Пресс-центр / новости / Наука /

Сотрудники ИБХ РАН рассказали о биомембранах в контексте возрастных заболеваний

Сотрудники Института биоорганической химии РАН приняли участие в международной конференции «Биомембраны-2016: механизмы старения и возрастных заболеваний», которая состоялась в МФТИ с 26 по 30 сентября 2016 года. Ведущие специалисты в области исследования биологических мембран обсудили свежие исследования мембранных белков и их влияния на развитие болезней Альцгеймера, Паркинсона, диабета, рака, инфаркта, которые относят к заболеваниям позднего возраста.

МФТИ, Тирозинкиназные рецепторы, нейродегенеративные заболевания, доставка лекарств, оптогенетика, конференция, биомембраны

Пользователь

Биологические мембраны играют ключевую роль во многих процессах организма, таких, как преобразование энергии, передача межклеточных сигналов, контроль продолжительности жизни и развитие многих заболеваний. Дисфункция мембранных белков часто приводит к появлению болезней Альцгеймера и Паркинсона, рака, инфаркта и других заболеваний. Вопросы исследования мембран и мембранных белков в своих выступлениях подняли первопроходцы в этой области Раймонд Стивенс (Raymond Stevens) и Вадим Черезов, основатель оптогенетики Эрнст Бамберг (Ernst Bamberg), Норберт Дэнчер (Norbert Dencher), Рауль Гайнетдинов и другие известные учёные.

– Исследования показывают, что изменения биомембран и соответствующие им изменения в биоэнергетике клетки могут быть триггером тяжелых нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, и наоборот, а не внеклеточные Aß-амилоидные бляшки, как принято считать сегодня, – рассказал Норберт Дэнчер, директор Института биохимии университета Дармштадт (Германия), во время конференции. – Однако, и это очень важно, знаний о событиях в митохондриях при токсическом воздействии и о прогрессировании болезней по-прежнему недостаточно. Неудивительно, что это привлекает внимание учёных, ведь осталось много вопросов на молекулярном уровне, на которые стоит ответить.

На конференции выступили сотрудники Института биоорганической химии РАН: Эдуард Бочаров, Ольга Бочарова и Константин Минеев из Лаборатории биомолекулярной ЯМР-спектроскопии, а также Роман Ефремов и Антон Чугунов из Лаборатории моделирования биомолекулярных систем.

– Тирозинкиназные рецепторы играют важную роль в регуляции развития, делении, пролиферации, дифференцировке и апоптозе клеток, – говорит Эдуард Бочаров, выступивший на конференции с докладом “‘Hot Spots’ for Pathogenic Gain-of-Function Mutations in RTK Transmembrane Domains”. – Изучив механизм активации этих рецепторов, мы сможем научиться управлять ими и контролировать рост и деление клеток, которое приводит к развитию рака. Спираль-спиральное взаимодействие трансмембранных доменов (частей – Прим.) этих рецепторов важно и для передачи межклеточных сигналов, а разрушение или усиление такого взаимодействия может привести к возникновению не только онкологических, но и нейродегенеративных, иммунных и сердечно-сосудистых заболеваний. Поэтому необходимо искать патогенные трансмембранные мутации в «горячих точках» – узких областях доменов тирозинкиназ, – которые на данный момент уже найдены нами совместно с зарубежными коллегами  в рецепторе эпидермального фактора роста и факторе роста фибробластов. Действие данных мутаций на молекулярном уровне  можно объяснить, опираясь на предложенную нами гипотезу липид-белок опосредованного механизма передачи сигнала рецепторными тирозинкиназами.

Кроме того, сотрудники ИБХ РАН приняли участие в стендовой части конференции, активно участвуя в обсуждениях поднимаемых тем. В частности, свои исследования представляла Лаборатория молекулярной иммунологии, Лаборатория химии липидов, Лаборатория моделирования биомолекулярных систем, Лаборатория биомолекулярной ЯМР-спектроскопии, Лаборатория биофотоники, Лаборатория оптической микроскопии и спектроскопии биомолекул, Группа нанобиоинженерии, рабочие группы Екатерины Люкмановой и Всеволода Белоусова.

– Проблема старения очень остро стоит перед нашим обществом, а значит, учёные должны придумывать новые способы борьбы с ним и углублять свое понимание этого сложного и комплексного явления. На конференции мы представили свою работу о создании липосомальной системы доставки метотрексата – лекарства, которое широко применяется в клинике для лечения рака и хронических воспалительных процессов, таких как ревматоидный артрит, – рассказывает о своём исследовании Анна Алексеева, младший научный сотрудник Лаборатории химии липидов ИБХ РАН. – У нас есть данные об активности нашей системы в лечении рака на мышах и детальное изучение механизмов взаимодействия липосом с опухолевыми клетками. Мы достаточно оптимистично смотрим на перспективу выхода такого препарата на рынок. Для нас особенно важно было услышать мнение участников конференции о нашей разработке и перспективности её использования для лечения такого возрастного заболевания, как ревматоидный артрит. Мы получили положительные отзывы, теперь нам предстоит ещё очень многое сделать, прежде чем липосомы с метотрексатом станут альтернативой лечению артрита у пациентов с ослабленным иммунитетом.

Инициатором проведения конференции стал недавно образованный в МФТИ Центр исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний, одну из лабораторий которого возглавляет Владимир Чупин, ранее работавший в Лаборатории биомолекулярной ЯМР-спектроскопии ИБХ РАН.

– Сейчас лаборатории Центра в МФТИ тесно сотрудничают с Лабораторией инженерии белка ИБХ по направлению «оптогенетика», – рассказывает Владимир Чупин. – Наша задача – создать и охарактеризовать новые оптогенетические инструменты на основе родопсинов, которые позволят исследовать передачу нервных импульсов в отдельных нейронах, в препаратах тканей нейронов и в искусственных нейрональных сетях, в том числе моделирующих патологические состояния. Это позволит изучить патологии, связанные с передачей нервных импульсов, на молекулярном уровне, такие, как болезнь Паркинсона, эпилепсия, наркотическая зависимость и другие. Таким образом, совместные разработки призваны внести существенный вклад в решение проблемы направленной модуляции нейронной активности с помощью облучения нейронов или их участков светом. В перспективе мы планируем создать новые инструменты избирательной модуляции нейронов для лечения нейродегенеративных заболеваний.

Конференция «Биомембраны» проводится во второй раз. Её основная цель – информирование российского научного сообщества и обсуждение последних достижений современной интегрированной структурной биологии биомембран и мембранных белков, теоретической биофизики мембранных систем и их компьютерного моделирования. Особый акцент делается на консолидацию международных научных усилий в области исследования роли биомембран и мембранных белков в процессах старения и молекулярных механизмах возрастных заболеваний (рак, нейродегенеративные и сердечно-сосудистые заболевания).

Фото: пресс-служба МФТИ

5 октября 2016 года