Том 12, № 3 (2020)
- Год: 2020
- Дата публикации: 27.10.2020
- Статей: 12
- URL: https://actanaturae.ru/2075-8251/issue/view/868
Обзоры
Эпителиально-мезенхимальный переход: злокачественная прогрессия и перспективы противоопухолевой терапии
Аннотация
Примерно 90% всех злокачественных опухолей имеют эпителиальную природу. Эпителиальная ткань характеризуется тесной связью клеток между собой и тесной связью клеток с базальной мембраной, определяющей их полярность. Эти связи строго определяют положение клеток в пространстве и, казалось бы, противоречат способности многих опухолей к метастазированию (основной критерий злокачественности опухоли). Однако именно диссеминация опухоли из первичного источника в жизненно важные органы является основной причиной смертности пациентов при онкологической патологии. В основе опухолевой диссеминации лежит так называемый эпителиально-мезенхимальный переход (ЭМП) – процесс, при котором эпителиальные клетки трансформируются в мезенхимальные, обладающие высокой подвижностью и способностью к миграции. Количество публикаций, освещающих роль ЭМП не только в процессах метастазирования, но и в других сторонах опухолевой прогрессии, растет с каждым годом, формируя активно расширяющуюся область научного интереса в онкологии. В обзоре рассмотрены последние данные о внутриклеточных и внеклеточных молекулярных механизмах, активирующих ЭМП, их роли в таких аспектах опухолевой прогрессии, как метастазирование, устойчивость к апоптозу и уход от иммунного надзора, которые ранее связывали исключительно с существованием так называемых стволовых опухолевых клеток. Подробно рассмотрены одобренные и перспективные для противоопухолевой терапии таргетные препараты, использующие в качестве мишени компоненты сигнальных путей ЭМП.
Надмолекулярная организация как фактор цитотоксичности рибонуклеаз
Аннотация
Одним из подходов к элиминации опухолевых клеток является направленная деструкция/модификация молекул их РНК, поэтому считается, что рибонуклеазы (РНКазы) обладают терапевтическим потенциалом, во многом еще не изученным. Предполагается, что биологические эффекты секретируемых РНКаз, а именно их противоопухолевые и противовирусные свойства, обусловлены каталитической активностью. Однако ряд современных данных опровергает исключительную роль ферментативной активности РНКаз в проявлении их селективной цитотоксичности по отношению к раковым клеткам. В настоящем обзоре мы анализируем современные данные о цитотоксических эффектах секретируемых РНКаз, проявляющихся без участия каталитической активности, и приводим доказательства того, что важнейшим фактором селективного апоптозиндуцирующего действия РНКаз является структурная организация ферментов, обуславливающая их взаимодействие с компонентами клетки. Приведенные доказательства в пользу приоритетной роли некаталитических взаимодействий РНКаз с раковыми клетками в проявлении избирательной цитотоксичности внесут вклад в разработку противоопухолевых препаратов на базе РНКаз.
Разработка методов антимикробной терапии, преодолевающих антибиотикорезистентность Acinetobacter baumannii
Аннотация
Распространение антибиотикорезистентности среди патогенных микроорганизмов представляет глобальную угрозу для здоровья человека. В 2017 году Всемирная организация здравоохранения опубликовала список из 12 приоритетных антибиотикоустойчивых патогенных бактерий, в отношении которых необходимо разработать новые эффективные антибиотики или новые способы лечения вызываемых ими инфекций. Один из таких патогенов – Acinetobacter baumannii, рассматриваемый в настоящем обзоре. Бактерия A. baumannii – один из самых часто выявляемых инфекционных агентов во всем мире, клинически значимыми особенностями которого являются устойчивость к обработке дезинфицирующими средствами и ультрафиолетом, высушиванию, а также резистентность к различным классам антибиотиков. В представленном обзоре описаны попытки преодоления лекарственной устойчивости A. baumannii без применения антибиотиков. Рассмотрен потенциал применения бактериофагов и антимикробных пептидов при инфекциях, вызванных A. baumannii как в планктонной, так и в биопленочной форме. Обсуждаются исследования в области разработки вакцин на основе белков внешней мембраны A. baumannii, применения наночастиц серебра, фотодинамической и хелатной терапии.
Инфекционные болезни растений: этиология, современное состояние, проблемы и перспективы защиты растений
Аннотация
За последние годы отмечено увеличение числа заболеваний, вызванных фитопатогенными бактериями, грибами и вирусами. Эти возбудители поражают растения на разных стадиях их роста и производства сельскохозяйственной продукции. В зависимости от погодных условий и фитосанитарного состояния посевов распространенность болезней может достигать 70–80% от всей популяции растений, а урожайность снижаться в ряде случаев на 80–98%. Растения обладают врожденным клеточным иммунитетом, однако специфичные фитопатогены способны его преодолевать. В представленном обзоре рассмотрены фитопатогены вирусной, грибной и бактериальной природы, а также современные концепции защиты растений, методы химического, биологического, агротехнического контроля и идентификации фитопатогенов.
