Acta Naturae

В представленном обзоре рассмотрены возможности использования молекул аффибоди в различных областях биотехнологии и клинической медицины. Показана высокая аффинность и специ­фичность молекул аффибоди к выбранным молекулярным мишеням, а также возможность визуализации различных злокачественных опухолей in vivo. Большее внимание уделено доклиническим и клиническим исследованиям конъюгатов аффибоди с различными радиоизотопами для проведения таргетной радионуклидной визуализации опухолей, что представляет особую актуальность в рамках проблем, возникающих на этапах диагностики и лечения данной категории пациентов. В клинических испытаниях показана хорошая переносимость радиофармацевтических препаратов и эффективность их использования для оценки распространенности опухолевого процесса и определения статуса HER2/neu у больных раком молочной железы, что обуславливает перспективность проведения дальнейших исследований.

Формирование симбиотической кишечной экосистемы – необходимый этап адаптации новорожденного ребенка. Микробиом кишечника глубоко недоношенных новорожденных характеризуется нестабильностью, снижением микробного разнообразия с преобладанием грамотрицательных Proteobacteria, что сопряжено с одним из ключевых патогенетических механизмов развития некротизирующего энтероколита (НЭК). Короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК) представляют собой основные бактериальные метаболиты, играющие важную роль в поддержании целостности кишечного барьера и регуляции иммунологической реактивности кишечника. В обзоре обсуждается роль кишечной микробиоты и КЦЖК при некротизирующем энтероколите у новорожденных в аспекте потенциальных диагностических и терапевтических возможностей. В клинических исследованиях содержания КЦЖК в кале недоношенных новорожденных с НЭК обнаружено выраженное снижение общего уровня КЦЖК и большинства бактериальных метаболитов в отдельности, что подтверждено в ряде модельных экспериментов. Для уточнения роли КЦЖК в развитии НЭК, определения их диагностического потенциала и возможностей создания комплексных про- и постбиотических формул необходимо проведение многоцентровых мультиомиксных исследований на большой выборке глубоко недоношенных новорожденных.

Митохондриальная дисфункция является одним из патогенетических механизмов повреждения нейронов в процессе старения. Высокая энергетическая зависимость нервных клеток делает их особо уязвимыми для возраст-ассоциированных изменений, которые сопровождаются окислительным стрессом и нарушением энергетического метаболизма. Поддержание пула функциональных митохондрий регулируется митофагией, обеспечивающей утилизацию поврежденных органелл и препятствующей прогрессированию митохондриальной дисфункции. Старение головного мозга сопровождается снижением активности митофагических процессов, нарастанием митохондриальной дисфункции и увеличением риска развития нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. В данном обзоре освещаются молекулярные и сигнальные пути митофагии, ее дисрегуляция при физиологическом и патологическом старении, что представляет особый интерес для выявления фармацевтических мишеней и разработки потенциальной терапии нейродегенеративных состояний.

Бактерии Propionibacterium freudenreichii играют важную роль в производстве сыров швейцарского типа, однако геномная вариабельность штаммов, влияющая на их технологические свойства, остается недостаточно изученной. Охарактеризованы метаболические и генетические различия промышленных штаммов P. freudenreichii. Сопоставление фенотипических и геномных данных позволяет выявлять маркеры технологически значимых признаков и использовать их для скрининга новых штаммов. Это создает основу для подбора консорциумов с заданными свойствами и разработки заквасочных культур с улучшенными производственными характеристиками. В работе проведено полногеномное секвенирование и сравнительный анализ пяти промышленных штаммов P. freudenreichii. Эти штаммы, несмотря на их высокую геномную идентичность, различались газообразованием и метаболизмом субстратов. Филогенетический анализ показал близость штамма P. freudenreichii FNCPS 828 к подвидy P. freudenreichii subsp. shermanii (z-score = 0.99948), который не способен восстанавливать нитраты, но метаболизирует лактозу. Ген narG, кодирующий альфа-субъединицу нитратредуктазы, идентифицирован только у одного из пяти проанализированных штаммов — FNCPS 828, а также у 39% ранее описанных штаммов P. freudenreichii, что указывает на этот ген как на потенциальный маркер нитратвосстанавливающей активности. Анализ 112 геномов P. freudenreichii выявил систему CRISPR-Cas I-G у 74% штаммов, а тип I-E только примерно у 25%. Все пять изученных штаммов содержали систему типа I-G; у FNCPS 3 также обнаружена полноценная система I-E с наибольшим числом CRISPR-спейсеров, включая соответствовавшие геномам ранее опубликованных бактериофагов. Наиболее распространенные антифаговые системы включали RM I и IV, AbiE, PD-T4-6, HEC-06 и ietAS. Таким образом, выявлено генетическое разнообразие штаммов P. freudenreichii, имеющее значение для их промышленного применения. Обнаружение narG в качестве потенциального маркера восстановления нитратов, а также детальное картирование систем CRISPR-Cas расширяют возможности рационального подбора и инженерной оптимизации заквасочных культур P. freudenreichii с заданными метаболическими свойствами и устойчивостью к бактериофагам.

Лучевая терапия является одним из наиболее широко используемых видов терапии опухолей. Однако применение лучевой терапии ограничивается ее токсичностью по отношению к здоровым тканям. Поиск эффективных радиозащитных средств остается одной из главных целей радиационной онкологии и радиобиологии. В данной работе радиозащитные свойства препарата «Димефосфон», обладающего антиацидотическими, противоопухолевыми, антиоксидантными свойствами, изучали на животных с экспериментальным лучевым поражением. Показано, что 14-дневное введение препарата в дозе 750 мг/кг после однократного облучения мышей CD-1 в дозе 5 Гр оказывает локальный радиозащитный эффект, уменьшая тяжесть радиационно-индуцированного повреждения кишечного эпителия и капсулы селезенки. По результатам метаболомного исследования выявлено достоверное увеличение содержания ключевых метаболитов, отвечающих за антиоксидантные свойства, таких как альфа-токоферол, рибозид никотинамида, N-карбамоил-L-аспартат, аденилосукцинат, что свидетельствует о повышении уровня антиоксидантной защиты под действием препарата «Димефосфон».

Болезнь Альцгеймера – одно из самых распространенных нейродегенеративных заболеваний настоящего времени, значимость которого все более возрастает по мере старения населения, была описана более 100 лет назад. За все время ее изучения не удалось подобрать средства, которые были терапевтически эффективными или существенно замедляли патологический процесс, будучи при этом достаточно безопасными. В этой связи значительное внимание обращено на разработку и применение пептидных препаратов, имеющих природное происхождение и не вызывающих побочных эффектов. В настоящей работе определено действие известного нейропротективного пептида Семакс и его производного на поведенческие характеристики и развитие амилоидоза у трансгенных мышей линии APPswe/PS1dE9/Blg, являющихся моделью болезни Альцгеймера. C использованием тестов «Открытое поле», «Распознавание нового объекта» и «Лабиринт Барнса» обнаружено улучшение когнитивных функций у мышей под действием как Семакса, так и его производного. Гистологическое исследование показало, что данные пептиды снижают число амилоидных включений в коре и гиппокампе головного мозга животных. Полученные результаты показывают перспективность использования Семакса и его производных для разработки методов лечения и коррекции болезни Альцгеймера.