Том 12, № 2 (2020)

Как показали недавние исследования, микробиом играет важную роль и в поддержании здорового состояния кишечника человека, и при развитии патологических процессов. В последнее десятилетие отмечено повышение интереса к изучению состава метаболитов фекалий, вызванное, главным образом, возможностью использования метаболомных данных в диагностике заболеваний человека. О метаболитах фекалий известно существенно меньше, чем о метаболитах сыворотки крови, мочи, слюны и цереброспинальной жидкости. Несмотря на инструментальные и методологические достижения метаболомного анализа в целом, анализ фекального метаболома развит существенно хуже главным образом из-за негомогенности состава и отсутствия стандартизированных методов сбора, подготовки и непосредственного анализа образцов. В нашем обзоре суммирована информация о методах изучения метаболитов фекалий, описаны их группы, а также оценен потенциал их использования в диагностике заболеваний желудочно-кишечного тракта.

Гетерологические метаболические пути представляют собой цепочки биохимических превращений, происходящие в организме после введения в него чужеродных генов. Перенос гетерологических метаболических путей в модельные организмы является одной из основных стратегий получения важных вторичных метаболитов, но, к сожалению, в большинстве случаев простого введения генов гетерологического пути недостаточно для их успешной экспрессии. Зачастую для достижения высокого выхода продукта необходимы обширные изменения в работе гетерологических генов и соответствующих ферментов. В данном обзоре мы рассмотрим основные технологии введения гетерологических путей и подробнее остановимся на основных возникающих при этом проблемах и стратегиях их преодоления.

В обзоре представлены сведения о немоторных периферических проявлениях болезни Паркинсона (БП), связанных с развитием патологического процесса в зрительном анализаторе и вспомогательном аппарате глаза. Взаимосвязь между нейродегенеративными процессами в мозге и глазу открывает новую перспективу использования офтальмологического профилактического обследования для выявления БП до появления характерных нарушений двигательной функции. Это позволит вместо заместительной терапии с использованием агонистов дофамина проводить нейропротекторную терапию, останавливающую или, по крайней мере, замедляющую гибель нейронов. Одним из важных результатов исследования глаза при БП может быть идентификация новых доступных для неинвазивного анализа периферических биомаркеров в виде изменения состава слезной жидкости.

Вульгарная пузырчатка – тяжелый аутоиммунный дерматоз, в развитии которого патогенетически значимую роль играют IgG-антитела к структурным компонентам десмосом – десмоглеинам 3 и 1 типов. Базисными препаратами, используемыми в терапии пузырчатки, являются системные глюкокортикостероиды, длительное применение которых приводит к развитию тяжелых осложнений. При стероидорезистентных, тяжелых формах пузырчатки используются адъювантные, в том числе экстракорпоральные, методы терапии. Наиболее эффективным и безопасным из методов экстракорпоральной терапии считается иммуносорбция, основанная на удалении аутоантител из крови больных с помощью иммуносорбентов. Существующие в настоящее время иммуносорбенты не обладают селективностью, их использование увеличивает риск развития инфекционных заболеваний, в связи с чем актуальным представляется создание сорбентов, селективно элиминирующих антитела к десмоглеину 3 типа (Dsg3) из сыворотки крови пациентов с пузырчаткой. Для селективного удаления аутоантител из сыворотки крови больных вульгарной пузырчаткой нами разработан иммуносорбент на основе агарозной матрицы Affigel 15 и рекомбинантного десмоглеина 3 типа человека в качестве лиганда. В экспериментах in vivо (на мышах линии Balb/c, в качестве модели пузырчатки) и in vitrо показано, что созданный иммуносорбент способен направленно элиминировать аутоантитела класса G к десмоглеину 3 типа. Полученные результаты позволяют заключить, что синтезированный селективный иммуносорбент Affigel 15–Dsg3 обладает совокупностью свойств, предопределяющих перспективность разработки твердофазных матриц и их применения в терапии больных вульгарной пузырчаткой.

