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.
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