформ. Приведены примеры нарушений непродуктивного сплайсинга при заболеваниях и терапевтические стратегии для их коррекции с помощью антисмысловых олигонуклеотидов и малых молекул.

Важной проблемой при поиске новых антибиотиков является «переоткрытие», то есть обнаружение уже известных молекул и тот факт, что на их фоне могут теряться новые молекулы с перспективными механизмами действия. Возможным решением этой проблемы может быть так называемый мишень-ориентированный поиск с использованием специальных репортерных микроорганизмов, сочетающих повышенную антибиотикочувствительность со способностью демонстрировать характер повреждающего действия изучаемых молекул. Использование подобных тест-организмов позволяет обнаружить новые интересные свойства даже у известных метаболитов. В данном исследовании использован метод высокопроизводительного скрининга на основе двойной репортерной системы pDualrep2, высокая чувствительность которой, обусловленная использованием модифицированных штаммов тест-организмов, сочетается с возможностью легко и точно выявлять механизмы взаимодействия вещества с бактериальной клеткой на первичных этапах скрининга. Эта репортерная система не имеет аналогов в России и существенно превосходит мировые аналоги. Ингибирование трансляции индуцирует экспрессию флуоресцентного белка Katushka2s, а повреждение ДНК – TurboRFP. При помощи pDualrep2 нами выделен и описан штамм Streptomyces phaeochromogenes БВ-204, продуцент описанного ранее биологически активного вещества К-1115А, антибиотическая активность которого и способность ингибировать бактериальную трансляцию впервые были продемонстрированы в нашей работе. Этот эффект подтвержден нами в in vitro системе бесклеточной трансляции мРНК FLuc. Антибактериальная активность вещества К-1115А проверена и подтверждена на клетках S. aureus (MRSA) и B. subtilis, а также сопоставлена с цитотоксичностью на клеточной линии HEK293. Определен терапевтический индекс данного соединения, составивший 2 и 8 соответственно. Полученные результаты и описанные нами новые свойства К-1115А открывают перспективы его дальнейшего изучения и позволяют рассматривать данное соединение как основу для получения полусинтетических производных с улучшенными терапевтическими свойствами и разработки в дальнейшем лекарственных форм.

Острый миелоидный лейкоз (ОМЛ) – злокачественное новообразование, которое характеризуется крайне низкой излечиваемостью и выживаемостью. Воспалительное микроокружение и индуцированное им созревание (дифференцировка) клеток ОМЛ способствует уклонению этих клеток от эффекторов противоопухолевого иммунитета. Один из ключевых молекулярных эффекторов иммунного надзора – цитокин TRAIL – рассматривается в качестве перспективной платформы для создания селективных противоопухолевых препаратов. Ранее в in vitro условиях воспалительного микроокружения – в трехмерной высокоплотной культуре клеток ОМЛ THP-1, нами было показано появление дифференцированных макрофагоподобных клонов ТНР-1ad, устойчивых к TRAIL-индуцированной гибели. В представленной работе в устойчивых к действию TRAIL макрофагоподобных клетках ОМЛ THP-1ad обнаружены конститутивная активация провоспалительных сигнальных путей, ассоциированных с ними транскрипционных факторов, и повышение экспрессии антиапоптотического гена BIRC3. Впервые с помощью биоинформатического анализа транскриптома выявлен основной регулятор – ген IL1B, связывающий провоспалительную активацию и формирование устойчивости к TRAIL у макрофагоподобных клеток ТНР-1ad.

Раccмотpены патологичеcкие процессы и состояния, которые возникают при экспериментальном моделировании на лабораторных животных термических ожогов II–IIIА степени и характеризуются наpушением cтpуктуpы кожных покровов, снижением их функции, в частности барьерной, а также повреждением таких производных кожи, как волосяные фолликулы и сальные железы. Сравнили действие липосом, изготовленных из соевого лецитина, содержащего 90% фосфатидилхолина, и липосом из лецитина, содержащего 26% фосфатидилхолина, на состояние эпидермиса, дермы и ее капилляров, волосяных фолликулов и сальных желез у лабораторных животных через 24 ч после экспериментального моделирования термических ожогов кожи II–IIIА степени. Обcуждаютcя особенности влияния липосом на кожу и ее производные в зависимости от содержания жирных кислот в лецитине, который используется для приготовления липосом обоих составов, в частности, от содержания в нем фосфатидилинозита, фосфатидных кислот, олеиновой и линолевой кислот.

Бензимидазол является фундаментальным фармакофором при создании лекарств из-за его широкого спектра биологической активности. Синтезированы новые АТ-специфичные флуоресцентные молекулы бисбензимидазола DB₂Py(n), содержащие пирролкарбоксамидный фрагмент антибиотика нетропсина. С использованием спектров поглощения, флуоресценции и кругового дихроизма показана способность бисбензимидазолпирролов к комплексообразованию с ДНК. Новая серия DB2Py(n) оказалась более токсичной на линиях опухолевых клеток человека и менее токсичной для неопухолевых клеток. Бисбензимидазолпирролы проникали в ядро клетки, воздействовали на фазу S-клеточного цикла, а также в низких концентрациях ингибировали эукариотическую топоизомеразу I в бесклеточной модели. Анализ пролиферации опухолевых клеток в режиме реального времени подтвердил усиление токсических свойств при димеризации бисбензимидазолпиррола. Согласно предварительным данным определения цитотоксичности бисбензимидазолпирролов на клеточной модели с фенотипом множественной лекарственной устойчивости мономерные соединения преодолевают множественную лекарственную устойчивость, в то время как димеризация молекулы приводит к снижению этого свойства до средних величин по сравнению с доксорубицином. Таким образом, новые цитотоксичные бисбензимидазолпиррольные структуры представляют интерес для дальнейшего глубокого изучения их свойств и механизма действия в отношении опухолевых клеток человека, а также для дизайна новых АТ-специфичных лигандов.

Mesenchymal stem cells (MSCs) possess a strong therapeutic potential in regenerative medicine. ELABELA (ELA) is a 32 amino acid peptide that binds to the apelin peptide jejunum receptor (APJ) to regulate cell proliferation and migration. The aim of this study was to investigate the function of ELA vis-a-vis the MSC proliferation and migration, and further explore the underlying mechanism. We demonstrated that the exogenous supplement of ELA boosts the proliferation and migration ability of MSCs, alongside improved in vitro cell viability. These capabilities were rendered moot upon APJ knockdown. In addition, ELA (5−20 µM) was shown to upregulate the expression of METTL3 in a concentration-dependent pattern, a capacity which was suppressed by APJ reduction, whereas the downregulation of METTL3 expression blocked the beneficial effects induced by ELA. ELA was also observed to upregulate the phosphorylation level of AKT. This ELA-induced activation of the PI3K/AKT pathway, however, is inhibited with knockdown of METTL3. Our data indicate that ELA could act as a promoter of MSC proliferation and migration in vitro through the APJ receptor, something which might be attributed to the activation of the METTL3/PI3K/AKT signaling pathway. Therefore, ELA is a candidate for optimizing MSC-based cell therapy, while METTL3 is a potential target for its promoting action on MSCs.