Апуриновая/апиримидиновая эндонуклеаза человека APE1 – один из участников системы эксцизионной репарации оснований ДНК. Основной биологической функцией APE1 считается гидролиз фосфодиэфирной связи с 5′-стороны от АР-сайтов. Как показано недавно, APE1 выступает в качестве эндорибонуклеазы, которая может расщеплять мРНК и тем самым контролировать уровень определенных транскриптов. APE1 расщепляет преимущественно динуклеотиды CA, UA и UG в РНК. В настоящей работе проведен сравнительный анализ эффективности расщепления модельных РНК-субстратов, представляющих собой короткие шпилечные структуры, в которых варьировали размер петли, а также местоположение динуклеотидной последовательности пиримидин–пурин. Выявлено влияние различных ионов двухвалентных металлов и pH на протекание эндорибонуклеазной реакции. Показано, что сайт-специфический гидролиз модельных РНК-субстратов зависит от пространственной структуры субстрата. Кроме того, расщепление РНК происходит в отсутствие ионов двухвалентных металлов, что свидетельствует об изменении каталитического механизма, установленного для реакции гидролиза ДНК-субстратов.

Cоздание и исследование новых средств, способных избирательно и эффективно уничтожать опухолевые клетки, сверхэкспрессирующие рецептор эпидермального фактора роста ErbB2, представляют актуальную задачу. За последнее время возрос интерес к использованию интерферонов типа I в терапии онкологических заболеваний. Цитокиновая терапия направлена на активацию клеток иммунной системы для борьбы с опухолями. Однако применение цитокиновой терапии сдерживается ее побочными эффектами, тяжесть которых варьирует в зависимости от дозы и типа используемого цитокина. Поэтому изучается возможность уменьшения системного действия интерферона-β, применяемого в терапии опухолей. Мы разрабатываем иммуноцитокиновый комплекс биспецифического антитела к ErbB2 и рекомбинантного интерферона-β, который позволит избежать системного действия этого цитокина. С этой целью нами созданы полноразмерные антитела, связывающие, с одной стороны, ErbB2, а с другой – связывающие и нейтрализующие интерферон-β, что позволяет рассматривать их как средство доставки цитокина к опухолевым клеткам.

Применение ингибиторов тирозинкиназ позволило добиться существенного успеха в терапии хронической миелогенной лейкемии, однако поиск новых мишеней для терапии этого заболевания по-прежнему остается актуальной задачей. Известно, что в линии клеток К562 хронической миелогенной лейкемии человека экспрессируются протон-управляемые ионные каналы ASIC1, которые являются молекулярной мишенью трехпетельных токсинов из яда черной мамбы (Dendroaspis polylepis) – мамбалгинов. Мамбалгины эффективно ингибируют гомо- и гетеромерные рецепторы, содержащие субъединицу ASIC1a, однако возможность их использования в качестве противоопухолевых агентов ранее не исследовалась. С помощью метода патч-кламп нами впервые обнаружена активация протон-управляемых ионных каналов ASIC1a в клетках К562 в ответ на снижение внеклеточного рН. Показано, что рекомбинантный мамбалгин-2 ингибирует активность ASIC1a и тормозит пролиферацию клеток К562 с полумаксимальной эффективной концентрацией ЕС₅₀ ~ 0.2 мкМ. Максимальный ингибирующий эффект мамбалгина-2 достигается после 72-часовой инкубации с клетками и при достижении рН клеточной среды ~ 6.6. В клетках К562 мамбалгин-2 вызывает арест клеточного цикла в фазе G1 и снижает фосфорилирование регуляторов фазы G1 клеточного цикла – циклина D1 и циклинзависимой киназы CDK4, не влияя на активацию киназы CDK6. Полученные результаты свидетельствуют о возможности создания на основе мамбалгина-2 новых противолейкозных препаратов.