Том 11, № 2 (2019)

Биоразлагаемые и биосовместимые полимеры, полиоксиалканоаты, активно используются для изготовления различных медицинских изделий и лекарственных форм. В медицинской промышленности применяют полиоксиалканоаты, полученные химическим синтезом, но растет интерес и к природным полиоксиалканоатам, полученным биотехнологическим путем. Синтетические полиоксиалканоаты являются биомиметическими аналогами бактериального поли-3-оксибутирата и других природных полиоксиалканоатов. В обзоре рассмотрено наличие биологической активности у синтетических и природных полиоксиалканоатов (стимуляция пролиферации и дифференцировки клеток, регенерация тканей) и ее возможная связь с биологическими функциями поли-3-оксибутирата у бактерий и эукариот, в том числе у человека.

Возможность адресной доставки препаратов к определенным органам-мишеням, тканям и клеткам открыла невероятные перспективы для разработки новых способов терапии. Технология направленного транспорта нацелена на создание многофункциональных носителей, способных к длительной циркуляции в организме пациента и обладающих низкой токсичностью. Поверхность современных синтетических носителей обладает высоким структурным сходством с клеточной мембраной, что в сочетании с дополнительными модификациями способствует передаче и биологических свойств, позволяя эффективно преодолевать физиологические барьеры. Наряду с искусственными контейнерами все большее внимание уделяется исследованию внеклеточных везикул в качестве естественных переносчиков лекарственных средств. В обзоре рассмотрены системы направленного транспорта с помощью липидных и липидоподобных наночастиц, а также внеклеточных везикул, обладающих высоким уровнем биосовместимости. Особое внимание уделено генетически кодируемым переносчикам терапевтических средств.

Мы сравнили проявления фенилкетонурии (ФКУ) у двух гомозиготных носителей редкой мутации p.R155H - брата и сестры, детей одних и тех же родителей, получавших различное лечение. Такие пациенты представляют собой уникальную модель, позволяющую оценить как степень фенотипического проявления мутации, так и эффективность терапии. ФКУ, обусловленная мутациями с достаточной оста точной активностью фенилаланингидроксилазы, зачастую не выявляется, если диагноз основан исключительно на концентрации фенилаланина в крови. Подобная ошибка была допущена в случае одного из наших пациентов. Для уменьшения вероятности ошибок мы предлагаем использовать для диагностики более точные методы, например, масс-спектрометрический анализ метаболитов крови, эффективность которого показана в данной работе.

Септины - наименее изученный элемент цитоскелета, входят в состав консервативного, недавно открытого семейства GTP-связывающих белков. Септины экспрессируются нейронами и взаимодействуют с целым рядом белков, принимающих участие в процессах экзо-эндоцитоза синаптических везикул. Однако наши знания о роли септинов в механизмах синаптической передачи и пресинаптического везикулярного цикла недостаточны. В опытах на двигательных нервных окончаниях диафрагмы мыши с использованием внутриклеточного микроэлектродного отведения постсинаптических сигналов, флуоресцентной конфокальной микроскопии и красителя FM 1-43 исследованы процессы секреции медиатора и экзо-эндоцитоза синаптических везикул в условиях стимуляции полимеризации септинов форхлорфенуроном. Обнаружено, что аппликация форхлорфенурона приводит к усилению депрессии секреции медиатора в процессе дли тельного высокочастотного раздражения (20 и 50 имп/с). Раздражение двумя короткими высокочастотными пачками импульсов показало, что форхлорфенурон вызывает снижение скорости восполнения запаса готового к освобождению медиатора. На фоне действия форхлорфенурона в нервном окончании увеличивалось количество везикул, захвативших краситель во время эндоцитоза, замедлялся темп выброса флуоресцентного красителя в предварительно загруженных FM 1-43 нервных окончаниях при экзоцитозе. Сделано заключение, что стимуляция полимеризации септинов форхлорфенуроном приводит к замедлению рециклирования (повторного использования) синаптических везикул в двигательных нервных окончаниях, связанного с нарушением процессов везикулярного транспорта.

Исследована эффективность ингибирования ВИЧ-инфекции в индивидуальных пулах иммунных клеток - CD4+ Т-лимфоцитах, макрофагах, дендритных клетках - новым препаратом на основе гуминовых веществ. При воздействии нетоксичных концентраций препарата в каждой из этих популяций достигается почти полное (более 90%) ингибирование инфекции. Обнаруженный эффект показывает возможность защиты существенной части функционально значимых для иммунной системы клеток от истощения. Сравнительное изучение подавления инфекции в индивидуальных пулах позволило выявить различия в эффективности препарата в каждой из клеточных популяций. Наиболее чувствительной оказалась инфекция в макрофагах, зараженных вариантом R5 ВИЧ-1: 90 и 50% ингибирование инфекции наблюдалось в присутствии достаточно низких (1.4 и 0.35 мкг/мл) концентраций препарата. Для достижения такого же уровня ингибирования инфекции в дендритных клетках, зараженных тем же штаммом, требовались в 15-19 раз более высокие концентрации препарата. Эффективность препарата в CD4+ Т-лимфоцитах была достаточно близка к его эффективности в макрофагах. Препарат оказался универсально эффективным как в от ношении Т-, так и М-тропных вариантов ВИЧ-1.

Линкерный гистон H1 - один из основных ядерных белков, принимающих участие в структурно регуляторной организации хроматина. Ряд данных указывает на то, что посттрансляционные модификации H1 способны модулировать активность хроматина. С помощью масс-спектрометрии высокого разрешения (MALDI-FT-ICR-MS) мы обнаружили существенные различия в природе и положениях посттрансляционных модификаций в некоторых вариантах гистона H1 (H1.3-H1.5) из эмбриональных стволовых клеток и дифференцированных клеток - иммортализованных фибробластов линии NIH/3T3 и эмбриональных фибробластов (МЭФ). Так, метилирование K75 в вариантах H1.2-1.4, метилирование K108, K148, K151, K152 K154, K155, K160, K161, K179 и K185 в Н1.1, а также K168 в H1.2, фосфорилирование S129, T146, T149, S159, S163 и S180 в H1.1, T180 в H1.2 и T155 в H1.3 идентифицированы исключительно в эмбриональных стволовых клетках. Большинство сайтов ацетилирования вариантов H1.0 и H1.2 в эмбриональных стволовых клетках расположены в C-концевых доменах, известных своим участием в стабилизации конденсированного хроматина. Полученные данные могут послужить основой для дальнейших исследований, направленных на анализ функциональной значимости посттрансляционной модификации гистона H1 для процессов самообновления и дифференцировки плюрипотентных стволовых клеток.

Бактериофаг MS2 был использован для таргетной доставки индуктора апоптоза, Tl+, в ткань опухоли. Таргетная доставка обеспечивалась iRGD-пептидом, лигандом интегринов, локализуемых преимущественно на поверхности эндотелиоцитов новообразованной сосудистой сети в опухолевой ткани и некоторых опухолевых клетках. Синтезированный пептид конъюгировали с капсидными белками MS2. Ионы Tl+ из TlNO3 проникали внутрь частиц фага и прочно связывались с его РНК. Препараты MS2, модифицированного пептидом и наполненного Tl+, вызывали гибель культивируемых клеток двух типов рака молочной железы человека и некроз ксенографтов этих опухолей. Ни конъюгат бактериофага MS2 с пептидом без Tl+, ни заполненный Tl+ фаг без пептида, ни он же с неконъюгированным пептидом в растворе не вызывали таких эффектов. Препарат не проявлял острой токсичности в терапевтической дозе.