Биохимия

В данной работе обобщен опыт исследований, проведенных на оригинальных мышиных моделях, разработанных в лаборатории механизмов регуляции иммунитета НИИ канцерогенеза ФГБУ «НМИЦ онкологии имени Н.Н. Блохина» Минздрава России. Трансгенез индивидуальных α- и β-цепей Т-клеточных рецепторов (TCR) клеток памяти привел к получению линий животных, ценных для исследований гомеостаза Т-лимфоцитов и закономерностей формирования профиля их активационных маркеров. Исследование трансгенных моделей выявило новые особенности иммунной селекции и прогрессии опухолей. С их помощью подтверждено фундаментальное свойство ряда TCR, получившее название «цепецентричность», которое заключается в доминировании одной из цепей TCR в ходе распознавания комплекса MHC (главный комплекс гистосовместимости)/пептид. Это свойство дает возможность искусственно сформировать значительный пул иммунокомпетентных Т-клеток, что может быть использовано для адоптивной иммунотерапии онкологических и инфекционных заболеваний. Трансгенез доминантно-активных α-цепей TCR открывает перспективы создания организмов с врожденной специфической иммунологической устойчивостью к тем или иным патогенам. Результаты работ последних лет свидетельствуют о том, что TCR, определяя взаимоотношения Т-лимфоцита с его MHC-микроокружением, обладает инструктивной ролью в формировании его функций и фенотипа. Одной из таких функций может являться продукция циклофилина А кортизонрезистентными клетками памяти, локализованными в тимусе. Накапливаются данные о том, что экспрессия TCR с определенной структурой и специфичностью является достаточным условием для формирования у Т-клетки функционального потенциала клеток памяти вне зависимости от истории ее взаимодействия с антигенными MHC/пептидными комплексами.

Неклассическая популяция лимфоцитов Th17, поляризованных в направлении Th1 (Th17.1/ex-Th17), находится в настоящее время в фокусе внимания исследователей. Обладая уникальным провоспалительным потенциалом и способностью преодолевать гистогематические барьеры, эти клетки играют ключевую роль в патогенезе многих воспалительных заболеваний, в первую очередь аутоиммунных: они превалируют в очагах аутоиммунного поражения и рассматриваются как перспективная терапевтическая мишень при данных патологиях. В то же время недавними исследованиями показана другая отличительная особенность Th1-поляризованных Th17 – избирательная резистентность к глюкокортикоидам. А поскольку глюкокортикоиды являются препаратами первой линии в лечении обострений при аутоиммунных заболеваниях, понимание причин возникновения этого феномена принципиально важно для прогнозирования ответа пациентов на терапию и для повышения эффективности такой терапии. В настоящей работе анализируются механизмы формирования лекарственной резистентности клеток Th17, поляризованных в направлении Th1, проводится их сопоставление с аналогичными процессами в непатогенных классических Th17, обсуждается роль такой резистентности в ответе организма на терапию с использованием глюкокортикоидов.

Прямое нейрональное репрограммирование (трансдифференцировка) in situ глиальных клеток – астроцитов и микроглии – получило мощный импульс к развитию в качестве потенциального регенеративного подхода при терапии целого ряда заболеваний и травм ЦНС. Нервная система высших млекопитающих обладает ограниченной способностью к восстановлению; тяжелые травмы ЦНС или нейродегенеративные процессы способны серьезно повлиять на качество жизни пациентов, приводя к инвалидизации вследствие необратимых двигательных и когнитивных нарушений. Восстановление утраченных нейронов in situ, основанное на прямом репрограммировании глиальных клеток нервной системы без промежуточной стадии плюрипотентности, представляется наиболее привлекательным с точки зрения медицинской трансляции подходом. Способность астроглии интенсивно пролиферировать в ответ на повреждения нервной ткани выделяет этот тип эндогенных и близких по происхождению к нейронам клеток как хороших кандидатов для трансдифференцировки в нейроны, тем более что разными авторами in vitro и in vivo уже показана возможность нейронального прямого репрограммирования астроцитов. В качестве потенциальной терапевтической стратегии уже зарекомендовало себя применение сверхэкспрессии пронейрональных транскрипционных факторов (ТФ), таких как NeuroD1–4, NeuroG2, Ascl1, Dlx2, в том числе факторов-пионеров, способных распознавать целевые последовательности в «закрытом» хроматине и активировать транскрипцию «молчащих» генов. Применяется также блокирование действия ТФ PTB и REST (RE1-Silencing Transcription factor) c помощью микроРНК, дополнительное воздействие с помощью малых молекул или различных биоматериалов. Однако эффективность прямого репрограммирования in situ ограничивается целым рядом факторов, в числе которых специфичность используемых систем доставки трансгена в клетку, специфичность и активность применяемых промоторов, область мозга, в которой происходит трансдифференцировка, факторы, влияющие на перестройку клеточного метаболизма, влияние микроокружения и т.д. Для оценки репрограммирования in situ, где присутствует большое количество типов клеток, требуется мониторинг и точная фенотипическая характеризация субпопуляций клеток, проходящих трансдифференцировку, подтверждающая факт репрограммирования астроглии в нейроны и их последующую интеграцию в ЦНС. В обзоре рассмотрены и обобщены наиболее эффективные стратегии нейронального репрограммирования, способы визуализации процесса трансдифференцировки, а также акцентировано внимание на существующих препятствиях для эффективной нейрональной конверсии и возможных подходах для их преодоления.

