Том 8, № 3 (2016)

В настоящее время трансплантация клеток пуповинной крови активно применяется в клинической практике, однако существенным ее недостатком является ограниченное количество гемопоэтических стволовых клеток и длительное время восстановления пациентов после трансплантации. Увеличить количество гемопоэтических стволовых и прогениторных клеток пуповинной крови можно путем экспансии ex vivo с использованием различных комбинаций цитокинов. Кроме этого, существуют методические подходы, обеспечивающие амплификацию клеток пуповинной крови ex vivo при взаимодействии с естественными для гемопоэтических клеток факторами микроокружения, в том числе со стромальным компонентом и тканевым содержанием кислорода. Развитие молекулярно-генетических методов анализа привело к расширению представлений о механизмах, опосредующих функционирование гемопоэтической ниши, что позволило разработать новые технологические приемы амплификации клеток пуповинной крови. С помощью таких подходов улучшен ряд важных клинических показателей восстановления кроветворения. Хорошие результаты получены при повышении эффективности трансплантации пуповинной крови путем создания оптимальных условий для хоминга и приживления клеток в костном мозге реципиента. В настоящем обзоре рассмотрены современные методические подходы, направленные на повышение эффективности применения гемопоэтических клеток пуповинной крови.

В настоящее время в мире насчитывается более 350 миллионов больных сахарным диабетом. По данным Всемирной организации здравоохранения в течение ближайших 20 лет этот показатель превысит 500 миллионов. Инсулинзависимый сахарный диабет, или сахарный диабет первого типа, - это эндокринное заболевание, вызванное аутоиммунной реакцией, разрушающей инсулинпродуцирующие β-клетки, расположенные в островках Лангерганса поджелудочной железы, что приводит к нехватке инсулина. Наиболее доступным видом терапии при сахарном диабете остается введение экзогенного инсулина. Это помогает регулировать уровень глюкозы в крови и существенно увеличивает ожидаемую продолжительность жизни пациентов. Однако остаются долгосрочные осложнения, связанные с системным характером болезни и ее влиянием на все виды обмена веществ. Избежать этих осложнений можно при помощи методов, способных обеспечить лучший контроль над уровнем глюкозы в крови. В настоящий момент усилия регенеративной медицины направлены на поиск именно такого метода лечения. В данном обзоре рассмотрена классическая методика трансплантации донорских островков Лангерганса. Описаны также такие новые перспективные методы, как использование плюрипотентных стволовых и коммитированных клеток и клеточное репрограммирование. Обсуждаются молекулярно-генетические механизмы панкреатической дифференцировки. Большое внимание уделяется методам доставки трансплантатов и материалам, используемым для их создания.

Преэклампсия (ПЭ) - мультисистемное патологическое состояние, клинически проявляющееся после 20-й недели беременности и характеризующееся высокой частотой материнской и перинатальной заболеваемости и смертности. Согласно современным представлениям основным патогенетическим фактором развития ПЭ является нарушение инвазии трофобласта в спиральные артерии матери, что ведет к развитию ишемии в тканях плаценты. Ишемические повреждения инициируют развитие системного воспалительного ответа (СВО) и эндотелиальной дисфункции, основных причин развития полиорганной недостаточности при ПЭ. Опубликованы единичные данные о значении гликанов, формирующих эндотелиальный гликокаликс и внеклеточный матрикс (ВКМ), для морфогенеза плаценты, а также их роли в регуляции сосудистой проницаемости и тонуса сосудов при гипертензивных расстройствах и ПЭ в частности. Поскольку интактный гликокаликс и ВКМ считаются основными факторами, обеспечивающими физиологический тонус сосудов и адекватные межклеточные взаимодействия, то их значение в патогенезе ПЭ явно недооценено. В настоящем обзоре в качестве ключевого гликана, обеспечивающего организацию и стабилизацию структуры ВКМ и гликокаликса, рассмотрена гиалуроновая кислота (ГК), ее распределение в ткани при патологии плаценты и в норме. Обсуждается также регуляторная роль ГК разной молекулярной массы в различных физиологических и патофизиологических процессах. Обобщение существующих данных позволит расширить представление о патогенезе ПЭ, акцентируя внимание на гликопатологии.

Получение новых полиоксиалканоатов (ПОА) - биоразлагаемых полимеров биомедицинского на- значения и биоматериалов на их основе - перспективное направление современной биоинженерии. Изучена способность эффективного штамма-продуцента Azotobacter chroococcum 7Б синтезировать не только гомополимер поли-3-оксибутирата (ПОБ) и его основной сополимер поли-3-оксибутират-со-3-оксивалерат (ПОБВ), но и новый сополимер поли-3-оксибутират-со-3-окси-4-метилвалерат (ПОБ4МВ). Для биосинтеза сополимеров ПОБ мы использовали карбоновые кислоты в качестве дополнительных источников углерода и предшественников мономеров в цепи синтезируемых сополимеров. Определены основные параметры биосинтеза полимеров: урожай биомассы штамма-продуцента, продукция полимера, молекулярная масса и мономерный состав синтезируемых полимеров, а также морфология клеток A. chroococcum 7Б. Физико-химические свойства полученных полимеров определены с использованием спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР), дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК), измерения контактного угла смачивания и др. Рост клеток на полученных полимерах in vitro оценен с использованием стромальных клеток (СК), выделенных из костного мозга крыс, и теста анализа жизнеспособности клеток ХТТ. Синтез нового сополимера ПОБ4МВ показан путем определения его химического состава методом спектроскопии ЯМР - добавление в культуральную среду 4-метилвалериановой кислоты приводило к включению в полимерную цепь ПОБ мономеров 3-окси-4-метилвалерата (3О4МВ) (0.6 мол. %). Несмотря на малое молярное содержание 3О4МВ в составе сополимера, его физико-химические свойства значительно отличались от свойств гомополимера ПОБ: имел сниженную степень кристалличности и повышенный контактный угол смачивания, т.е. по своим физико-химическим свойствам сополимер ПОБ4МВ с содержанием 3О4МВ всего 0.6 мол. % соответствовал сополимеру ПОБВ с молярным содержанием от 2.5 до 7.8%. Рост СК, определенный по тесту ХТТ, на полученном сополимере ПОБ4МВ in vitro не отличался статистически от их роста на полимерах ПОБ и ПОБВ, что позволяет использовать его в биомедицинских разработках и исследованиях.