Перспективные молекулярные мишени для фармакологической коррекции нейродегенеративных патологий
Аннотация
Создание лекарственных средств, эффективных при нейродегенеративных заболеваниях, сопряжено со множеством проблем, возникающих, в частности, при попытках воздействовать лишь на одну из причин патогенеза нейропатологий. С каждым годом все большие обороты набирает мультитаргетная терапия, основной принцип которой заключается в использовании препаратов, одновременно воздействующих на разные патологические звенья процесса нейродегенерации. Применение такой терапевтической стратегии предполагает не просто воздействие на симптомы, но и предотвращение развития патологических процессов, приводящих к нейродегенеративным заболеваниям и снижению когнитивных способностей. Наиболее общими и значимыми процессами в развитии нейродегенеративных заболеваний являются нейровоспаление и окислительный стресс, нарушение функционирования митохондрий, дисрегуляция экспрессии гистондеацетилаз и агрегация патогенных форм белка. В данном обзоре мы попытались сконцентрироваться на молекулярных механизмах перечисленных процессов и выделить основные мишени в каждом из них: активные формы кислорода, компоненты эндогенной системы антиоксидантной защиты клетки, триггеры нейровоспаления, металлопротеазы, гистондеацетилазы, α-синуклеин, тау-белки, нейромеланин, пресенилины и др. Рассмотренные процессы и молекулярные мишени могут служить отправной точкой при отборе соединений-лидеров, нацеленных на предотвращение или замедление развития нейродегенеративных заболеваний.
Молекулярные основы хеморецепции насекомых
Аннотация
Хеморецепция – способность воспринимать специфические химические стимулы – является одной из наиболее эволюционно древних форм взаимодействия живых организмов с окружающей средой. Хеморецепторные системы обнаружены у представителей всех царств, а у высших многоклеточных животных они, наравне с системами фото- и механорецепции, создают основу для функционирования пяти «традиционных» чувств. Насекомые выработали своеобразную и одну из наиболее сложно организованных систем хеморецепции, включающую не менее трех суперсемейств рецепторов, обеспечивающих восприятие запаха и вкуса, а также химическую коммуникацию этих животных. Исключительное разнообразие физиологически релевантных соединений в окружающей среде обусловило появление широкого репертуара хеморецепторов различной специфичности. Так, у насекомых они представлены несколькими структурно и функционально различающимися классами белков и кодируются сотнями генов. В настоящем обзоре мы даем краткую характеристику хеморецепторной системы насекомых, описывая основные группы рецепторов, ее формирующих, и останавливаясь на своеобразии архитектуры и механизмов функционирования этих молекул.
Цитокиновый профиль как маркер клеточного повреждения и иммунной дисфункции при травмах спинного мозга
Аннотация
Обобщены результаты экспериментальных исследований последних лет, посвященных изучению цитокинового профиля при травме спинного мозга. Проанализирована роль ведущих цитокинов в формировании клеточного ответа на травму. Рассмотрены данные иммунопатогенетических особенностей взаимодействия нервной и иммунной систем организма в остром и хроническом периодах после травмы. Показана целесообразность поэтапного подхода к оценке цитокинового профиля при травме спинного мозга, а также необходимость учета сочетания патогенетического и протективного компонентов в реализации регуляторных эффектов отдельных цитокинов, их интеграции в регенеративные процессы в поврежденном спинном мозге, что позволяет рационально подойти к организации лечебного процесса и разработке новых лекарственных препаратов.
Цианиновые красители, активируемые в ближнем инфракрасном диапазоне, как агенты для фототермической терапии и диагностики опухолевых новообразований
Аннотация
Инновационные методы лечения, включающие одновременную диагностику и терапию, особенно востребованы в современной онкомедицине. Развитие наномедицины предлагает новые решения, позволяющие повысить терапевтический индекс и минимизировать побочные эффекты. Так, разработка фотоактивируемых красителей, способных к трансформации энергии поглощенного света в излучение при более высоких длинах волн (флуоресценция) и в тепло, привела к возникновению фототераностики – направления, объединяющего биоимиджинг глубинных опухолей и метастазов с одновременным их устранением посредством термического воздействия. Создание активируемых ближним ИК-светом (700–900 нм) агентов для чувствительного флуоресцентного биоимиджинга и фототерапии является приоритетной задачей фототераностики, поскольку свет в ближнем ИК-диапазоне глубоко проникает в ткани и характеризуется низким уровнем автофлуоресценции. В настоящем обзоре рассмотрены красители, поглощающие свет в ближнем ИК-диапазоне, обсуждена перспективность их использования для фототермической терапии и диагностики онкологических заболеваний. Особое внимание уделено рассмотрению новых многофункциональных наноплатформ для фототераностики, позволяющих достичь синергического эффекта, сочетая фототермическую и/или фотодинамическую терапию с флуоресцентной, акустической и/или магнитно-резонансной визуализацией.