Процесс возникновения эпилептогенного очага у пациентов, перенёсших острое церебральное поражение, трудно поддаётся прогнозу. В нашей работе описана и изучена возможность применения микроРНК в качестве биомаркеров эпилептогенеза. Целью работы являлась оценка экспрессии hsa-miR-134-5p, hsa-miR-155-5p и hsa-miR-122-5p у различных групп пациентов. Было проведено количественное сравнение относительной экспрессии исследуемых микроРНК в плазме крови у трёх групп пациентов: I группа – височная эпилепсия; II группа – пациенты, перенёсшие острые церебральные поражения в острой фазе; III группа – контрольная. Исследование показало повышенную экспрессию hsa-miR-134-5p у пациентов с височной эпилепсией, что подтверждает литературные данные о её вовлечённости в механизмы эпилептогенеза. Экспрессия hsa-miR-155-5p была повышена у пациентов с острым церебральным поражением в сравнении с другими группами, данные свидетельствуют о её вовлечённости в механизмы воспаления, что опосредованно может влиять на возникновение эпилепсии. Hsa-miR-122-5p гиперэкспрессированы у двух исследованных групп, однако в группе пациентов с острыми церебральными поражениями показатели были выше. Полученные результаты позволяют предложить hsa-miR-122-5p в качестве потенциального биомаркера эпилептогенеза.

Болезнь Альцгеймера (БА) – многофакторное нейродегенеративное заболевание, которое становится основной причиной синильной деменции. Возраст – ключевой фактор риска наиболее распространённой (>95%) спорадической формы БА, эффективных методов профилактики и лечения которой не существует. Всё больше данных указывает на то, что развитие БА и других нейродегенеративных заболеваний связано с активацией путей митоген-активируемых протеинкиназ, а сигнальный путь JNK рассматривается как потенциальная мишень для профилактики и лечения БА, при этом информация об изменениях его активности, объективным показателем которой считается изменение уровня фосфорилирования его компонентов, в онтогенезе крайне ограничена. Цель настоящего исследования – сравнить изменения с возрастом активности сигнального пути JNK в гиппокампе крыс Wistar и преждевременно стареющих крыс OXYS, у которых спонтанно развиваются все ключевые признаки БА, а также оценить влияние на активность сигнального пути селективного ингибитора JNK3 – натриевой соли 11H-индено[1,2-b]хиноксалин-11-он оксима (IQ-1S). Способность IQ-1S подавлять ускоренное старение мозга крыс OXYS доказана ранее, однако его влияние на активность JNK не исследовалась. В настоящем исследовании мы показали, что с возрастом активность сигнального пути JNK повышается в гиппокампе крыс обеих линий. При этом манифестация и активная прогрессия признаков БА у крыс OXYS происходят на фоне усиленного, по сравнению с крысами Wistar, фосфорилирования ключевой киназы этого сигнального пути – JNK3 и её белков-мишеней, что позволяет рассматривать JNK3 как потенциальную мишень для интервенций, направленных на профилактику нейродегенеративных процессов. В пользу этого свидетельствует и тот факт, что ранее выявленный нами нейропротекторный эффект селективного ингибитора JNK3 IQ-1S, его способность подавлять развитие нейродегенеративных процессов у крыс OXYS, связан со снижением уровня фосфорилирования JNK3, с-Jun, АРР и Тау в гиппокампе.

Миофибробласты, играющие важную роль в опухолевом микроокружении, представляют многообещающее направление исследований в области онкотерапии. В данной работе изучали возможности индуцируемой дифференцировки фибробластов человека в миофибробласты путём редукции γ-цитоплазматического актина (γ-А) методом РНК-интерференции. Снижение экспрессии γ-А в подкожных фибробластах человека приводит к позитивной регуляции маркеров миофибробластов, включая α-гладкомышечный актин (α-ГМА), экстра-домен A фибронектина (ED-A FN) и коллаген III типа. Эти изменения сопровождались модуляциями клеточной морфологии, такими как значительное увеличение площади клеток и формирование суперзрелых фокальных контактов. Снижение экспрессии γ-А компенсировалось повышением экспрессии β-цитоплазматического актина (β-А) и α-ГМА, а также формированием характерных α-ГМА-позитивных стресс-фибрилл. В заключение, наши результаты показали, что редукция экспрессии γ-А приводит к миофибробластной транс-дифференцировке подкожных фибробластов человека.