Многие транскрипционные факторы с мотивами цинковых пальцев типа С2Н2 содержат на N-конце характерный домен, названный ZAD (Zinc-finger Associated Domain), в котором четыре остатка цистеина координируют ион цинка. Показано, что некоторые ZAD-домены обладают способностью к гомодимеризации. Однако функциональная роль этого домена остается почти неизученной. Нами показано, что точечная мутация в ZAD-домене инсуляторного белка Zw5 нарушает его ядерную локализацию, не влияя на способность к димеризации. Установлено также, что ZAD-домены необходимы для ядерной локализации белков Pita и Grau. Таким образом, одна из функций ZAD-домена состоит в регуляции ядерной локализации транскрипционных факторов.

Исследование направлено на изучение эндокринной функции мозга в процессе развития организма. Ранее в нашей лаборатории было показано, что источником дофамина в общей системе циркуляции у крыс до формирования гематоэнцефалического барьера является головной мозг. В представленной работе получены прямые доказательства того, что дофамин, секретируемый мозгом непосредственно в общую систему циркуляции в этот период онтогенеза, ингибирует секрецию пролактина лактотрофами гипофиза. Полученные результаты создают основу для принципиально нового понимания роли мозга в нейроэндокринной регуляции развития и функционирования периферических органов-мишеней, в данном случае - гипофиза.

Инфицирование вирусом гепатита С (ВГС) вызывает хроническое заболевание печени, которое сопровождается развитием различных патологий и метаболических нарушений. Одним из механизмов па- тогенеза ВГС считается возникновение в инфицированных клетках окислительного стресса, вызываемого белками вирусного капсида и NS5A. Оба белка активируют систему защиты клетки от окислительного стресса, регулируемую фактором транскрипции Nrf2. В настоящей работе установлено, что данная активация опосредована доменом 1 белка NS5A и двумя фрагментами белка капсида. Показано, что активация фактора Nrf2 каждым белком осуществляется с использованием двух механизмов, один из которых опосредован активными формами кислорода (АФК) и протеинкиназой С, а второй - АФК-независимой активацией казеинкиназы 2 и фосфоинозитид-3-киназы. АФК-зависимый механизм стимулировался фрагментом 37-191 а.о. белка капсида, а АФК-независимый - фрагментом 1-36 а.о., что впервые показало независимость двух механизмов активации фактора Nrf2. Кроме того, сделан вывод о том, что внутриклеточная локализация белков ВГС и различия в их биологических свойствах не играют роли в регуляции системы защиты клетки от окислительного стресса.

Антимикробные пептиды (АМП) нейтрофилов играют важную роль в осуществлении защитных функций организма человека и животных. Из лейкоцитов домашней козы Capra hircus нами выделены два пептида (средние молекулярные массы 2895.5 и 2739.3 Да), обладающие высокой антимикробной активностью и представляющие собой N-концевые фрагменты (1-22 и 1-21) пролин-богатого пептида бактенецина 7.5 козы, структура гена которого представлена в базах данных, но соответствующий белковый продукт до настоящего времени не был выделен. Полученные АМП названы минибактенецинами (miniChBac7.5Nα и mini-ChBac7.5Nβ) по аналогии с описанным ранее С-концевым фрагментом бактенецина 7.5, выделенным из лейкоцитов овцы [Anderson, Yu, 2003]. Мини-бактенецины козы в концентрации 0.5-4 мкМ проявляют высокую антимикробную активность в отношении грамотрицательных бактерий, включая устойчивые к ряду применяемых в медицине антибиотиков штаммы Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella spp., Acinetobacter baumannii, а также некоторых штаммов грамположительных бактерий (Listeria monocytogenes EGD, Micrococcus luteus). Исследуемые пептиды, как и большинство пролин-богатых АМП, оказывают антимикробное действие без существенного повреждения бактериальных мембран, обладают липополисахарид-связывающей активностью. Минибактенецины не токсичны по отношению к культивируемым клеткам человека, что дает основание рассматривать их как перспективные прототипы новых антибактериальных терапевтических препаратов. Обнаружение высокоактивных фрагментов антимикробного пептида в нейтрофилах козы свидетельствует в пользу гипотезы о том, что фрагментация АМП кателицидинового семейства важна для образования функционально активных молекул, в ряде случаев более активных, чем полноразмерные пептиды, и может играть значимую роль в антиинфекционной защите.