Экспериментальные статьи
Доклинические исследования иммуногенности, протективности и безопасности комбинированной векторной вакцины для профилактики ближневосточного респираторного синдрома
Аннотация
Ближневосточный респираторный синдром (БВРС) – это острое воспалительное заболевание дыхательной системы, возбудителем которого является коронавирус БВРС-КоВ. Летальность при БВРС составляет 34.5%. В связи с высокой летальностью, отсутствием терапевтических и профилактических средств и сохраняющейся угрозой распространения БВРС за пределы эндемичных районов разработка вакцинного препарата является актуальной задачей, а вакцинопрофилактика против БВРС позволит ограничить распространение БВРС и снизить летальность. Нами была разработана комбинированная векторная вакцина для профилактики БВРС на основе рекомбинантных аденовирусов человека 26 и 5 серотипа. Проведенные исследования иммуногенности показали, что вакцинация животных (мыши и приматы) позволяет сформировать мощный гуморальный иммунный ответ, который сохраняется на протяжении не менее 6 месяцев. Исследования клеточного иммунного ответа у мышей после вакцинации показали формирование выраженного специфического CD4+ и CD8+ ответа. По результатам исследования протективности вакцины на модели трансгенных мышей, несущих ген рецептора DPP4 человека, было показано, что вакцинация обеспечивает защиту 100% животных от летальной инфекции, вызванной вирусом БВРС-КоВ (MERS-CoV EMC/2012, 100 ЛД50/мышь). Проведенные исследования безопасности и переносимости разработанной вакцины у грызунов, кроликов и приматов показали хорошую переносимость вакцины у животных и не выявили противопоказаний для проведения клинических исследований.
GLAD-ПЦР-анализ сайтов метилирования ДНК в регуляторных областях генов-онкосупрессоров при раке желудка
Аннотация
На ранних стадиях канцерогенеза опухолевая ДНК подвергается аберрантному метилированию регуляторных областей ряда генов-онкосупресcоров по сайтам RCGY, служащих субстратом для ДНК-метилтрансферазы Dnmt3. Выявление аберрантно метилированных сайтов в ДНК различных опухолей считается первым шагом в создании эпигенетических ПЦР тест-систем для ранней диагностики онкозаболеваний. Ранее мы разработали метод GLAD-ПЦР, позволяющий определять сайт R(5mC)GY в конкретной позиции генома человека даже в условиях значительного избытка молекул ДНК с неметилированным сайтом RCGY в этой позиции. Цель настоящей работы состояла в определении аберрантно метилированных сайтов R(5mC)GY в регуляторных областях генов-онкосупрессоров (brinp1, bves, cacna2d3, cdh11, cpeb1, epha7, fgf2, galr1, gata4, hopx, hs3st2, irx1, lrrc3b, pcdh10, rprm, runx3, sfrp2, sox17, tcf21, tfpi2, wnt5a, zfp82 и znf331) в препаратах ДНК из тканей рака желудка с помощью GLAD-ПЦР-анализа. На образцах ДНК из операционного материала опухолей (n = 29) и морфологически неизмененных тканей (n = 25) показан высокий диагностический потенциал панели эпигенетических онкомаркеров рака желудка, состоящей из сайтов R(5mC)GY в регуляторных участках генов irx1, cacna2d3 и epha7: суммарные показатели чувствительности и специфичности составляют 96.6 и 100.0% соответственно.
Синтез и противовирусные свойства 1-замещенных 3-[ω-(4-оксохиназолин-3(4H)-ил)алкил]-производных урацила
Аннотация
С целью поиска новых противовирусных агентов осуществлен синтез серии производных урацила, содержащих в своем составе 4-оксохиназолиновый фрагмент, связанный с атомом азота N3 пиримидинового кольца коротким метиленовым мостиком. Показано, что некоторые соединения этого ряда проявляют высокую ингибиторную активность в отношении цитомегаловируса человека и вируса ветряной оспы опоясывающего лишая (varicella zoster virus) в культуре клеток HEL.
Identification of a novel substrate-derived spermine oxidase inhibitor
Аннотация
Homeostasis of the biogenic polyamines spermine (Spm) and spermidine (Spd), present in μM-mM concentrations in all eukaryotic cells, is precisely regulated by coordinated activities of the enzymes of polyamine synthesis, degradation, and transport, in order to sustain normal cell growth and viability. Spermine oxidase (SMOX) is the key and most recently discovered enzyme of polyamine metabolism that plays an essential role in regulating polyamine homeostasis by catalyzing the back-conversion of Spm to Spd. The development of many types of epithelial cancer is associated with inflammation, and disease-related inflammatory stimuli induce SMOX. MDL72527 is widely used in vitro and in vivo as an irreversible inhibitor of SMOX, but it is also potent towards N1-acetylpolyamine oxidase. Although SMOX has high substrate specificity, Spm analogues have not been systematically studied as enzyme inhibitors. Here we demonstrate that 1,12-diamino-2,11-bis(methylidene)-4,9-diazadodecane (2,11-Met2-Spm) has, under standard assay conditions, an IC50 value of 169 μM towards SMOX and is an interesting instrument and lead compound for studying polyamine catabolism.